水文地球化学总复习
水文地球化学教学辅导书(教案)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版水文地球化学教学辅导书（教案）《水文地球化学》学习辅导第一章地下水的化学成分一、学习要点（一）内容：水的结构与特性，水的内部结构；地下水的化学成分；地下水的综合指标。
（二）基本要求：1．了解地下水分子的内部结构、水分子间的联结与排布以及水的特异性质；2．掌握水的几个化学组分；3．了解精地下水的综合指标；4．了解水质分析结果的可靠性检验方法方法；5．了解水化学成分的图形表示。
（三）重点：水的特异性质；水的无机组分、有机组分；地下水的综合指标。
（四）难点：水分子间的联结与排布二、复习题（一）名词解释1．氢键2．质量浓度3．BOD（二）问答题水的特异性质有哪些？三、复习题参考答案（一）名词解释1．氢键：指水分子中氢原子，在保持同本水分子中的氧原子最基本的共价键的同时，又能同相邻水分子中的氧原子产生一种静电吸引。
2．质量浓度：每升水中所含溶质的毫克数或微克数（或每千克溶液中含溶质的毫克数或微克数）3．BOD：水中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗的氧的量，以mg/L表示。
（二）问答题答：（1）水具有独特的热理性质（2）水具有较大的表面张（3）水具有较小的粘滞度和较大的流动性（4）水具有使盐类离子产生水化作用的能力（5）水具有良好的溶解性能（6）水具有高介电效应第二章地下水成分的形成作用一、学习要点（一）内容：化学热力学基础；溶解/沉淀作用；碳酸平衡；氧化还原平衡；吸附解吸及离子交替吸附作用。
（二）基本要求：1．掌握热力学状态函数与平衡判据、各种形态物质化学势的表达式；了解平衡常数的计算。
2．了解地下水系统固体物质的组成；掌握溶解/沉淀作用。
3．掌握碳酸盐的溶解平衡；了解离子的影响；掌握方解石和白云石的非全等溶解。
4．了解氧化还原基本概念；掌握氧化还原强度；了解pE（E h）- pH图6．了解地下水系统的氧化还原条件及其影响因素。
7．掌握离子交替吸附作用的概念。
（三）重点：热力学状态函数与平衡判据；各种形态物质的化学势；溶解/沉淀作用；碳酸平衡；氧化还原强度；离子吸附交替作用概念。
水文地质基础总复习
6、稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流 速、流向等）不随时间改变时，称作稳定流。
7、地下水含水系统：指由隔水或相对隔水岩层圈闭 的，具有统一水力联系的含水岩系。 8、水系：水系是指一条干流及其所属各级支流共同 组成的河流系统。 9、上层滞水：当包气带存在局部隔水层时，局部隔 水层上积聚的具有自由水面的重力水。 10、溶滤作用：在水与岩土相互作用下，岩土中一 部分物质转入地下水中，这就是溶滤作用。 11、越流：相邻含水层通过其间的弱透水层发生水 量交换。 12、测压水位：揭穿承压含水层隔水顶板的井中静 止水位的高程。 14、地下水动态：在与环境相互作用下，含水层各 要素（如水位、水量、水化学成分、水温等）随时 间的变化。
15、岩溶发育应具备的四个条件为：可溶岩的存在、可溶岩 必须是透水的、具有侵蚀性的水以及水是流动的。
16、人类对地下水的不利影响通过三个方面发生：过量开发 或排除地下水、过量补充地下水以及污染物进入地下水。地 下水污染物质主要来源于生活污水与垃圾、工业污水与废渣 以及农用肥料与农药。
17、地下水资源可分为 补给资源和储存资源两类
8、测压水位下降时承压含水层所释放出的水来自含水层水 体积的膨胀及含水介质的压密。 9、洪积扇由顶部向边缘，地下水排泄由径流为主转化到以 蒸发为主，矿化度由小到大。 10、地下含水系统的补给来源有：大气降水、地表水、凝结 水、相邻含水层间和人工补给。 11、上升泉按其出露原因可分为：侵蚀（上升）泉、断层泉 和接触带泉。 12、据地下水埋藏条件，可将地下水分为包气带水、潜水和 承压水；按含水介质（空隙）类型，可将地下水分为 孔隙 水、裂隙水和岩溶水。 13、表征地下水动态要素有水位、水量、水化学成分、水 温 。 14、导水断层带可以起到贮水空间、集水廊道与导水通道的 作用。
水文地球化学PPT总结(东华理工大学)
