㈠ 地下水水化学特征
在天然条件下,地下水化学分带在空间上具有明显的规律性,从补给区到排泄区地下水的矿化度呈逐渐增高的变化趋势,一般由低矿化度的重碳酸盐淡水逐渐变化为矿化度较高的硫酸盐水或氯化物水。据2002年三门峡地下水化学资料分析,三门峡盆地地下水化学成分具有明显的分带性。从盆地边缘到盆地中心由HCO3-Na·Mg→HCO3-Ca·Mg→HCO3·SO4-Na·Ca·Mg→HCO3·SO4·Cl-Na·K水(图4.1)。重碳酸钠水主要分布于丘陵及黄土塬区,盆地中间,由于人类活动剧烈,大量开采地下水,形成了地下水位降落漏斗,成为地下水系统的排泄区,再加上地下水埋深浅,蒸发作用增强,盐分浓缩聚集,形成了矿化度稍高的HCO3·SO4·Cl-Na·Ca水。
图4.2 不同时间地下水水化学类型分布图
由于近10年来大量开采地下水,导致地下水流场发生改变,致使1990年与2002年的地下水水化学场的分布有所改变(图4.2)。在三门峡市区、陕县老城和灵宝城区HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型水2002年比1990年分布面积大。天然状态下,地下水的流动是从黄土塬流向黄河,由于人为的影响,地下水流向变成了以城区为中心的排泄区,致使HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型水分布面积变大,其中南关附近还出现了HCO3·Cl-Na·K型水。另外,强烈的地下水开采导致包气带厚度增加,改变了含水介质的氧化还原条件,促使某些介质发生氧化,当大气降水垂直入渗补给地下水时,氧化产物由于淋滤作用被带入地下水中,从而使地下水中某些组分(如硫酸根、镁、钙离子)增加,不同程度地影响了地下水水质。除了过度开发地下水导致地下水水质发生变化外,人为活动产生的污染源也导致地下水水质恶化。
据1990年水化学资料,三门峡市浅层地下水水质均符合现行生活饮用水卫生标准,据2002年水化学资料,出现了大量的Fe离子,NH+4+,NO-3,NO-2,细菌学指标SO2-4等超标点。Fe离子含量高达1.7mg/L,总溶解性固体含量大于2607.06mg/L(超标1607.06mg/L),SO2-4含量大于250mg/L,高达294.42mg/L,NH+4含量高达1.92mg/L,超标8.6倍。其NH+4含量超标点大多数分布在农业活动区,矿化度的最大值也达到了1229.37mg/L。
总之,过度开采地下水,人为直接污染活动都恶化了研究区地下水水质,使地下水水化学场发生重分布。地下水水化学特征发生了明显的改变。
㈡ 地下水水化学的水平分带
地下水水化学分带是研究天然地下水在循环过程中水化学演化的基础,它展示出地下水循环过程中水化学演化的一般规律。在承压水盆地内的含水层中,不同的水平分带取决于含水层不同的水交替程度,后者取决于盆地的构造开启程度、含水层的岩性和补给条件等。一般来说,承压水盆地的构造开启程度首先决定了水化学的水平分带性,也决定着水平分带的主要类型,而在水平分带内部,受其他因素的影响水化学特征会有某些差别。
4.3.3.1 封闭构造水化学的全水平分带类型
封闭构造水化学的全水平分带类型是最为典型的水平分带,它具有所有基本的和过渡的水化学类型,由低TDS的HCO3-Ca型一直到高TDS的Cl-Na·Ca型,能够很好地反映出地下水循环过程中水化学类型演变的一般规律,是研究其他半开启、开启构造以及复杂构造内的地下水水化学分带的基础。
在这种分带中由于岩石成分的不同,可以划分为如下两个亚类。
(1)具有还原硫酸盐条件的正常海相沉积岩中的分带
