水文地球化学基础

1.标准状态：指温度为298K （25℃）、压力为一巴（100000Pa ）的状态。(热力学常用词）

2.“反应的标准焓变化”用△Hr 表示。“标准生成焓”用△Hf 表示。

△Hr 为正值，属吸热反应。△Hr 为负值，属放热反应。

△Hr ＝∑△Hf(生成物)-∑△Hf （反应物）

3.“标准自由能”以△Gf 表示。“反应的标准自由能变化”以△Gr 表示。

△Gr=∑△Gf(生成物)-△Gf （反应物）

△G 值为负值，反应在恒温恒压下可自发地进行；△G 值为正值，反应在恒温恒压下不能自发的进行，但逆反应可自发进行，△G=0，反应处于平衡状态。

4.迪拜-休克尔方程：I Ba I

AZ r +-=1lg 2(r 为活度系数，Z 为离子电荷数，I 为离子强度（mol/L),A 、B 为取决于水的介

电常数、密度和温度的常数；a 是与离子水化半径有关的常数。) 当I<0.1时，方程具有很好的精确性。

离子强度I 的计算公式：i i m Z I ∑=221（i Z 为i 离子的电荷数；i m 为i 离子的浓度（mol/L ）;淡地下水的I 值一般都

小于0.1mol/L ，多用迪拜休克尔方程计算活度系数。

5.戴维斯方程：I Ba I

AZ r +-=1lg 2+bI(a 值与迪拜休克尔方程中a 值不同。b 为校正参数，规定次要离子的b 值为零，

该方程的应用范围是I<0.5mol/L.) 。 盖式用于TDS 高的咸地下水。

6.全等溶解：矿物与水接触产生溶解反应时，其产物都是溶解祖分，这即是全等溶解。

7.非全等溶解：矿物与水接触产生溶解反应时，其反应产物除溶解组分外，还有新生成的一种或多种矿物或非晶质固体组分，这即是非全等溶解。

8.溶度积（Ksp ）：当难容电解质溶于水而成饱和溶液时，溶液中同时存在溶解离子和未溶解离的固体。Ksp 值越大，代表越易溶解。

9.溶解度：在给定温度和压力下，达溶解平衡时，溶液中溶解物质的总量（mg/L ）。用溶度积粗略计算溶解度总体偏小。

10.同离子效应：一种矿物溶解与水溶液中。若水溶液中有与矿物溶解相同的离子，则这种矿物的溶解度就会降低。

11.饱和指数：确定水域矿物出于何种状态的参数，以“SI ”表示。aA+bB=cC+dD. 按质量作用定律，当上述反应大平

衡时：[][][][]K B D A C b d

a c =.上式左边为活度积，以“AP ”表示；如所有组分均为离子，即是活度系数积，用“IPA ”表示。

SI=IAP/K. (AP(或IAP)=K ，AP/K=1，IAP/K=1，达溶解平衡；如AP/K,IAP/K>1，反应向左进行，过；AP/K,IAP/K<1，反应向右进行，未。) SI=lg K IAP

(SI<0未饱和,SI=0平衡，SI>0过饱和。)。

SI<1，或SI 为负值，水与CaCO 3处非饱和状态，反应向右，CaCO 3继续溶解；SI>1，或SI 为正值，水与CaCO 3处于过饱和状态，反应向左，产生碳酸钙沉淀。

12.水温25℃时，pH=7,水为中性。中性pH 值随温度升高，pH 值减小。

13.碳酸三种化和形态：游离碳酸（H2CO3）,重碳酸（CO -3）,碳酸（CO -

23）.

14.闭系统：与大气无CO2交换，水与碳酸盐间的溶解反应所消耗的CO2得不到补充，碳酸盐的溶解受到CO2的控制。 特征：CO +2HCO -3浓度低，而pH 值较高；最后达到溶解平衡的Pco2值小于原始Pco2,一般在102-巴左右。

15.开系统：与大气有CO2交换，水与碳酸盐间溶解反应所消耗CO2可得到补充，碳酸盐溶解不受CO2控制。 特征：CO +2HCO -3浓度高，而pH 值较低；水中Pco2一般保持定值，其范围一般在102-—103-巴之间。

16.氧化还原电位（Eh ）：参加氧化还原反应的组分其活度一半都不是1mol ，该反应达平衡时的电位。（V ）

17.氧化数：在单质或化合物中，假设把每个化学键中的电子指定给所连接的两原子中电负性较大的一个原子，这样所得的某元素一个原子的电荷数就是该元素的氧化数。氧化态=氧化数=价态。

18.吸附作用：pH 低时（到一定程度），正的表面电荷吸附阴离子；pH 高时，完全负的表面电荷吸阳离子；pH 为中间值时，表面电荷为零，即电荷零点，pH 值是电荷零点pH 值，记为pHz 。价态越大，吸附越大。

pHpHz 表面电荷为负，吸阳离子。

19.铝在水中的存在形式受pH 控制，在强酸性地下水中（pH<4.0），水中铝的主要形式为Al +3；在碱性地下水中，可

形成AlO -2

、AlO -33。 20.总溶解固体：水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解气体。 TDS （矿化度）=阴离子+阳离子-1/2的碳酸氢根离子

21.硬度：以水中钙镁锶钡离子等非碱土金属以外的金属离子的总和来度量。

总硬度（钙离子meq/L+镁离子meq/L ）*50=（）mg/L(CaCO3)，.

含盐量=阴离子+阳离子

暂时硬度/碳酸盐硬度（碳酸氢根离子meq/L+碳酸根离子meq/L ）*50=（）mg/L

总>暂，总—暂=永久/非碳酸盐硬度；暂>总，暂—总=负；

22.化学需氧量（COD ）:化学化剂氧化水中有机物和还原无机物所消耗的需氧量，以mg/L 表示。

23.生化需氧量（BOD ）：微生物降解水中有机物过程中所消耗的氧量，以mg/L 表示，一般小于COD 。

24.碱度：表征水中和酸能力的指标。

25.酸度：表征水中和强碱能力的指标。

强酸：HCl,HNO3,H2SO4; 弱酸：CO2,H2CO3,HCO3,各种有机酸；强酸弱碱盐：FecCl3,Al(SO4)3.