第一章绪论第二章水溶液的物理化学基础一、水的结构2.水分子的内部结构原子结构理论表明，H2O分子呈V形结构，H-O键的夹角为104°45′，键长为0.96Å（1Å=10-10m）2.水分子的内部结构由于氧的电负性为3.5，氢的电负性为2.1，（中性原子接受电子的能力，称为电负性）这种差异导致了H、O形成共价键。
由于氧的电负性大，所以共价电子偏向氧原子，这样使氧带有部分负电性，氢还有部分正电性，这就造成了极性共价键。
由这种极性共价键所形成的分子称为极性分子。
3.电负性(E)电负性就是原子在化合成分子时把价电子吸引向自己的能力。
规定氟的电负性为4.0，并以此为标准求出其它元素的电负性。
电负性小于2.0时，多数元素显金属性，大于2时，多数元素显非金属性。
铀的电负性为1.7，显金属性。
U4+的电负性为1.4，U6+为1.9，U4+的金属性较U6+强。
电负性差值大于2的两个元素化合时，多数形成离子键化合物，电负性差值小于2时，多数形成共价键的化合物。
由于电负性影响化合物的键性，而化学键的性质又影响到化合物的许多物理化学性质，如硬度、光泽，溶解度等，所以电负性对元素的迁移和沉淀也有影响。
3.水分子间的联结水分子间是靠氢键联结起来的。
所谓氢键是一种因静电吸引作用而产生的附加键，所以一个水分子中的氢原子，在保持同本分子中氧原子的共价键的同时，又能同相邻水分子中的氧原子产生一种静电吸引力。
这样水分子就有具有了两种类型的键：（1）存在于水分子内部的极性共价键；（2）存在于水分子之间的氢键。
3.水分子间的联结水分子间的氢键联结，使水分子相互缔合形成巨型分子（H2O）n，水分子的这种缔合强度取决于温度，一般温度越低，缔合程度越稳定，4℃时，水的缔合程度最大，此时达到最大密度。
在250～300℃时，n接近1，即水具有H2O形式。
水分子在缔合过程中不会引起化学性质的变化。
这种由单分子水结合成多分子水而不引起水的化学性质改变的现象，称为水分子的缔合作用。
地球化学复习重点(部分)
绪论：1.地球化学的定义：地球化学是研究地球及其子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学机制和化学演化的科学。
2.地球化学研究的基本问题：（1）地球系统中元素及同位素的组成问题（2）元素的共生组合和赋存形式问题（3)元素的迁移和循环（4）地球的历史与演化。
第一章：1.陨石的分类：陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成按成份分为三类：(1)铁陨石：主要由金属Ni-Fe(98%)和少量其它矿物如磷铁镍古矿[(Fe,Ni,Co)3P]、陨硫铁(troilite)（FeS)、镍碳铁矿（Fe3C)和石墨(graphite)等组成。
(2)石陨石：主要由硅酸盐矿物silicate minerals组成。
根据它是否含有细小而大致相近的球状硅酸盐结构而进一步分为球粒陨石和无球粒陨石。
球粒主要是橄榄石和辉石，有时为玻璃；无球粒陨石缺乏球粒结构，成分上与前者也有差异。
(3)石-铁陨石：由数量大体相等的Ni-Fe 和硅酸盐（主要是橄榄石，偶尔辉石）组成。
2.地壳、地球和太阳系元素丰度组成特征及其差异的原因：太阳系：H>He>O>C>Ne>N>Fe>Si>Mg>S；特征规律：1.原子序数较低的范围内，元素的丰度随原子序数增大而呈指数递减，而在原子序数较大的范围内（Z>45）个元素丰度值很接近；2.原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素；3.H 和He的丰度最高的两种元素；4.与He向邻近的Li和Be、B具有很低的丰度，属于强亏损的元素；5.在元素丰度曲线上O和Fe呈明显的峰，它们是过剩元素；6.质量数为4的倍数的核素和同位素具有较高丰度；地球：Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na；特征：1.地球物质的90%由Fe、O、Si和Mg四纵元素组成；2.含量大于1%的元素有Ni、Ca、Al、和S；3.Na、K、Cr、Co、P、Mn和Ti的含量均在0.01%-1%扥范围；地壳：O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H ;特征：①与地球和太阳系相比，最丰富的十种元素是O-Si-Al-Fe-Ca-Na-K-Mg-Ti-H；②不均匀性：前13种元素占地壳总重的99.7％；其余只占0.3％。