在此亚类分带中,沿着承压水的运动方向,按一定的严格顺序形成各种水化学成分分带(图4.10):①HCO3-Ca型水带(低TDS的重碳酸盐水的主要类型);②SO4-Na型水带(硫酸盐型的基本和最终类型);③HCO3-Na型水带(碱性水);④Cl-Na型水带(溶滤成因盐水的基本类型);⑤Cl-Na·Ca(Cl-Ca)型水带(原生封存海水类型)。
图4.10 具有还原硫酸盐条件的正常海相沉积岩中水化学水平分带示意图(剖面图)
(据李学礼,1988)
在上述基本类型之间,基本包含了各种中间或过渡类型的水。在含水层的补给区,由于水交替强烈,岩石经过长期冲刷,大部分易溶盐类组分已经被带走,往往形成TDS很低的HCO3-Ca型水。随着地下水沿含水层径流,含水层围岩中分散的硫化物不断被氧化以及硫酸盐矿物的溶滤,致使地下水中硫酸盐含量不断增加,同时,水中的Ca2+,Mg2+与海相沉积形成的围岩中的Na+,K+等不断进行交换,逐渐形成了以
(2)在含石膏岩层或缺少还原硫酸盐条件的正常海相沉积岩中的分带
在此亚类分带中,沿着承压水的运动方向,也按一定的严格顺序形成各种水化学成分分带(图4.11):①HCO3-Ca型水带;②SO4·HCO3-Ca·Na或SO4-Ca型水带;③SO4-Na型水带;④SO4·Cl-Ca·Mg(Ca·Na,Na·Ca)型水带或Cl·SO4-Na·Ca(Na)型水带;⑤Cl-Na型水带;⑥Cl-Na·Ca(Cl-Ca)型水带。
图4.11 含石膏岩层或缺少还原硫酸盐条件的正常海相沉积岩中水化学水平分带示意图(剖面图)
(据李学礼,1988)
与图4.10不同的是,由于缺少还原硫酸盐的条件,在形成SO4-Ca·Na或SO4-Na型水后,不会出现硫酸盐被还原,而形成HCO3-Na型碱性水的情况,而是继续向Cl-富集的方向演化,逐渐形成SO4·Cl-Ca·Na,Cl·SO4-Na·Ca,Cl-Na型水。
4.3.3.2 半开启、开启构造中水化学的水平分带类型
半开启构造水化学水平分带类型的特点是相对发育不完全的水平分带,即缺少一个或几个后面的带,首先缺少原生的Cl-Na·Ca型水,它已经完全被排挤出去,根据构造开启程度和水交替强烈程度,水平分带的水化学类型会依次缺少后面的分带。由于岩石成分不同也可以划分出两个与封闭构造相同的亚类(图4.12)。
开启构造水平分带类型同样表现为不完全分带性,但与半开启构造的分带相比,其分带很不发育,一般只有第①带和第①带向第②带过渡的某些水化学类型(图4.13)。一般这些带的水是TDS低的HCO3-Ca和HCO3·SO4-Ca或SO4·HCO3-Ca·Mg过渡类型的水,全分带中的高TDS水大部分缺失。这种分带类型存在于褶皱山区水交替强烈的小型承压水盆地中,在大中型承压水盆地水循环积极的含水层中,也能看到这种分带(李学礼,1988)。
㈢ 地下水水化学类型变化
随着地下水开采量不断增加,地下水的天然水化学平衡状态被打破,水化学类型也相应发生改变。其变化特征分为两种:①水化学类型向重碳酸型水转变,地下水硬度增加;②水化学类型由重碳酸型水转变为其他类型,矿化度增大,水质变差。
1.水化学类型向重碳酸型水转变,地下水硬度增高
主要发生在山前冲洪积扇前缘和地下水开采漏斗区,由于循环条件的改变,地下水流场发生变化,浅层地下水循环加快。根据目前掌握的资料来看,这种水化学类型变化在西北干旱区基本上没有发生,而在山西六大盆地和华北平原及松嫩平原变化比较明显。