26.水分析数据可靠性的审查，分析结果中一些计算值的检查：

（1）总溶解固体是计算值，检测是否减去0..5倍的碳酸氢根离子，是最常见错误。

（2）Na + K 值：（钠离子+钾离子）meq ×25=（钠离子+钾离子）mg/L ，钠23，钾29，一般*25.

计算法：阴离子meq-（钙离子+镁离子）meq=（钠离子+钾离子）meq

（3）硬度：计算值，检测法：（钙离子+镁离子）*50=总硬度mg/L （CaCO2）

（4）TDS 实测值与TDS 计算值之差:

TDS<100mg/L,相对误差应<±10％;TDS=100-1000mg/L,相对误差应<±7％;TDS>1000mg/L,相对误差应<±5％;

（5）当pH<8.34，不应有碳酸根离子；当pH>8.4，不应有H2CO3。

27.自然界中三种可溶盐：

氯化物(Cl) ①>硫酸盐岩(SO4)②>碳酸盐岩(HCO3)③;①>②>③矿化度大小顺序；①←②←③沉淀顺序，③起。 最先是氯化物自岩石中溶出，形成氯化物水，多出现在含盐层及盐渍化了的少数地区；

其次是岩石中的硫酸盐及残余氯化物被溶出，形成硫酸盐。

28.沉积成因水的形成：与沉积物同时沉积的水。从松散的颗粒（泥和沙）到成岩一般三阶段：压实、脱水、固结。

29.地下水成矿作用：地下水溶液中的成矿组分，在适宜的地球化学环境中，在有利的地质部位富集、沉积形成矿床的过程。

30.地下水的存在形式：固态水（多年雪线以上及冻土层）、毛细水（包气带）、重力水（井、河水）、气态水（包气带）结合水（静电引力）、结构水。

31.地下水：埋藏于地表以下岩石空隙中的水。

32.地下水的污染：凡是人类活动导致进入地下水并使水质恶化的溶解物或悬浮物。

33.地下水污染物（性质）：

化学污染物：a 无机物：NO -3最普遍，浓度最高，面积最大，其次是Cl -，硬度（Ca +2+Mg +2）,SO -24及TDS 。

B 有机物：一般是PPb 级（109-,10亿分之一），或是PPt 级（1012-），或是三致物（致癌，致畸形，致突变）。 生物污染物：细菌，病毒，寄生虫。

放射性污染物：主要以Ra-226,Sr-90,Pu-239,Cs-137为主。

34.地下水污染源：

原因：a 人为：生活污水，工业污水，地表雨水径流（主要城市），固体废弃物，生活垃圾，工业垃圾污泥，农业污染。 b 天然：它们天然存在，只是人为活动的影响下才进入地下水的环境的。过量抽地下水，采矿活动。

35地下水污染特点：A 隐蔽性。B 难以逆转性。

36污染方式：直接和间接。

37.污染途径：间歇入渗型，连续入渗型，越流型。

38有机氮矿化过程：有机氮铵化过程矿化过程（异养型）

NH +4硝化过程（自养型）NO -2,NO -3反硝化过程（异养型）N

2,N

2

O

同化过程

固氮过程

有机氮.

34.硝化过程：它使NH -N通过自养型微生物氧化为NO

3

-N的过程，该过程作用越强，水污染越严重，用无机碳源，

CO

2

。

35.反硝化过程：它使NO

3-N通过微生物还原为氧化态氮（N

2

,N

2

O）的过程，该过程作用越强，水污染越轻,用有机

碳（来自地表），还原环境。吸附作用为反硝化提供充分的时间。

36.生物降解：有机污染物在细菌作用下，从大分解到小分子，从有毒（有害）转变为无毒（无害），最后变为CO2,H2O,CH4，等的过程。

37.盐污染:地下水受硬度、氯离子、硫酸根离子、总可解固体等常规组分的污染。

38.盐污染特点：空间，从城区中心向外延伸，浓度逐渐降低；污染对象：浅层潜水或潜水-承压水含水层，深难污。

39.盐污染原因：城市固体垃圾的淋滤，包气带中的Na-Ca交换，水盐均衡的破坏。

40.硬度（水，钙离子+镁离子）与心血管疾病成负相关；硬度越低越易得心血管疾病，硬度越高越易得肠胃炎。

41.钠：长期吃咸（含钠量高）的易得高血压，细胞外液中主要阳离子，占65％；24％在骨骼里，人体钠来自食物。

42.碘：长期缺碘易得大脖子病，首批生命元素之一；大部分在甲状腺里，碘合成重要元素，缺和高碘可引发病。

43.钙：是人体和动物重要的必需元素。主要以磷酸盐形式存在，集中骨骼和牙齿中。主在牛奶中，肉鱼蛋少，果蔬微。

44.镁99％在细胞和骨骼中。主要来自坚果、海产品、豆科植物和蔬菜，肉类中等，糖、脂肪中低；很有生命力的元素。

45.硒（Se）：有毒，是人体不可缺的微量元素，可预防克山病，克山病缺硒是重要因素。以硒酸盐和亚硒酸盐广泛存在人体的肝、肾、血、脾、心、肺、肌肉中。硒无致癌性，与爱死亡率成负相关，有抗癌性。

46.锌（Zn）：人体必需重要微量元素。主要在肌肉、骨骼、皮肤，指甲、发、皮肤可代表锌的营养状况。海产品最高，新果蔬最低；动物组织中的锌可物利用性高，谷物、牛奶中的可生物利用性低。锌不仅有生理功能，且具有营养作用，胰岛素不可少元素，影响80多种酶的活性。