河海大学水文地球化学知识要点
河海⼤学⽔⽂地球化学知识要点⽔⽂地球化学复习资料根据⽼师PPT整理，由于时间有限，难免有漏缺和错误，有异议的部分以⽼师讲的为主第⼀章⽔具有较⼤的表⾯张⼒。
表⾯张⼒是指液体中处在液⾯层的分⼦受到⼀个朝向液体内部的合⼒作⽤⽔具有较⼩的黏滞度和较⼤的流动性。
黏滞性是⼀种表征液体内部质点间阻⼒(内摩擦阻⼒)程度的性质⽔具有使盐类离⼦产⽣⽔化作⽤的能⼒。
⽔分⼦的正极吸引着⽔中的阴离⼦，⽽负极则吸引着阳离⼦，这种⽔中离⼦与⽔分⼦偶极间的相互吸引作⽤，使得⽔中正负离⼦周围被⽔分⼦所包围的过程成为离⼦⽔化作⽤(离⼦的溶剂化作⽤)⽔具有⾼介电效应。
在⽔中盐类离⼦晶体发⽣离解时，⼀些⽔分⼦围绕着每个离⼦形成⼀层抵消外部静电引⼒(或斥⼒)的外膜，它会部分地中和离⼦的电荷，并阻⽌正、负离⼦间的再⾏键合，这种⽔分⼦的封闭外壳起绝缘效应(或屏蔽效应)，称为介电效应。
定义：两种或⼏种性质和化学成分不同的⽔相混合，形成具有新的性质和化学成分的⽔，这⼀过程称为混合作⽤⼤⽓降⽔是含杂质较少、矿化度较⼩的软⽔。
⼲旱地区⾬⽔中杂质较多，滨海地区降⽔中的Na+和Cl-⽐内地多，⼀般初降⾬⽔或⼲旱地区⾬⽔中杂质多，⽽长期降⾬后或潮湿地区⾬⽔中杂质少。
各⼤洋⽔流相通，所以世界各地海洋⽔质基本相似和稳定。
但在海洋的⽔平和垂直⽅向上，⽔质呈有规律的变化，在靠近海岸处成分变化更⼤。
各种天然存在的元素，在海⽔中⼏乎都能发现，它们以单离⼦、络合离⼦、分⼦等各种形式存在。
海⽔中宏量成分的含量按其顺序为Cl-、Na+、SO42-、Mg2+、Ca2+、K+、HCO3-、Br-当碳、氮、磷之间达到⼀定⽐例时，刺激⽔体中藻类⼤量繁殖，在表层⽔中形成巨⼤⽣物量，导致淡⽔⽔体中“蓝藻”和海⽔中“⾚潮”的发⽣，这就是常称得⼈为富营养化。
当量浓度：离⼦的摩尔浓度(mol/L)与其离⼦价的乘积。
正、负离⼦当量浓度之和相等。
1eq/L=1000meq/L。
地下⽔中分布最⼴、含量较多的离⼦（七种）：Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+。
史上最全水文地球化学重点习题
水文地球化学一、名词说明（每题3 分，共21 分）1 、BOD：指用微生物降解水中有机物进程中所消耗的氧量，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形下，SO42- 被还原成H2S 或S2-的进程。
3 、同离子效应：一种矿物溶解于水溶液，如假设水溶液中有与矿物溶解相同的离子，那么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 、降水氢氧稳固同位素的高程效应：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成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发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（分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（分）。
8 、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。
9 、阳离子交替吸附作用：在必然条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原先吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成份，这一作用即为阳离子交替吸附作用。
10、氧化垒：在还原条件被氧化条件猛烈交替的地段上所形成的地球化学垒。
11、侵蚀性 CO2：当水中游离 CO2 大于平稳CO2 时，水中剩余部份的CO2 对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部份即为侵蚀性CO2。