山西盆地浅层地下水化学类型的变化表现为由多种水化学类型逐渐转变为简单的类型。对比太原盆地1983年和2003年两期水化学变化可见:水化学类型由重碳酸-硫酸型水、重碳酸-氯化物型水、硫酸型水、硫酸重-碳酸型水、硫酸-氯化物型水、氯化物-硫酸型水、氯化物-重碳酸型水等多种水质类型变化到目前以重碳—酸硫酸型水和重碳酸—氯化物型水为主(图5-1和图5-2)。1983年矿化度为1~3g/L的面积为1657km2,3~5g/L的面积为40km2;2003年为895km2,基本没有大于3g/L水。在地下水集中开采区,中深层承压水的矿化度和硬度有增加的趋势(图5-3)。
忻州盆地从20世纪70年代以来,冲洪积倾斜平原的中上部的浅层地下水,其地下水主要化学成分及化学类型变化不大,地下水主要化学成分及化学类型变化不大,为重碳酸型水,矿化度小于500mg/L。而在滹沱河中下游段的冲洪积交接带及冲湖积平原区,矿化度减小,水质具有变好的趋势。在崞阳到原平市城区一带,由重碳酸-硫酸型或硫酸-重碳酸型转化为重碳酸型水(图5-4),矿化度由1977年的520~840mg/L降低到2004年的310~510mg/L。在忻府区解原、忻府城区、东楼、西张、双堡、官庄一带,由硫酸-重碳酸或重碳酸-氯化物型水转化为重碳酸型水,矿化度由1977年的500~1300mg/L降低到2004年的300~350mg/L。而在忻府区、定襄县的高城、北张、受禄、定壤县城、季庄等广大地区,由重碳酸-氯化物型水转化为重碳酸-硫酸型水,矿化度由1977年的1000~1600mg/L,降低到2004年的600~930mg/L。
图5-1 太原盆地1983年水化学图
(据韩颖等,2009)
(图中Cl、H、S、N、M、C分别表示Cl、HCO3、SO4、Na、Mg、Ca)
据统计,河北平原浅层地下水重碳酸盐型(包括重碳酸为主的混合型)水的分布面积由1975年的45792km2增加到2005年的56032km2,硫酸盐型(包括硫酸盐为主的混合型)地下水面积由7294km2减少到4279km2,氯化物型(包括氯化物为主的混合型)地下水由19588km2减少到12818km2,见图5-5。
图5-2 太原盆地2003年水化学图
(据韩颖等,2009)
(图中Cl、H、S、N、M、C分别表示Cl、HCO3、SO4、Na、Mg、Ca)
对比鲁北平原1989年与2005年地下水水化学类型(图5-6)可见:西部地下水开采区,水化学类型向重碳酸盐型水转化,浅层地下水开采程度较高,沿黄河地带受到地表淡水的经常性补给,重碳酸盐型水的分布范围不断扩大。冠县-临清的广大地区,1984年水化学类型为重碳酸盐氯化物型水,目前均变为重碳酸盐型水;东阿、平原大部、阳谷、夏津、武城、济阳局部均由1989年的重碳酸盐氯化物型水、重碳酸-硫酸盐-氯化物型水转变为重碳酸盐型水。
图5-3 太原盆地西张水源地中深层水水质变化曲线
(据韩颖等,2009)
豫北平原浅层地下水(重碳酸盐型水)从山前及黄河上游向下游、由渠道轴部向两侧扩展。在1959年至1965年间,地下水开采量很小,豫北地区地表大部分为盐碱地,沿黄一带只有局部地区矿化度小于1g/L,水化学类型大部分为重碳酸硫酸盐型水,只有封丘县一带、武陟县和原阳的黄河大堤以南局部地区为重碳酸型水。人民胜利渠渠首区为HCO3-Ca·Mg水,矿化度小于1g/L。到1978年沿人民胜利渠和其它渠道两侧地下水矿化度大于1g/L界线向北和东扩展,新乡市东部的咸水被切开成两部分,西部的交接洼地地下水矿化度大于1的咸水区成孤立状分布,濮阳县至南乐的地下水矿化度小于1g/L的淡水已连为一体,重碳酸型水已扩至武陟、原阳、封丘北部。至1987年,大部分地区地下水矿化度已变为小于1g/L的淡水;大于1g/L的水已成孤岛状分布于各地,大部分地区地下水水化学类型已变为重碳酸型水,而阳离子Na·Ca型水面积逐渐扩大至原阳县。2002年,淡水面积基本稳定,咸水在1987年基础上又有缩小,沿黄一带仅在封丘东南部的黄河转弯处有一些咸水,淡水扩展缓慢,重碳酸型水扩展缓慢。