47.铬（Cr）：人体必需元素之一，粗食品中大于精食品中铬，补助胰岛素发挥作用，促进糖元的合成，刺激葡萄糖氧化。铬也是自身有毒元素。

48.氟（F）：对牙齿很重要，必需元素，我国饮用水标准规定，氟的浓度为1毫克每升最优浓度，小了可能，高了可能出现斑釉齿。

54砷（As）：有毒，兴奋剂，砒霜。主要分布食道，肾，敢，肺，皮肤。

55.镉（Cd）：是老年人骨质疏松，年轻人没有，是人体不需的有毒元素。主要在肝肾。在人体累加。

东华理工大学水文地球化学试卷

2006-2007第一学期《水文地球化学》期末试卷(B)－参考答案班级（）学号（）姓名（） 一、名词解释（每题3分，共21分） 1、盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度，这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象。 2、阳离子交替吸附作用：在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用即为阳离子交替吸附作用。 3、氧化垒：在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。 4、侵蚀性CO2：当水中游离CO2大于平衡CO2时，水中剩余部分的CO2对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2。 5、TDS：指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解的气体。 6、硅质水与硅酸水：SiO2含量大于50mg/L的水称为硅质水（1.5分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5分）。 7、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，其单位为mg/L。 二、填空（每题1分，共14分） 1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3）的含量。硬度是以（Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（HCO-3，CO2-3）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。 7、SiO2和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（0~250℃）和（150~350℃）。8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4SO2-4 -Cl），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3）。 9．海水的水化学类型为（Cl-Na），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。 11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（TDS，硬度，含盐量或含盐度,电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（COD，BOD，TOC，Eh）。 12、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（0.1mol/L），而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（0.5mol/L）。 13、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件 14、在氮的化合物中，（NO-2，NH4+）可作为地下水近期受到污染的标志，而（NO-3）可作为地下水很早以前受到污染的标志。

水文地球化学

水文地球化学研究现状、基本模型与进展 摘要：1938 年, “水文地球化学”术语提出, 至今水文地球化学作为一门 独立的学科得到长足的发展, 其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究, 以及人类开发资源和保护生态的需要, 水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域, 并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开, 在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果( 沈照理, 1985) 。水文地球化学在利用地下水化学成分资料, 特别是在查明地下水 的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20 世纪60 年代后, 水文地球化学向更深更广的领域延伸, 更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用( 任福弘, 1993) 。 1981 年, Stumm W 等出版了5水化学) ) ) 天然水化学平衡导论6 专著, 较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992 年, C P 克拉依诺夫等著5水文地球化学6分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分, 全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题, 以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等, 概括了20 世纪80 年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解答( 谭凯旋, 1998) , 逐渐构架起更为严密的科学体系。 1 应用水文地球化学学科的研究现状 1. 1 油田水研究 水文地球化学的研究在对油气资源的勘查和预测以及提高勘探成效和采收率等方面作出了重要的贡献。早期油田水地球化学的研究只是对单个盆地或单个坳陷, 甚至单个凹陷进行研究, 并且对于找油标志存在不同见解。此时油田水化学成分分类主要沿用B A 苏林于1946 年形成的分类。1965 年, E C加费里连科在其所著5根据地下水化学组分和同位素成分确定含油气性的水文地球化学指标6中系统论述了油气田水文地球化学特征及寻找油气田的水文地球化学方法。1975 年, A G Collins 在其5油田水地球化学6中论述了油田水中有机及无机组分形成的地球化学作用( 汪蕴璞, 1987) 。1994 年, 汪蕴璞等对中国典型盆地油田水进行了系统和完整的研究, 总结了中国油田水化学成分的形成分布和成藏规律性, 特别是总结了陆相油田水地球化学理论, 对油田水中宏量组分、微量组分、同位素等开展了研究, 并对油田水成分进行种类计算, 从水化学的整体上研究其聚散、共生规律和综合评价找油标志和形成机理。同时还开展了模拟实验、化学动力学和热力学计算, 从定量上探索油田水化学组分的地球化学行为和形成机理。 1. 2 洋底矿藏研究

水文地球化学试卷

09031123 一、名词解释（每题3 分，共21 分） 1、BOD： 指用微生物降解水中有机物过程中所消耗的氧量，以mg/L 为单位。 2、脱硫酸作用： 在缺氧和有脱硫酸菌存在的情况下，SO4 2- 被还原成H2S 或S2-的过 程。 3、同离子效应： 一种矿物溶解于水溶液，如若水溶液中有与矿物溶解相同的离子，则这种矿物的溶解度就会降低，这种现象在化学上称为同离子效应 4、降水氢氧稳定同位素的高程效应： 大气降水中的18O 和D 含量随着海拔高程的增加而不断下降的现象。 5、酸性垒： 当中性或碱性条件转变为弱酸性和酸性条件或在pH 值急剧降低的地段所形成的地球化学垒。 6、水分子的缔合作用： 由单分子水结合成比较复杂的多分子水而不引起水的物理化学性质改变的现象。7、硅质水与硅酸水： SiO2 含量大于50mg/L 的水称为硅质水（1.5 分）；在阴离子中，HSiO3 -占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5 分）。 二、填空（每题1 分，共14 分） 1、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需 要较大的能量。 2、在35℃下，pH=7 的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综 合指标中，体现水的质量指标的有（TDS，硬度，含盐量或含盐度, 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（COD，BOD，TOC，Eh ）。 3、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（0.1 mol/L ），而 戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（0.5 mol/L ）。

4、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件 5、在氮的化合物中，（NO- 2，NH4 + ）可作为地下水近期受到污染的 标志，而（NO- 3 ）可作为地下水很早以前受到污染的标志。 6、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 7、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生 物）垒和（复合）垒。 8、碱度主要决定于水中的（HCO- 3，CO2- 3 ）的含量。硬度是以 （Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（HCO- 3，CO2- 3 ）的毫克当量总数乘以50。 9．大气CO2 的δ13C 平均值是（-7 ‰），而土壤CO2 的δ13C 平均值是（-25‰）。 10．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 11．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分 散）。 12、SiO2 和Na/K 地热温度计适用的温度范围分别为（0~250 ℃）和（150~350 ℃）。 13．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2- 4 SO2- 4 Cl- ）， 而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO- 3 ）。 14．海水的水化学类型为（Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca）。 三.简答题（每题5 分，共30 分） 1、氧漂移及其影响因素?