12、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。
13、硅质水与硅酸水：SiO2 含量大于50mg/L 的水称为硅质水（分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（分）。
14、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方式是以 Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3 表示，其单位为mg/L。
水文复习资料
第一章地球上的水及其循环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：海洋或大陆内部的水分交换。
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．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：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，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：计算时段内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：同一时段内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。
水文地球化学复习资料
水文地球化学复习资料第一章绪论1、水文地球化学（HGC）的含义（1）HGC是水文地质学的一部分，所研究的内容为地下水在数量和质量上时空变化的规律。
（2）HGC是在水文地质学与地球化学基础上发展起来的、并已成为一门独立的学科。
（3）HGC是以地下水化学成分的形成与演化以及各种化学元素在其中的迁移规律为主要研究对象的一门学科。
（4）HGC是探索地球壳层各带中地下水的地球化学作用的一门新兴学科。
2、水文地球化学的研究任务（1）查明地下水化学成分（如首先查明地下水化学成分、水型、矿化度以及它们在空间上的变化规律）。
（2）解释是什么作用形成了这些地下水特有的化学成分。
（3）有必要研究地下水中单个元素的迁移和富集规律。
第二章化学热力学基础1、热力学理论的三个基本定律（1）热力学第一定律（即能量守恒和转化定律）：能量有各种不同的形式，如辐射能、热能、电能、机械能和化学能，能量能够从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
（2）热力学第二定律：能量只沿有利的势能梯度传递，该定律阐述过程的可能性、方向和限度（热量不可能自发地、不花任何代价地从低温物体传向高温物体）。
（3）热力学第三定律：“在热力学温度零度（即T=0开）时，一切完美晶体的熵值等于零。
”（绝对零度不可达到，但可以无限趋近）。
2、体系：在热力学中，被研究的对象称为热力学体系，简称体系。
（1）封闭体系：与环境之间只有能量交换而无物质交换的体系。
（2）开放体系：与环境之间既有能量交换又有物质交换的体系。
（3）孤立体系：与环境之间能量交换和物质交换两者全无的体系。
3、状态：当体系的各种性质具有确定的数值时，就称该体系处于一定的状态。
状态函数：由于决定体系状态的这些性质同体系的状态之间有着这样的依从关系，所以又把体系的这些性质称为状态性质或状态函数。
体系的温度、压力、体积、密度、电位、折光率、粘度、自由能……等等，都是状态函数。
平衡状态：体系到达某一状态后，若不再随时间改变，则称体系处于热力学平衡状态，简称平衡状态。
水文地球化学基础习题及参考答案
《水文地球化学基础》复习题一、填空题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效应所致；水的沸点较高，是由于水分子间的破坏需要较大的能量。
2、海水的水化学类型为，而海成存封水的水化学类型为。