华北平原深层地下水重碳酸型水面积增加主要集中在河北平原,其分布面积由20世纪70年代的 50295km2增加到 55066km2,硫酸盐型地下水面积由 1129km2增加到1463km2,氯化物型地下水由6343km2增加到10850km2(表5-1)。天津地区第Ⅱ含水组大量开采后,其水化学特征并没有发生明显变化。
图5-4 忻州盆地地下水化学类型及矿化度动态曲线
(据韩颖等,2009)
表5-1 河北平原深层地下水水化学类型分布面积变化统计表 单位:km2
(据张兆吉等,2009)
图5-5 不同年份浅层水化学类型面积
(据张兆吉等,2009)
图5-6 鲁北平原浅层地下水水化学类型变化图
(据张兆吉等,2009)
西辽河平原部分地区水化学类型从20世纪70年代末80年代初的HCO3-Na·Ca水转变成了HCO3-Ca·Na水,HCO3-Ca·Na水转变成了HCO3-Ca水。在地下水的强开采区(平原中部开鲁、奈曼、科尔沁区),地下水循环交替较快,占绝对优势的Ca·Na型水、Ca·Na·Mg型水面积,2003年比70、80年代有较大增加,与此相反,Na型水、Na·Ca型水面积则明显减少。科左后旗一带的Ca·Na型水,则转化为Ca型水(图5-7)。
图5-7 西辽河平原地下水化学类型变化
(据李志等,2009)
2.水化学类型由重碳酸型水转变为其他类型水,地下水矿化度增大
主要发生在平原或盆地的中下游以及深层承压含水层开采漏斗区,地下水流场改变,承压含水层水头低于相邻含水层,劣质水越流补给承压含水层。目前在新疆准噶尔盆地局部、柴达木盆地、山西盆地和华北平原及东北平原变化比较明显。
新疆准噶尔盆地沙漠边缘的承压含水层,由于开采地下水使承压含水层水头低于潜水,高矿化度和高硬度潜水的混入承压含水层,20世纪80年代中期以来水化学类型明显变化,由HCO3·SO4-Na水转化为SO4·Cl-Na水。
柴达木盆地冷湖镇在开采地下水时出现了咸水入侵现象,冷湖镇水源地在冷湖北岸冲洪积扇潜水区,开采时动水位11~13m,之后形成了下降漏斗,其半径956~1130m,漏斗已扩展到半咸水、咸水区,引起了咸水倒灌。该水源地水质变咸后于1989年在原水源地北又重新开辟新的水源地。经2002年、2003年和2004年在水源地取样分析,一些水井水质已变咸,水化学类型属SO4·Cl·(HCO3)-Ca·Mg水。
格尔木河冲洪积扇戈壁带右翼也出现水质咸化现象,主要原因是该地区地表或浅层普遍存在一层古盐壳,在开采过程中,由于管道漏水等原因将盐壳中的盐分溶滤到含水层中,导致水质咸化;20世纪80年代初该地区地下水位普遍上升,溶滤了古盐壳的盐分,也造成水质咸化;另外,1998、1999年两年格尔木市农牧局为绿化城市于水源地上游营造了60亩防风林带,采用大水漫灌,使包气带盐分溶解并大量下渗而造成矿化度等急剧升高。
临汾盆地20世纪60年代、80年代及2004年水化学对比分析发现,从边山到盆地中心汾河一线,浅层水质序列已经发生明显变化(表5-2),变化的整体趋势是山前冲洪积扇地带HCO3 型水区普遍后移或者消失,取而代之的是HCO3·SO4 型水或者SO4·HCO3型水,SO4·HCO3型水及HCO3·SO4型水的区域分布面积明显变大,中深层水质也有一定程度的改变。
表5-2 临汾盆地代表性剖面浅层水水质序列变化