水文地球化学教学大纲

《水文地球化学》教学大纲 一、课程名称：水文地球化学 Hydrogeochemistry 二、课程编号： 三、学分学时：2学分/32学时 四、使用教材：沈照理等编，《水文地球化学基础》，地质出版社，1993年5月第一版，1999年第二次印刷 五、课程属性：专业内选修课 选修 六、教学对象：地质工程专业本科生 七、开课单位：地球科学与工程学院地质科学与工程系 八、先修课程：普通化学、普通地质学、岩石矿物学、构造地质学、水文地质学基础等。 九、教学目标： 通过比较系统地介绍有关水文地球化学的基础理论，掌握水-岩相互作用在天然和人类活动条件下导致的地下水各溶解组分的迁移转化规律，熟悉应用水化学的分析理论与方法解决各种环境和工程问题。 十、课程要求： 通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的平衡理论，学会水文地球化学的分析方法，基本要求是： 1．掌握水化学平衡原理； 2．掌握地下水溶解组分的迁移和转化规律； 3．学会应用水文地球化学的基本原理和分析方法解决自然和人类活动条件下的各种地下水环境问题； 十一、教学内容： 本课程主要由以下内容组成： 第一章水化学基础（12学时） ?知识要点：溶解平衡、碳酸平衡、洛河计算、氧化还原作用、吸附平衡 ?重点难点：各种平衡的计算方法 ?教学方法：课堂教学 第二章地下水化学成分的组成（4学时）

?知识要点：天然水的化学特性、元素的水文地球化学特性、天然水化学成分的综合指标、 地下水化学成分的数据处理 ?重点难点：各天然水体的常量和微量及痕量化学成分特性 ?教学方法：课堂教学 第三章地下水化学成分的形成与特征（4学时） ?知识要点：渗入成因地下水、沉积成因地下水和火山成因地下水的化学成分的形成与特征 ?重点难点：各种成因水的化学成分的形成机理与演化 ?教学方法：课堂教学 第四章水的地球化学循环（4学时） ?知识要点：地下水圈、地壳中水的地球化学循环、成矿过程中的地球化学循环 ?重点难点：地下水循环过程中元素的迁移转化 ?教学方法：课堂教学 第五章水文地球化学的应用（8学时） ?知识要点：地下水污染、地球化学环境与人体健康、矿泉水 ?重点难点：如何应用水文地球化学的基本原理分析和评价各种水环境问题 ?教学方法：课堂教学 十二、实践环节： 主要是习题： ?络合计算 ?饱和指数计算 ?Eh-pH计算 ?吸附平衡计算 ?水化学成分的图示 ?应用分析 十三、教学参考： 1．参考教材 ?沈照理等编，《水文地球化学基础》，地质出版社，1993年5月第一版，1999年第二次印刷 2．参考文献 ?杨忠耀，环境水文地质，原子能出版社，1990年 十四、考核方式：

第4章 水文地球化学参数

第四章水文地球化学参数 水文地球化学参数有三类：物性水文地球化学参数，条件水文地球化学参数，综合性水文地球化学参数。 第一节物性和条件水文地球化学参数 一、物性水文地球化学参数 物性水文地球化学参数是反映事物的性质（物质的性质和物质间相互作用时的质量和能量关系）的参数。如平衡常数，反应速度常数，分配系数，吸附容量，自由能，焓，熵，标准电子活度或标准电极电位，离子电位，离子半径和价态，以及原子结构和其外层的价电子层结构都是反映事和物内在本性的参数。这些参数反映的是事物的本性，或反映的仅仅是事物在理想状态时的特征。事物在理想条件下的状态与实际条件下是有一定的差距的。在研究客观具体事物时还需根据具体条件作具体分析。但尽管如此，收集和掌握这些参数对水文地球化学研究无疑是非常必要和有益的，因为这些参数是对事物进行分析判断的基础，是对事物进行理论计算和实践设计必不可少的参数。 二、条件水文地球化学参数 条件水文地球化学参数是反应体系及其环境所处的条件的参数，是用来描述事物或体系与环境的外观状态的参数，当然也是进行水文地球化学计算时所需要的基本数据。它们主要有水化学组分，含量，pH，pE或Eh，温度，压力等。无疑这些参数是水文地球化学研究和计算中必不可少的重要参数，因而也是我们野外和实验室工作中必须取得的主要资料。 第二节参比和综合性水文地球化学参数 上面已提及，仅有物性水文地球化学参数是不能对水岩体系的客观状态和变化作出确定性的定量回答，也是无法对水岩体系进行具体的水文地球化学计算。但是仅仅依靠条件水文地球化学参数也是不够的，因为同一个客观具体条件对不同的事物的影响显然是不尽相同的。对一个事物要作出既科学又符合客观实际的回答，必须将理论与实践相结合，也就是说，将事物的条件状态与该条件下事物发生变化的边界状态相比较，才能对事物的状态、发展结果和将可能发生的事件作出正确的论断。反映实际条件与该具体条件下的边界条件相比较的结果的参数