3、水的地球化学循环始于表生带的，一直到深部变质作用带形成，或深部变质作用带的局部熔融体冷却后分异出，并返回地表为止。
4、地球化学垒按成因可分为机械垒、垒、垒和垒。
5、吸附方程S = K d C，S表示___ ___，K d表示___ ___。
6、物理吸附是指带有电荷的固体颗粒表面依靠___ ___吸附液相异性离子的现象；化学吸附是指固体表面通过___ ___吸附液相中的离子现象。
7、一定温度条件下，某溶质的液相浓度与固相浓度之间存在一定的关系，该关系在直角坐标系内可以用曲线（或直线）的形式表达，该曲线（或直线）即称为___ ___，相应的数学方程式称为___ __ 。
8、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于，而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于。
9、近代火山型浅部地下热水的水化学类型为，而深部地下热水的水化学类型为。
10、固体废物中的有机物分解时可形成数量可观的，而其与微量金属污染物的，能明显减少金属离子在岩土表面的吸附与沉淀，促进其迁移。
二、单项选择题1、在____的地下水环境里，蒙脱石会转变为伊利石；在_____的地下水环境里，蒙脱石会转变为绿泥石。
(A) 富镁，富钾(B) 富钙，富钾(C) 富钙，富镁(D) 富钾，富钙2、表生带中水的地球化学循环过程，机械搬运与机械沉积使粘土矿物在合适的地段沉积成岩，化学搬运与化学沉积发生于水交替缓慢的地带则形成_____。
(A) 硅酸盐岩(B)碳酸盐岩(C) 岩容岩(D) 石灰岩3、在_____条件下，地下水中Fe、Mn含量高，可形成五价砷酸盐沉淀；在_____条件下，地下水中低价S含量高, 可形成As2S3（雌黄）与AsS（雄黄）沉淀。
(A)氧化，还原(B) 还原，氧化(C) 酸性，碱性(D) 碱性，酸性4、大量汲取地下水导致水盐均衡破坏，水位下降，包气带厚度_____，入渗途径_____，还原环境会变为氧化环境。
专门水文地质学复习重点资料
一、名字解释1.动储量:单位时间流经含水层(带)横断面的地下水体积，即地下水的天然程流量;静储量:地下水位年变动带以下含水层(带)中储存的重力水体积;调节储量:地下水位年变动带内重力水的体积;开采储量:用技术经济合理的取水工程能从含水层中取出的水量，并在预定开采期内不致发生水量减少、水质恶化等不良后果。
2.补给量：补给量是指天然状态或开采条件下，单位时间通过各种途径进人含水系统的水量。
3.储存量：指地下水补给与排泄的循环过程中，某一时间段内在含水介质中聚积并储存的重力水体积4.允许开采量：允许开采量就是用合理的取水工程，单位时间内能从含水系统或取水地段取出来，并且不发生一切不良后果的最大出水量5.地下水系统：地下水系统是以系统的理论和方法，把地球水圈一定范围内的地下水体作为一个系统，运用系统理论分析、研究地下水的形成与运移的机理，并用系统工程的方法解决地下水资源的勘察、评价、开发利用和管理问题。
6.地下水动态：1、地下水的动态——指表征地下水数量与质量的各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间而变化的规律。
7.地下水均衡——指在一定范围、一定时间内，地下水水量、溶质含量及热量等的补充(或流入)量与消耗(或流出)量之间的数量关系。
8.给水度：给水度(产)是表征潜水含水层给水能力或储水能力的一个指标，9.水文地质参数：表征含水介质水文地质性能的数量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主要包括含水介质的渗透系数和导水系数、承压含水层的储水系数、潜水含水层的重力给水度、弱透水层的越流系数及水动力弥散系数等，还有表征与岩土性质、水文气象等因素的有关参数，如降水人渗系数、潜水蒸发强度、灌溉入渗补给系数等。
10.渗透系数：渗透系数(K)又称水力传导系数，是描述介质渗透能力的重要水文地质参数，11.导水系数(T)：是含水层的渗透系数与含水层厚度的乘积12.储水率：表示当含水层水头变化一个单位时，从单位体积含水层中，因水体积膨胀(或压缩)以及介质骨架的压缩(或伸长)而释放(或储存)的弹性水量13.越流系数：表示当抽水含水层和供给越流的非抽水含水层之间的水头差为一个单位时，单位时间内通过两含水层之间弱透水层单位面积的水量14.降水人渗补给系数：是降水渗人量与降水总量的比值，15.水动力弥散系数：是表征在一定流速下，多孔介质对某种溶解物质弥散能力的参数。