(据韩颖等,2009)
运城盆地浅层地下水20年来水化学类型相对趋于简化,水质相对变差,矿化度有增高的趋势(图5-8)。在涑水河谷中游东镇—闻喜—水头一线,水质类型由1980年的HCO3—Na、HCO3·SO4—Na、SO4·HCO3—Na、Cl·HCO3—Na、SO4—Na型水,逐渐变为2004年的HCO3、Cl型水,并且范围变大,矿化度增高。在夏县县城附近,HCO3、Cl型水的范围2005年比1980年明显增大,水质相对变差,矿化度增高。在临猗嵋阳一带,HCO3·SO4型水,由1980年的零星分布,逐渐变为片状,水质变差,矿化度增高,在湖积平原区伍姓湖一带,Cl·SO4型水范围2005年与1980年变化明显增大,矿化度增高。
图5-8 运城盆地浅层水水化学变化图
(据韩颖等,2009)
图5-9 运城盆地中深层水水化学变化图
(据韩颖等,2009)
运城盆地中部中深层含水层因为地下水开采导致浅层水进入致使水质变差。从盆地1980年和2005年中深层含水层水化学图5-12和图5-13可以看出,经过20多年的时间,盆地中深层含水层水化学场变化较为明显的地带,主要出现在盆地中部的涑水河冲洪积平原,水化学类型由20世纪80年代的HCO3、HCO3·SO4、HCO3·Cl、SO4·HCO3、SO4·Cl、Cl·SO4 型水演化为2005年的HCO3、HCO3·SO4、SO4·HCO3、SO4·Cl、Cl·HCO3、Cl型水,水化学类型趋于复杂,矿化度有升高之趋势,主要原因是由于地下水强烈开采,地下水流场发生变化及在凿井过程中,使含水层串通、使水质较差的浅层水灌入中深层水中所致。
鲁北平原东部滨海地带的氯化物型水向中西部扩展。在茌平—齐河—禹城—临邑一线、宁津和陵县的东部地区,由重碳酸盐型水变为重碳酸—氯化物型水和重碳酸—硫盐型水。在庆云—阳信一线、滨州市滨城区、利津和沾化交界地带,地下水由重碳酸—硫酸氯化物型水、重碳酸—氯化物型变为氯化物型水。
松嫩平原山前倾斜平原第四系潜水,在20世纪80年代,水化学类型主要是HCO3-Ca·Na水,其次是HCO3·Na水,再次是HCO3-Ca·Mg水。HCO3·SO4 型水只在北部讷河、齐齐哈尔、龙江和林甸县一带有少量分布,目前,泰来县也出现了HCO3·SO4 型水。低平原第四系潜水近20年来地下水水化学类型复杂化,氯化物型水分布面积增大,数量增多,出现了许多新的水化学类型,最典型的是硝酸型水。20世纪80年代,高平原北部潜水水化学类型主要是HCO3型水,局部有HCO3·SO4 型水;HCO3·Cl型水在呼兰河以南地区大片出现、以北零星分布。目前调查发现,在高平原区绥化一带HCO3·SO4(SO4·HCO3)型水及SO4·Cl(Cl·SO4)型水已成片分布。在呼兰河以北地区HCO3·Cl(Cl·HCO3)型水大面积向北扩展。水化学类型变化最大的是呼兰河以北的农业地区,出现了大量与硝酸相关的水化学类型,如 HCO3·NO3(NO3·HCO3)-Ca·Mg 型水、NO3-Ca·Mg型水及NO3·HCO3型水等。
松嫩高平原第四系承压水20世纪80年代,主要水化学类型是HCO3 型水,本次调查发现,在盆地北部呼兰河一带和哈尔滨市,出现了大面积的HCO3-SO4-Ca型水。HCO3-Cl-Ca型水分布面积也比80年代增多。
㈣ 水文地质图的分类
按图件的内容和性质以及服务对象,水文地质图可以分为以下5类:
(1)基础性图件:即反映调查区地下水形成自然背景的各类基础图件,如:地质图、构造图、第四纪地质图、地貌图和地形等高程线图等。