中国地质大学水文地质学

研全国硕士研究生入学统一考试中国地质大学(北京)1997年硕士生入学考试水文地质学试题真题 一、选择题——在括号内的三项选择中选择一项最佳答案。（30分） 例题：岩石的给水度通常（a.大于、b.等于、c.小于）它的空隙度。 例题最佳答案：c. 1、当某种岩石由两种大小不等的颗粒组成，且粗大颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒所充填时，则此岩石的孔隙度（a.小于、b.大于、c.等于）由粗颗粒和细颗粒单独组成时的岩石的孔隙度的乘积。 2、承压含水层接受补给时，主要表现为（a.测压水位升高、b.含水层厚度加大、c.向相邻含水层越流）。 3、地下水按（a.埋藏条件、b.含水介质类型、c.化学成分的形成）分类，可以分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。 4、地下水的实际流速通常（a.大于、b.等于、c.小于）地下水的渗透流速。 5、在分水岭地带打井，井中水位随井深加大而（a.升高、b.不变、c.降低）。 6、包气带岩层的渗透系数随包气带含水量的降低而（a.增大、b.减小、c.不变）。 7、高矿化度地下水中的阳离子组分通常以（a.Na、b.Mg、c.Ca）为主。 8、溶解于水中的二氧化碳称为（a.侵蚀性二氧化碳、b.平衡二氧化碳、c.游离二氧化碳）。 9、用同位素（a.氚和14C、b.氘和18O、c.34S和36Cl）可以研究地下水的起源。 10、水对某种盐类的溶解能力随该盐类浓度的增加而（a.增强、b.不变、c.减弱）。 11、当潜水与河水有直接水力联系时，用直线分割法分割河水流量过程线求得的地下水泄流量将（a.偏小、b.偏大、c.不偏小也不偏大）。 12、山区地下水全部以大泉形式集中排泄时，可以认为泉流量（a.小于、b.大于、c.等于）地下水的补给量。 13、接受同等强度的降水补给时，砂砾层的地下水位变幅（a.大于、b. 小于、c. 等于）细砂层的地下水位变幅。 14、灰岩地区的峰林平原，是岩溶作用（a.早期、b.中期、c.晚期）的产物。 15、一个地区水资源的丰富程度主要取决于（a.降水量、b.蒸发量、c.地表径流量）的多寡。 16、用一个泉作为供水水源时，供水能力取决于泉的（a.最大流量、b.最小流量、c.平均流量）。 17、矿亢充水水源以地下水的（a.补给量、b.储存量、c.允许开采量）为主时，则矿亢涌水量充沛、不易疏干。 18、人工补给地下水的目的之一是可以防止（a. 地下水污染、b.大泉干固、c.海水入侵）。 19、在松散岩层中打供水井，常在井内滤水管外围回填砾石，要求回填砾石的渗透性（a.小于、b.大于、c.等于）岩层的渗透性。 20、在地下水水质分析中，常把（a.碳酸盐硬度、b.非碳酸盐硬度、c.负硬度）称为暂时硬度。 二、试对下列现象作出合理的解释。

徐默淞水文地球化学期末复习

水文地球化学复习 静下心，一切都会过去----------徐默淞 1、理想溶液：任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律的溶液。（各组分分子的大小 及作用力彼此相似，当一种组分的分子被另一种组分的分子取代时，没有能量的变化或空间结构的变化。即：当各组分混合成溶液时，没有热效应和体积的变化。） **溶液中离子之间或分子之间没有相互作用。 2、活度※（考）定义：指实际参加化学反应的物质浓度，或指所研究的溶液体系中化学组分的有效浓度（校正后的浓度）。 ※离子的活度a与浓度c 通过活度系数r联系起来：a=r·m r—活度系数 m—实测浓度，物质的量浓度（mol/L） a—活度，物质在化学反应中表现出的有效浓度，单位（mol/L） 3、※活度系数r（了解）：衡量实际溶液对理想溶液的偏离程度。 ※活度系数随水中溶解固体（TDS）增加而减小，一般都小于1。当水中TDS很低时，r趋近于1，活度趋近于实测浓度。 ※强电解质溶液，当溶液的浓度极稀时，离子之间的距离是如此之大，以致离子之间的相互作用力可忽略不计，活度系数r≈1 ，所以a= c。 ※在化学平衡计算中，固体、纯液体和中性分子的活度系数：r＝1;离子强度与活度系数之间存在一定的关系，如已知某些离子强度，可查表或计算得活度系数。 ※分子（包括水分子）和不带电的离子对的活度系数为1 4、离子强度I 定义：溶液中某种离子i 的物质的量浓度乘以该离子的价数（Zi）的平方所得诸项之和的一半。用公式表示为: （必背此公式） 式中：Zi为i离子的电荷数；mi为i离子的浓度（mol/L）。 5、迪拜-休克尔方程（考）：对于离子半径较大，不能作为点电荷处理的体系，Debye-Hückel 极限定律公式修正为：当I<0.1mol/L时，该方程精确性很高 （必背此公式） 式中：r为活度系数；Z为离子的电荷数；I为离子强度（mol/L）；A和B为取决于水的介电常数、密度和温度的常数；a是与离子水化半径有关的常数。 ※（仅了解）对于高矿化度的地下水，即0.5mol/L＞I＞0.1mol/L，迪拜－休克尔公式就不适用了，为此应用戴维斯方程： 式中：A，B参数同上式；a与b参数，对于主要离子查表1.3，对于次要离子查表1.4，b

攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题(五套)

一、均质土层饱水带与包气带中的渗透系数K值有何区别？其原因是什么？（15分） 二、试分析我国上海、天津、常州等沿海城市地面沉降的原因，并说明防治这类地面沉降的主要途径。（20分） 三、什么是地下水的补给资源和储存资源？说明两者在供水中有何作用。（15分） 四、国外某一松散沉积物供水水源地，含水层中有石膏(CaSO4)，由于超量 开采，地下水位大幅度下降。结果，硬度大幅度上升，PH值明显下降。试述产生此现象的水文地球化学依据。（20分） 五、松散沉积物深层地下水的补给来源主要由哪几部分组成？请阐述。（15分） 六、试述测定松散沉积物孔隙度(n)的方法。已知沉积物的容重(ρb )和密度(ρ)， 能否求出n，并列出公式？（15分）

一、名词解释（20分） 有效孔隙度；补给资源；毛细上升高度；负硬度。 二、为了解地表水与潜水的补给关系，布置了勘探孔，并测定水位，数据如下： (1)绘出示意剖面图，并标出侵润曲线。 (2)河水对潜水有否补给？如有，是饱水补给还是非饱水补给？（20分） 三、某地有一潜水含水层，含水层为含少量硫化物的砂砾石层。由于过量开采，七年后，水位下降10m，水质也明显恶化：SO42－从20mg/L升至780mg/L，硬度(CaCO3)从113mg/L升至780mg/L，PH值降至3，但CL－变化不大。地表无明显污染源。试述水质变化的水文地球化学解释。（20分） 四、何谓“三水”（大气降水、地表水、地下水）转化？试举例说明。（20分） 五、过量开采地下水为什么会引起地面变形（如地面沉降、塌陷等）？试分析其产生条件及原因。（20分）

攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题三 一、名词术语解释（共20分）： 地下径流模数；上层滞水；持水度；阳离子交替吸附作用；矿水。 二、试论述岩溶发育的基本条件。（15分） 三、如图为典型的洪积扇水文地质剖面示意图，请论述图中钻孔A、B、C、D处的地下水动态特征，并用地下水动态过程线表示。（20分） 四、某一供水水源地开采潜水，由于过量开采，水位大幅度持续下降，原来的一部分含水层变为包气带，这一部分包气带中含有黄铁矿。结果潜水化学成分也有明显变化：PH值从7.5降到5.0，SO42－从20mg/L升至85mg/L，总铁也从0.1mg/L升至2mg/L。请阐述这种变化的原因。（20分） 五、试述3—4种由于不合理开采地下水诱发的环境问题，分析其成因并举例说明。（25分） 一九九五年攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题 一、地下水按埋藏条件如何分类？（10分） 二、试述结合水和重力水与人类活动的关系。（10分） 三、何谓水文地质条件？（24分） 四、在一干旱地区山间盆地，从盆地边缘的洪积扇顶部到盆地中心有三个取样点，其地下水化学成分的库尔洛夫式如下： 盆地边缘取样点 盆地中间取样点 盆地中心取样点 请：(1)给出各水样的水化学类型（舒卡列夫分类法）。（5分）

《水文地球化学》教学大纲

《水文地球化学》教学大纲 Hydrogeochemistry－Course Outline 第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的与任务 《水文地球化学》是水文与水资源工程专业本科生必修的一门主要专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的基本原理和学会初步运用化学原理解决天然水的地球化学问题和人类对天然水的影响问题的方法与手段，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备普通地质学、综合地质学、工程化学和水文地质学的基础。后续课程为水质分析实验、铀水文地球化学、环境水文地质学和水文地质勘察。 三、课程的特点 1．对基本概念、基本规律与常见的应用方法的理解并重。 2．对基本理论与常见水文地球化学问题的定量计算方法的掌握并重。 3. 采用英文教材，中、英语混合授课。 四、教学总体要求 1．掌握水文地球化学的基本概念、基本规律与研究方法。 2．掌握控制地下水与地表水化学成分的主要作用：酸碱反应与碳酸盐系统；矿物风化与矿物表面过程；氧化－还原反应；有机水文地球化学作用等。 3．通过理论讲述、研究实例分析与习题课，使学生理解天然水中常见的化学组份与同位素组成，掌握最基本的地球化学模拟方法与整理水化学数据的能力。 五、本课程的学时分配表 编 号教学内容课堂讲 课学时 习题课 学时 实验课 学时 自学 学时 1 引言及化学背景 （Introduction and Chemical Background） 6 2 酸碱反应与碳酸盐系统 (Acid-Base Reactions and the Carbonate System) 4 2 3 矿物风化与矿物表面过程 Mineral weathering and mineral surface processes 6

水文地质学期末复习题与答案

《水文地质学基础》 试题库及参考答案 目录 第一章地球上的水及其循环 (1) 第二章岩石中的空隙与水分 (4) 第三章地下水的赋存 (9) 第四章地下水运动的基本规律 (15) 第五章毛细现象与包气带水的运动 (20) 第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22) 第七章地下水的补给与排泄 (29) 第八章地下水系统 (35) 第九章地下水的动态与均衡 (37) 第十章孔隙水 (40) 第十一章裂隙水 (42) 第十二章岩溶水 (45) 第十三章地下水资源 (48) 第十四章地下水与环境 (49) 第一章地球上的水及其循环 一、名词解释： 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。 4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。

8．小循环：海洋或大陆部的水分交换。 9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。 12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间通过河流某一断面的水量。 19．径流总量：某一时间段，通过河流某一断面的水量。 20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 21．径流深度：计算时段的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 22．径流系数：同一时段流域面积上的径流深度与降水量的比值。 二、填空 1．水文地质学是研究地下水的科学。它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。 3．自然界的水循环分为水文循环和地质循环。 4．水文循环分为大循环和小循环。 5．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。 8．在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。 三、判断题 1．地下水是水资源的一部分。（√） 2．海洋或大陆部的水分交换称为大循环。（×） 3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。（√）4．水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。（×） 5．水通过不断循环转化而水质得以净化。（√） 6．水通过不断循环水量得以更新再生。（√） 7．水文循环和地质循环均是H O分子态水的转换。（×） 2 8．降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。（√）

水文地球化学试卷B卷

一、名词解释（每题3分，共21分） 1、盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度，这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象。 2、阳离子交替吸附作用：在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用即为阳离子交替吸附作用。 3、氧化垒：在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。 4、侵蚀性CO2：当水中游离CO2大于平衡CO2时，水中剩余部分的CO2对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2。 5、TDS：指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解的气体。 6、硅质水与硅酸水： SiO2含量大于50mg/L的水称为硅质水（1.5分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5分）。 7、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以 Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，其单位为mg/L。二、填空（每题1分，共14分）1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3 ）的含量。硬度是以（ Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（ HCO-3，CO2-3 ）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7 ‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。 5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。7、SiO2 和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（ 0~250 ℃）和（ 150~350 ℃）。 8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4 SO2-4 -Cl ），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3 ）。 9．海水的水化学类型为（ Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca ）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（ TDS，硬度，含盐量或含盐度 , 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（ COD，BOD，TOC，Eh ）。 12、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（ 0.1 mol/L ），而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（ 0.5 mol/L ）。 13、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件14、在氮的化合物中，（ NO-2，NH4+ ）可作为地下水近期受到污染的标志，而（ NO-3 ）可作为地下水很早以前受到污染的标志。 三.简答（每题5分，共30分） 1、水的酸度与pH值的区别？ 答：酸度是表征水中和强碱能力的指标（1分）。它与水中的氢离子浓度并不是一回事，pH值仅表示呈离子状态的H+数量（1分），而酸度则表示中和过程中可以与强碱进行反应的全部H+数量，其中包括原已电离的和将会电离的部分（2分），已电离的H+数量称为离子酸度，它与pH值是一致的（1分）。 2、水分析结果是简分析，请问从那几方面检查分析数据可靠性。？答：（1）阴阳离子平衡的检查（1.5分）（2）碳酸平衡关系的检查（1.5分）（3）分析结果中一些计