水文地质学复习重点
水文地质学复习要点第一章1.地下水：赋存于地表（严格地说应该是地下水面，地下水面之上包气带的重力水称为过路重力水）以下各种形式的重力水（可以自由流动）。
除了重力水，还有结合水、毛细水等。
2. 地下水的功能：①作用上的重要性②补给上的有限性；③时空上的多变性④利用上的多样性。
水是一种极其活跃的重要的地质营力水（尤其是地下水）承受载荷，是应力的传递者与热量及化学组分的传输者。
水也是不可忽视的致灾因子。
水还是活跃灵敏的生态环境因子。
水是极有价值的信息载体第二章1.水循环概念：地球上各层圈的水是相互联系、相互转化的，这一过程称为水循环。
2.地球上各层圈的水也称水系统。
自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度和涉及的圈层范围分为：水文循环、地质循环。
3.自然界的水循环：①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。
a大循环：海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
b小循环：海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。
②地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程称为水的地质循环，这种由地幔熔岩物质直接分异出来的水叫初生水。
第三章1.地壳岩石中的空隙为地下水的赋存提供了必要的空间条件，是地下水存储空间和传输通道，空隙的特征（多少、大小、形状、方向性、连通程度及其空间变化等）决定着岩土储容、滞留、释出以及传输水的性能。
岩石空隙可分为三类：a. 未固结的松散岩石中的孔隙（第四纪地质学）；b. 固结的坚硬岩石中的裂隙（构造地质学）；c. 可溶岩石中的溶穴(隙)（岩溶地貌学）。
2.孔隙度与颗粒大小没关系，和颗粒的排列方式有关。
孔隙的最宽部分称为孔腹，最窄部分称为孔轴。
3.岩土空隙中的水有结合水、液态水（重力水、毛细水）、固态水、气态水。
4.毛细水有三种类型：将一根毛细玻璃管插入水中，毛细管内的水面即会上升到一定高度，这便是发生在固、液、气三相界面上的毛细现象。
①支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿着小孔隙上升到一定高度，形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持，因此称为支持毛细水。
水文地球化学期末重点资料
一、 水文地球化学定义及其基本含义水文地球化学是研究地下水中化学组分的形成、分布、迁移和富集规律及其在生产实际中应用的一门学科。
基本含义可概况为：(1水文地球化学是水文地质学的一部分；(2它是在水文地质学及地球化学基础上发展起来的；(3)它的主要研究对象是地下水化学成分的形成和演化以及各组分在其中的迁移规律； (4它是探索地球壳层各带地下水地球化学作用的新兴学科。
二、 热力学重点1. 质量作用定律(也叫化学平衡定律)一个化学反应的驱动力与反应物及生成物的浓度有关。
即在一定的温度和压力下，当反应达到平衡状态时，生成物活度以其系数为指数的乘积与反应物活度以其系数为指数的乘积之比值是一个常数，称为平衡常数(K)，这个规律称之为质量作用定律，有的书上也称之为化学平衡定律。
对于特定的反应来说，在给定的温度和压力下，K 值是一个常数，如果温压改变，K 值也改变。
2. 能量降低原理能量降低原理：若0r G ∆<，表示生成物的自由能小于反应物的自由能，反应进行时能作出有用功，故反应能自发进行。
反应自发进行的方向就是体系自由能减小的方向。
r G ∆ 负值越大，表明反应进行的推动力越大，反应完成的程度也越高；若0r G ∆>，表示生成物的自由能大于反应物的自由能，体系不能作出有用功，故反应不能自发进行；若=0r G ∆，说明体系已失去了做功的能力，反应处于平衡状态。