(2)综合性图件:是反映区域地下水埋藏分布和水量、水质形成条件的图件,包括某些专项水文地质调查的综合性水文地质图件,如:区域性的综合水文地质图、供水水文地质图、矿床水文地质图、环境水文地质图、岩溶水文地质图及为水文地质计算服务的地下水概念模型图、地下水流系统及水资源分布图等等。
(3)单项地下水要素图件:仅反映地下水某项(有时几项)特征的图件,如地下水等水位(压)线图、地下水化学类型图,地下水水质分区图或某些离子(化学特征)等值线图、地下水量或富水性等值线图、地下水模数以及地下水径流模数和开采模数等值线图、含水层厚度等值线图、含水层顶(底)板等高线图、含水层埋藏深度图等等。
(4)利用改造规划性图件:为结合生产实际需要而编制的图件,如:地下水开发利用条件分区图,土壤改良水文地质图、矿床疏干、堵水截流规划图等。
(5)预测与管理性图件:是为满足生产需要所编制的反映地下水水质、水量及环境地质的预测和管理方案的图件。如各种地下水水质预测与管理图、开采动态预测图、地下水水量预测与管理图、矿区突水预测图、环境地质变化预测及防治图等。
除上述各种水文地质图件外,在每个项目的成果图件中,尚应编制水文地质调查和勘探工作的实际材料图,以及代表性的水文地质剖面图、水化学剖面和地下水剖面流网图。
㈤ 如何绘制地下水化学类型分区图
绘制等值线图的方法尝试过,做出来样子挺好看,但是总感觉不对劲,似乎不符合实际情况。后来没有做了。期待高手提供更好的方法。值得注意的是必须是同一层的水化学数据才能做,不是同一层的做出来是肯定不对的。
㈥ 地下水化学类型用舒卡列夫法怎么分类啊,望高手指点下,举几个具体的例子
根据矿化度大小, 将地下水分为四组:A组为矿化度<1.5g/L; B组为1.5—10g/L; C组为10—40g/L; D组为>40g/L。(网络的答案)
按照矿化度的大小,可以将地下水分为5类:淡水<1g/L,弱矿化水1~3<1g/L,中等矿化水3~10<1g/L,强矿化水10~50<1g/L,卤水>50<1g/L。(自然地理学,刘南威)
㈦ 求地下水水化学类型分类方法
地下水化学分类:舒卡列夫分类(据前苏联学者CAЩукалев)
首先,根据地下水中主要七种离子(其K+和Na+中合并,分为6种)的相对含量进行组合分类的一种方法。
如果某种离子含量(毫克当量百分数,或视毫摩尔百分含量)≥25%,参与组合定名,给定编号;
三类阳离子(Ca2+、Mg2+、K+和Na+)可以有7种组合方式;
三类阴离子(HCO3-、SO42-、Cl-)也可组合为7种;
阴、阳离子再组合共计为:7×7=49种水型,参见表6-2。
表6—2舒卡列夫分类图表
其次,再加上矿化度大小分为4组,即
A——<1.5g/L,
B——1.5~10g/L
C——10~40g/L
D——>40g/L
例如,上述库尔洛夫式所表示的地下水为:B—46,即中等矿化度的Cl—NaCa型水
通常,A—1号水表示沉积岩地区浅层溶滤水的特点。而49—D型则是矿化度大于40g/L的Cl—Na型水,可能是与海水及海相沉积有关的地下水。
舒卡列夫分类表简明易查,在系统分析水样的化学试验结果中被广泛利用。
㈧ 地下水分类
《中国地下水类型分布图》依据地下水的赋存、分布状态分类,结合我国地下水的赋存、分布特点,并考虑分类描述的通俗性编制而成,将全国地下水类型划分为平原—盆地地下水、黄土地区地下水、岩溶地区地下水和基岩山区地下水四种。