水文地球化学课程面临的问题与挑战

55 2019年4月总第311期 ISSN1672-1438 CN11-4994/T 水文地球化学课程面临的问题与挑战 孙红福 颜瑞雯 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院 北京 100083 摘 要：水文地球化学是在水文地质学、地球化学及水化学基础上发展起来的一门学科，主要研究地下水化学组分的形成及演化规律，是水文地质和工程地质本科生的必修专业课。随着时代的发展和我国高等教育改革的深入，水文地球化学课程也面临诸多问题和挑战，主要从教材缺失、学时压缩下的教学内容调整、教师能力要求的提升、课程特色、课程衔接、学生思维和能力的培养以及实践教学环节几个方面进行探讨。希望通过对课程教学问题的探讨，引起同行的关注，促进水文地球化学的课程教学和学科的发展。 关键词：水文地球化学；教材；课程特色；实践教学 作者简介：孙红福，理学博士，副教授；颜瑞雯，理学博士，讲师。 基金项目：中国矿业大学(北京)《水文地球化学》课程建设项目(编号：k140206)。 1938年初由苏联著名水文地质学家奥弗琴尼科夫首次提出了“水文地球化学”这一术语，到20世纪50年代成为一门独立的学科。20世纪80年代，我国的水文地球化学研究也蓬勃发展，出版了一系列专著。目前我国许多高校开设了水文地球化学课程，这门课程主要研究地下水水质随时间和空间的演变规律，对于地下水的研究是其他课程不能替代的。该课程相关的教研文章和教学研讨非常少。随着水文地球化学学科的不断发展以及我国高等教育改革的深化，水文地球化学课程也面临一系列的问题和挑战，只有面对和解决这些问题才能更好地促进水文地球化学的发展。 1 教材问题 水文地球化学课程教学面临严峻的教材问题。水文地球化学这门科学是从原苏联引入并发展壮大的，20世纪70年代以来，热力学被引入到水文地球化学的研究中，并对水文地球化学的发展起巨大的推动作用；但欧美国家并没有对应的英文专著和教材，只有水化学相关的著作。目前我国已经出版的相关著作包括沈照理等编著的《水文地球化学基础》[1]、李学礼等编著的《水文地球化学》(第三版)[2]、钱会和马致远编著的《水文地球化学》[3]、周福俊等编著的《水文地球化学》[4]等；这些教材的内容各有侧重，并且均已不再出版印刷，因此高校无法通过出版社购买这些教材。《水化学》和《水环境化学》均有合适的教材，但它们与《水文地球化学》的教学内容存在较大差异，无法取代《水文地球化学》。因此，为了促进水文地球化学的发展，亟须编写和出版适合本科教学的高质量的教材。 2 教学内容和学时 我国高等教育改革要求适当减少课堂讲授学时，加大实践教学环节比例。然而水文地球化学课程涵盖的内容很多，包括水化学基础、地下水的无机化学成分、地下水中有机物质及其地球化学意义、同位素水文地球化学、地下水化学成分的形成及其影响因素、元素在地下水中的迁移和沉淀、地下水的水文地球化学分带、地下热水的水化学特征、水的地球化学循环、水文地球化学的研究方法、水文地球化学模拟、地下水污染防治、水文地球化学应用等内容。每个章节都可以自成一门独立的课程，如何在有限的学时内完成水文地球化学的核心重点内容的讲授是该课程面临的第二个挑战。因此，需要任课教师根据教学目标认真筛选教学内容，合理分配学时，精心设计每堂课的教学过程，改革教学方法，才能达到我国高等教育改革的目的。 3 教师能力 由于水文地球化学课程涉及内容广泛，授课教师不仅需要具备水文地质学、地球化学、无机化学、有机化学、同位素化学、分析化学、软件模拟等相关专业知识，而且需要从事过相关的工程实践，才能更好地提升学生解决工程问题的能力。所以这门课程对授课教师的要求非常高。如果一个教师独立讲授比较吃力，也可以让不同知识专长的教师共同讲授这门课程。 水文地球化学课程中涉及大量水化学的基础原理，对于公式推导等理论部分很容易使学生感觉索然无趣。如何才能提升学生的学习兴趣也是面临的挑战之一。为了提高学生的专注力和学习兴趣，可以在基

水文地球化学研究现状与进展

本文由国土资源部地质调查项目“全国水资源评价”和“鄂尔多斯自留盆地地下水赋存运移规律的研究”项目资助。改回日期:2001212217;责任编辑:宫月萱。 第一作者:叶思源,女,1963年生,在读博士生,副研究员,从事矿水、地热水及水文地球化学研究。 水文地球化学研究现状与进展 叶思源1)　孙继朝2)　姜春永3) (1)中国矿业大学,北京,100083;2)中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北正定,050803; 3)山东地质工程勘查院,山东济南,250014) 摘　要　1938年,“水文地球化学”术语提出,至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展,其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究,以及人类开发资源和保护生态的需要,水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域,并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。关键词　水文地球化学　研究现状　进展 Current Situ ation and Advances in H ydrogeochemical R esearches YE Siyuan 1) 　SUN Jichao 2) 　J IAN G Chunyong 3 ) (1)Chi na U niversity of Mi ni ng and Technology ,Beiji ng ,100083;2)Instit ute of Hydrogeology and Envi ronmental Geology ,CA GS , Zhengdi ng ,Hebei ,050803;3)S handong Instit ute of Geological Engi neeri ng S urvey ,Ji nan ,S handong ,240014) Abstract Hydrogeochemistry ,as an independent discipline ,has made substantial development since the term “hydrogeochemistry ”was created in 1938.At present hydrogeochemical theories have been applied to various fields such as oil field water ,ocean water ,geothermal water ,groundwater quality ,endemic diseases and groundwater microorganism ,and related research methods have also become mature.With the further development of chemical thermodynamics ,kinetics method and isotope method ,hydrogeochemistry will surely extend its research fields in the course of multi 2discipline interaction and make new progress in basic theory and quantifica 2tion research ,so as to meet the demand of human exploration and exploitation as well as ecological protection.K ey w ords hydrogeochemistry current state of research advance 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开,在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果(沈照理,1985)。水文地球化学在利用地下水化学成分资料,特别是在查明地下水的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20世纪60年代后,水文地球化学向更深更广的领域延伸,更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用(任福弘,1993)。1981年,Stumm W 等出版了《水化学———天然水化 学平衡导论》专著,较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992年,C P 克拉 依诺夫等著《水文地球化学》分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分,全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题,以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等,概括了20世纪80年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解 答(谭凯旋,1998),逐渐构架起更为严密的科学体系。 第23卷　第5期2002210/4772482 地　球　学　报ACTA GEOSCIEN TIA SIN ICA Vol.23 No.5 Oct.2002/4772482

