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水化学piper三线图怎么看

发布时间:2023-08-11 21:02:50

‘壹’ 分析成果的表示方法

1.浓度表示方法

1)质量浓度表示法。即单位体积水中所含离子的质量。这种方法只表征离子的绝对含量,不易显示水的化学性质。

2)百万分含量(ppm)。相当于1000g水中含某离子的毫克数。

3)物质的量浓度表示法。即单位体积水中所含离子的摩尔数。

4)离子毫克当量数表示法。即单位体积水中所含离子的毫克当量。这种方法可以反映各种离子间的数量关系和水的化学性质,检查水分析结果的正确性。

5)毫克当量浓度。毫克当量浓度是每升溶液中所含溶质的毫克当量数(N),其单位符号为meq/L。毫克当量数等于溶质的毫摩尔数(mmol)乘以溶质的价态(Z)。

2.水化学成分的图形表示

采用各种图示方法对水的化学成分进行展示,有助于对水质分析结果进行比较,发现其异同点,更好地显示各种水的化学特性,易于解释和说明有关水文地球化学问题。

(1)离子浓度图法

1)圆形图示法(饼图法)。把圆形平均分为两部分,一部分表示阳离子,一部分表示阴离子,其浓度单位为meq/L,某离子所占扇形的大小,按该离子毫克当量占阴或阳离子毫克当量总数的比例而定。圆形的大小按阴阳离子总毫克当量数大小而定(图1—1)。这种图示法可以用于表示一个水点的水化学资料,也可以在水化学平面图或剖面图上表示。

2)柱形图示法。柱形图示法如图1—2所示。柱型分两部分,一部分为阴离子,一部分为阳离子,以毫克当量数或毫克当量百分数表示,柱的高度与阳离子或阴离子的毫克当量总数成比例。通常表示6种离子,如超过6种,可把性质相近的放在一起,如Na++K+,Cl+

等。

图 1—1 圆形图示法

图1—2 柱形图示法

3)多边形图示法。多边形图示法如图1—3所示。图中有一垂直轴,此轴的左右两侧分别表示阳离子和阴离子,其浓度为meq/L。与垂直轴垂直的有四条平行轴,顶轴有meq/L的比例刻度。图中一般表示6种组分,如要表示更多的组分,可增加平行轴。

图1—3 多边形图示法

4)水化学玫瑰图。根据主要阴、阳离子毫克当量百分数绘制成圆形图,然后将圆分成6等份,图中6条半径分别表示地下水中常见的6种离子,并将每条半径分为100等份,然后按各离子的毫克当量百分数分别在半径上定点,连接各点,便显示出该水样特有的玫瑰图形。

图1—4为某矿井水样水化学玫瑰图,为突出各含水层地下水化学离子含量的差异,对水质分析的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、Al3+

、Cl、F进行综合对比,绘制水化学玫瑰图。

图1—4 某矿井水样水化学玫瑰图

(2)三线图示法

早在20世纪初,就有人应用三线图示法。有多种大同小异的三线图示法,但目前应用最广的是1944年派帕提出的三线图示法(图1—5,图1—6)。该图由一个等边平行四边形及两个等边三角形组成,浓度单位为每升水的毫克当量百分数。构图时,首先依据阴阳离子各自的毫克当量百分数确定水点在两个三角形上的位置,然后通过该点作平行于刻度线的延伸线,两条延伸线在平行四边形中的交点即为该水点在平行四边形的位置。三线图能把大量的水分析资料点绘在图上,依据其分布情况,可以解释水文地球化学问题。

(3)库尔洛夫式

图1—5 水质三线图解

为了简明地反映水的化学特点,可采用化学成分表示式,即库尔洛夫式。将阴阳离子按递减顺序分别标示在一条横线上下,均按毫克当量百分数自大而小的顺序排列,小于10%的离子不表示。横线前依次表示特殊成分、气体成分及矿化度(M),三者单位均为g/L,式末列出水温(t)和涌水量(Q,单位为L/s),各种含量标在相应符号位置的右下角,而原子数移至右上角。如:

水文地球化学基础

图1—6 利用Piper图进行水化学类型划分

‘贰’ 水化学图示法

采用各种图示方法对地下水水化学成分进行展示,有助于对水质分析结果进行比较,发现其异同点,更好地显示各种水的水化学特性,便于解释和说明有关水化学问题。下面介绍几种常见的水化学成分图示方法。