平原—盆地地下水。地下水主要赋存于松散沉积物和固结程度较低的岩层之中,一般水量比较丰富,具有重要开采价值,分布于我国的各大平原、山间盆地、大型河谷平原和内陆盆地的山前平原和沙漠中,主要包括黄淮海平原、三江平原、松辽平原、江汉平原、塔里木盆地、准葛尔盆地、四川盆地、以及河西走廊、河套平原、关中盆地、长江三角洲、珠江三角洲、黄河三角洲、雷州半岛等地区。我国平原盆地地下水分布面积273.89平方千米,占全国评价区总面积的28.86%;地下水可开采资源量1686.09亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的47.79%。
黄淮海平原是我国第一大地下水富集区。评价区面积24.13平方千米,占全国评价区总面积的2.64%,地下水可开采资源量373.37亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的10.58%,范围包括北京市南部、天津市大部、河北省东部、河南省东北部、山东省西北部、安徽省北部和江苏省北部地区。三江-松辽平原是我国第二大地下水富集区。评价区面积34.2平方千米,占全国评价区总面积的3.74%,地下水可开采资源量306.4亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的8.68%,范围包括黑龙江省的大部、吉林省西部、辽宁省西部和内蒙古自治区的东北部地区。
黄土地区地下水。黄土地区地下水是平原-盆地地下水的一种,是中国的一大特色,主要分布在我国的陕西省北部、宁夏回族自治区南部、山西省西部和甘肃省东南部地区,即日月山以东、吕梁山以西、长城以南、秦岭以北的黄土高原地区。黄土地区地下水主要赋存于黄土塬区,在一些规模较大的塬区,地下水比较丰富,具有供水价值。评价区面积17.18万平方千米,占全国评价区总面积的1.81%;地下水可开采资源量97.44亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的3.0%。
地下水
岩溶地区地下水。地下水主要赋存于碳酸盐岩(石灰岩)的溶洞裂隙中,其赋存状态取决于岩溶发育程度。我国碳酸盐岩分布较广,有的直接裸露于地表,有的埋藏于地下,不同气候条件下,其岩溶发育程度不同,特别是北方和南方地区差异明显。我国岩溶地区地下水分布面积约82.83万平方千米,占全国评价区总面积的8.73%;岩溶地下水可开采资源量870.02亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的26.7%,开发利用价值非常大。
北方岩溶区主要包括京-津-辽岩溶区、晋冀豫岩溶区、济徐淮岩溶区,分布与北京、山西、河北、河南、山东、江苏、安徽、辽宁、天津等省(市、区)的部分地区。北方岩溶地下水具有集中分布的特点,往往形成大型、特大型水源地,成为城市与大型工矿企业供水的重要水源。南方岩溶区主要分布在西南岩溶石山地区,包括云南、贵州、广西的大部分地区和广东、湖南、湖北等省的部分地区。南方岩溶地下水主要赋存于地下暗河系统里,地下水补给充沛,但地下水地表水转化频繁,岩溶地下水难以被很好的开发利用,往往形成“一场大雨遍地淹,十无雨到处干”的特殊干旱局面。
基岩山区地下水。广泛分布于岩溶地区以外的其它山地、丘陵区,地下水赋存于岩浆岩、变质岩、碎屑岩和火山熔岩等岩石的裂隙中,是我国分布最广的一种地下水类型。基岩山区地下水只有在构造破碎带等局部地带富水性较好,大部分地区水量较贫乏,一般不适宜集中开采,但对山地丘陵区和高原地区的人、畜用水有重要作用。山区地下水分布面积约574.98万平方千米,占全国评价区总面积的60.60%;地下水可开采资源量971.67亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的27.54%。