东华理工大学808水文地质学基础2016--2018年考研初试真题

注意：答案请做在答题纸上，做在试卷上无效 东华理工大学2016年硕士生入学考试初试试题 科目代码：808;科目名称：《水文地质学基础》；（A卷） 适用专业（领域）名称：081500水利工程 一、选择题：（共15小题，每小题2分，共30分） 1地下水的实际流速通常()地下水的渗透流速。 a．大于b．等于 c.小于 2有入渗补给时或蒸发排泄时潜水面可以看做()。 a．流面b．等水头面c．既非a也非b 3当某种岩石由两种大小不等的颗粒组成，且粗大颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒所充填时，则此岩石的孔隙度()由粗颗粒和细颗粒单独组成时的岩石的孔隙度的乘积。 a．小于b．大于c．等于 4河流与地下水的补给关系沿着河流纵剖面而有所变化。一般说来，在山区河谷深切，河流()地下水。 a．补给b．排泄c．既非a也非b 5潜水含水层中的地下水流动时，通常是从()的地方运动。 a．水力梯度大的地方向水力梯度小 b．地形坡度大的地方向地形坡度小 c．地形高的地方向地形低 6包气带岩层的渗透系数随包气带含水量的降低而()。 a．增大b．减小c．不变 7水对某种盐类的溶解能力随该盐类浓度的增加而()。 a．增强b．不变c．减弱 8山区地下水全部以大泉形式集中排泄时，可以认为泉流量()地下水的补给量。 a．小于b．大于c．等于 9接受同等强度的降水补给时，砂砾层的地下水位变幅()细砂层的地下水位变幅。 a．大于b．小于c．等于 10地下水按()分类，可以分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。 a．埋藏条件b．含水介质类型c．化学成分的形成 11灰岩地区的峰林平原，是岩溶作用()的产物。 a．早期b．中期c．晚期 12在分水岭地带打井，井中水位随井深加大而()。 a．升高b．不变c．降低 13在设计重大工程的排水设施时，应根据多年水位动态资料，考虑()地下水位 第1页，共3页

环境水文地球化学 第一篇 第一次作业

1.地下水的主要组成成分是什么？ 答：地下水是组成成分复杂的溶液，近八十种天然元素以离子、原子、分子、络合物和化合物等形式存在于地下水中，有些已溶解和活动于地下水中的有机质、气体、微生物和元素同位素的形式存在。这些可溶物质主要是岩石风化过程中，经过水文地球化学和生物地球化学的迁移、搬运到水中的地壳矿物质。 地下水中溶解的无机物主要组分（即浓度>5mg/L）为：HCO3-、Cl-、SO42-、Na+、K+、Ca+、Mg2+、SiO2。占地下水中无机物成分含量的90-95%，决定着地下水的化学类型。 地下水中有机组分种类繁多，主要有：氨基酸、蛋白质、糖（碳水化合物）、葡萄糖、有机酸、烃类、醇类、醚类、羧酸、苯酚衍生物、胺等。各种不同形式的有机物主要由C、H、O组成，这三种元素占全部有机物的98.5%，另外还存在有少量的N、P、K、Ca等元素。 地下水中常见溶解气体有：O2、CO2、CH4、N2、H2以及惰性气体Ar、Kr、He、Ne、Xe等。 微生物成分主要有三种类型：细菌、真菌和藻类。微生物在地下水化学成分的形成和演变过程中起着重要的作用。地下水中存在各种不同的细菌。有在氧化环境中的硝化菌、硫细菌、铁细菌等喜氧细菌;有在还原环境的脱氮菌、脱硫菌、甲烷生成菌、氨生成菌等。这些微生物活动可以发生脱硝酸作用、脱硫酸作用、甲烷生成作用和氨生成作用等还原作用，也可以发生硫酸根生成、硝酸根生成和铁的氧化等作用等，从而导致地下水化学成分的相应变化。 2.举例论述络合作用有何环境意义？ 答：地下水中大多数金属能与配体形成各种各样的络合物，这些络合物可能是电中性的，也可能是带正电或者带负电。金属络合作用对环境的意义在于：络合物的溶解度是影响金属形态迁移的重要因素；重金属离子与不同配体的配位作用，改变其化学形态和生化毒性，如铝离子(毒性很强)、有机铝络合物(毒性很弱)的生物毒性相差很大;络合作用影响络合剂的性质，如配位体的氧化还原性、脱羧及水解等;有些络合物可以通过化学絮凝、活性炭吸附或离子交换等方法容易地从水中去除。但有些重金属形成螯合物后很难用常规办法去除，影响水处理中对重金属的排除效率;络合作用会加速金属的腐蚀，比如氯离子和氨的作用。 3.胶体的稳定性和ζ电位有什么关系？研究胶体的ζ电位有何环境意义？ 答：ζ电位是胶体稳定性的一个重要指标，因为胶体稳定是与离子键的经典排斥力密切相关的。ζ电势的降低会使静电排斥力减小，致使粒子之间范德华力占优势，从而引起胶体的聚沉难和破坏。故研究ζ电势的变化规律是十分重要的。 4.地球化学垒和水文地球化学分带形成的原因是什么？ 答：地球化学垒是正在表生带内,因为短间隔内化学元素迁徙环境显然变迁,迁徙强度突然削弱而招致某些化学元素浓集的地段；水文地球化学分带是地下水化学成分和水中总溶解固体沿着水平或者垂直方向呈现有规律的带状分布和变化的现象。故它们共同形成成因都是地下