4.3.1.1 离子浓度图示法

这类图示法具有一定的相似性,它们一般都采用水化学分析结果中的主要离子组分(K++Na+,Ca2+,Mg2+

+

,Cl-)的毫克当量百分含量表示,阴离子和阳离子分别按照100%计算,其中K+和Na+

通常合并到一起计算。这类方法能够直观地表示出主要离子组分相对含量的比例关系,展现出该水样的主要水化学特征。它们的局限性主要表现为只能表示单一水样的分析结果。

(1)圆形图示法

圆形图示法是把圆形分为两半,一半表示阳离子,一半表示阴离子,某离子所占的扇形的大小,按该离子毫克当量占阴离子或阳离子毫克当量总数的百分含量而定。圆形的大小,也即半径大小可以用于表示阴、阳离子总毫克当量数的大小或者总溶解固体含量的大小。需要注意的是,为了便于不同水点的比较,在圆形图示法中,各离子的相对位置是固定的,如图4.4所示,该图可在Excel表格中采用饼图类型实现图形的绘制。

图4.4 圆形图示法

(据Freeze等,1979)

图4.5 柱形图示法

(据沈照理等,1993)

(2)柱形图示法

柱形图示法和圆形图示法相类似。把柱形分为两半,一半为阴离子,一半为阳离子,各离子分别以毫克当量百分数表示。柱子的高度可以用来表示总毫克当量数或者总溶解固体含量。同样,各离子的排列顺序位置也是相对固定的,如图4.5所示,该图可在Excel表格中采用百分比堆积柱形图类型实现图形的绘制。

(3)多边形图示法(Stiff图)

多边形图示法如图4.6 所示。图中有一垂直轴,此轴的左右两侧分别表示阳离子和阴离子,其单位为毫克当量/升。与垂直轴垂直的有四条平行轴,顶轴有毫克当量/升的比例刻度。在该图中一般表示6种组分,如要表示更多的组分,可增加平行轴。在这种图示中,从上到下可以用多个多边形图表示多个水样的资料。这种图示法经常用于油田水水化学成分的研究,已取得较好的效果。

图4.6 多边形图示法

(据Freeze等,1979)

4.3.1.2 三线图图示法(piper图)

目前应用最广的三线图图示法是由Piper于1944年提出的。该图由一个等边平行四边形及两个等边三角形组成(图4.7)。浓度单位为每升水的毫克当量百分数。构图时,首先依据阴、阳离子各自的毫克当量百分数确定水点在两个三角形上的位置,然后通过该点作平行于刻度线的延伸线,两条延伸线在平行四边形的交点即为该水点在平行四边形的位置。如果需要,还可以用圆点按照比例尺大小表示出该水点总毫克当量或者总溶解固体含量(沈照理等,1993)。

图4.7 三线图图示法

(据王大纯等,1995)

落在菱形中不同区域的水样具有不同的水化学特征(图4.8)。1 区表示碱士金属离子含量超过碱金属离子含量,2区表示碱金属离子含量大于碱士金属离子含量,3区表示弱酸根超过强酸根,4区表示强酸根大于弱酸根,5区表示碳酸盐硬度超过50%,6区表示非碳酸盐硬度超过50%,7区表示以碱金属离子及强酸为主,8区表示以碱士金属离子及弱酸为主,9区表示任意一对阴、阳离子毫克当量百分数均不超过50%。这样不仅可以从菱形中看出水样的一般化学特征,而且在三角形中可以看出各种离子的相对含量。

图4.8 三线图解菱形图分区

(据王大纯等,1995)

三线图最大的优点是能把大量的水质分析数据点绘在同一图上,依据其分布情况,可以解释许多水化学问题。例如,应用三线图图示法能判断某种水是否是另外两种水简单混合的结果,如果水样C是水样A和B简单混合的结果(混合时未发生任何反应),那么混合水C将落在三线图上水样A和B所在位置的连线上。再如,将一个地区不同位置的水样标在图上,可以分析地下水化学成分的演变规律。而不同地区或不同成因的地下水样(表4.2)在Piper图上通常落在不同的位置上(图4.9)。

图4.9 地下水水样的Piper图

‘叁’ 用rockware aqqa怎么画piper三线图

步骤:
1、打开AQQA后,根据水质化验报告分析,每一组数据建立一列,并命名。
2、Name列中没有的元素可以通过下面的“add alalyte”按钮添加。
3、Unit列的单位可以通过右键“change unit”修改单位。
4、数据输入完成后,可以点击下面的new graph添加Piper Diagram图。
5、Piper Diagram图中,可以通过Advanced Optons按钮设置图名、图标大小,是否显示标注,以及网络,图例等显示。
6、Samples中的图标的名称,在前面输入时占第一行。点击扣面的图标,可以修改颜色及形状。

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