㈨ 地下水化学成分的分析内容与分类图示
1.地下水化学成分分析内容
地下水化学成分分析是水化学研究的基础。水质分析项目,根据工作目的和任务要求来确定。一般可分为简分析和全分析,为配合专门任务,可增加专项分析。
简分析用于了解区域水化学成分的概貌。分析项目较少,成本不高,简便快速。分析项目除定性分析水的物理性质(温度、颜色、透明度、嗅味、味道)外,还定量分析、Cl-、Ca2+、Mg2、Na++K+、游离CO2 含量,及pH值、总硬度等。定性分析项目常有、、Fe3+、Fe2+、H2S、化学需氧量(COD)等。全分析分析项目较多,精度要求高,成本较高。通常选择有代表性的水点取全分析水样,以全面了解地下水成分。并对简分析结果进行核查。一般全分析定量分析项目如下:、、Cl-、、、、F-、I-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe3+、Fe2+、、H2 S、游离CO2 含量,及pH值、耗氧量、总硬度及干涸残余物。
在取水样进行地下水化学分析时,首先,要对工作区内的水文地质条件有清楚的认识,在不同的水文地质单元的补给区、径流区、排泄区分别取控制性水样;同时要在地表水与地下水有补给、排泄的地段取水样,以了解地表水与地下水水化学成分之间的相互关系。
2.地下水化学的分类
前苏联学者舒卡列夫的分类,是根据地下水中6 种主要离子(Na++K+)含量及矿化度进行划分。将含量大于25%毫克当量的阴离子和阳离子进行组合,共分为49 种类型,每型以一个阿拉伯数字作为代号。按矿化度又划分为4组:A组矿化度小于1.5 g/L,B组为1.5~10 g/L,C组为10~40 g/L,D组大于40 g/L。
不同化学成分的水都可用一个简单的符号代替,并赋予一定的成因特征。例如,1-A型为矿化度小于1.5g/L的HCO3-Ca水。
舒卡列夫的分类(表2-4)简单易懂,在我国应用十分广泛。从表的左上角到右下角大体反映出地下水总矿化度的作用过程。缺点是划分时带有人为因素,对大于25%毫克当量的离子未反映其大小顺序,反映水质变化不够细致。在具体应用时,一般按离子的毫克当量百分数的大小进行排序,含量大的在前,如HCO3 ·SO4 -Ca·Na型水。
表2-4 舒卡列夫的地下水分类
㈩ 如何判断水化学类型数字
根据水的矿化度的不同来判断。
关于地下水的化学分类,不同的作者提出了不同的方法,其中大多数都在一定程度上利用了主要阴离子与主要阳离子间的对比关系。
舒卡列夫分类根据地下水中6种主要离子(Na+、Ca2+、Mg2+、Cl—、K+合并于Na+)及矿化度划分。具体步骤如下:
第一步,根据水质分析结果,将6种主要离子中毫克当量百分数大于25%的阴离子和阳离子进行组合,可组合出49型水,并将每型用一个阿拉伯数字作为代号(表1—4)。
第二步,按矿化度的大小划分为4组。
A组M≤1.5g/L;
B组1.5<M≤10g/L;
C组10<M≤40g/L;
D组M>40g/L。
第三步,将地下水化学类型用阿拉伯数字(1~49)与字母(A、B、C或D)组合在一起表示。
例如,1—A型,表示矿化度不大于1.5g/L的HCO3—Ca型水,沉积岩地区典型的溶滤水;49—D型,表示矿化度大于40g/L的Cl—Na型水,该型水可能是与海水及海相沉积有关的地下水,或是大陆盐化潜水。
这种分类法的优点是简明易懂,可以利用此表系统整理水分析资料。其缺点是:以毫克当量大于25%作为划分类型的依据不充分,此外,划分出的49种水型是由组合方法得到,实际上有些水型在自然界中很少见到,也难以解释它的形成过程。