1) 体系三类热力学体系：(1)隔离体系或孤立体系，它与环境无物质和能量的交换；(2)封闭体系，它与环境无物质交换但有能量交换；(3)开放体系，它与环境有能量和物质的交换。
状态及状态参数状态：热力学状态分为平衡状态和非平衡状态当体系没有外界影响时，各状态参数若能保持长久不变，此体系称为“热力学平衡状态”。
实际上，这种平衡包括机械平衡、热平衡和化学平衡。
状态参数：温度、压力和组成(浓度)这三种状态参数来表述2) 焓3) 自由能3. 自由能、焓与平衡常数的关系式(平衡常数的计算)两个式子4. 活度及活度系数三、 计算 容度积、平衡常数定义平衡常数：即在一定的温度和压力下，当反应达到平衡状态时，生成物活度以其系数为指数的乘积与反应物活度以其系数为指数的乘积之比值是一个常数，称为平衡常数(K)计算：对任何一个可逆反应：[][][][]c d a b aA bB cC dDC D K A B +⇔+=式中，K 为平衡常数，或称热力学平衡常数；方括弧代表活度或称(热力学)有效浓度；a 、b 、c 、d 分别为A 、B 、C 、D 的摩尔数。
《水文学与水文地质学》总复习
一般要求高水部分不应超过当年实测流量所占水位 变幅的30%，低水部分延长不应超过10%。
11
Kxi 1Kyi 1
r i1
i1
n
n
xi x2 yi y2
n
n
Kxi 12 Kyi 12
i1
i1
i1
i1
水文上常采用幂函数、指数函数两种曲线，基本作法是将其转 换为直线，再进行直线回归分析。
22
第4章 河川径流情势特征值分析与计算
一、年径流及其特性
一年内通过河流某一断面的水量，称为该断面以上流域 的年径流量。
1、径流的年际变化和年内变化 径流过程的不重复
径流的年际变化：丰水年、平水年和枯水年。
径流的年内变化：丰水期（或洪水期）和枯水期，或汛 期与非汛期。 2、设计年径流量：
设计（频率）标准下的年径流量。
23
3、年径流分析计算的目的和内容
目的：推求不同保证率的年径流量及其分配过程。 内容：搜集和审查资料；年径流量的频率分析计算；提供 设计年径流的时程分配；对分析成果进行合理性检查
（1）流量Q 单位时间通过河流某过水断面的水量，单位为 m3/s、 L/s 。
（2）径流总量 指一定时段内通过河流某一过水断面的总水 量。常用单位为m3 ，万m3 ，亿m3 等。 W QT
（3）径流深Y 将计算时段内的径流总量平铺在整个流域面
积上所求得的水层深度，以mm为单位。 Y W
1000F
第一章绪论第二章水文学基本知识第三章水文统计基本原理与方法第四章河川径流情势特征值分析与计算第五章小流域暴雨洪峰流量的计算第八章地下水基本知识第十章地下水的渗流运动1水文学的含义水文学是研究自然界中各种水体的形成分布循环和环境相互作用规律的一门科学
水文地球化学复习资料(考场揭秘加强版)
承压水盆地水文地球化学分带垂直分带
垂直分带：承压水盆地埋藏着几个含水层时，沿垂向上水化学成分分带规律。正垂直分带：矿化度随深度增加而增加，水化学成分也按着水平分带中的更替次序而变化；反垂直分带：上部高矿化度水下面埋藏着低矿化度水，在它们下面，水的矿化度随深度重新增加；复杂垂直分带：水的矿化度随深度增加不只一次的增加或减少
简述岩溶地下水系统开、闭性特征及判据对比。
系统
开系统
闭系统
特征
PCO2基本保持不变
PCO2不断下降
判据
流量、水位动态对旱雨季响应明显
流量、水位动态对旱雨季无明显响应
地下水中有来自地表的污染物（NO3-、Cl-、细菌）
地下水中无来自地表的污染物（NO3-、Cl-、细菌）
地下水中的PCO2高于大气PCO2
1沉积成因的地下水数量相当可观；2埋藏深；3无补给来源、一般情况下也无排泄通道；4多为地下卤水、油田水或深层地下热水。
什么是溶滤作用？与溶解作用区别？影响溶滤作用的因素有哪些？
岩石中某些组分进入水中的过程，称为溶滤作用。它不破坏岩石的结晶格架，而只有一部分元素进入水中。影响溶滤作用的因素：1水溶液的性质及其中气体的含量；2岩性（不同的岩石所含的矿物不同，遭到溶滤作用的程度产生差异；3水动力条件（取决于地形与构造）。在山区，地形切割强烈，地下水径流条件良好，岩石冲刷彻底，易形成低矿化度的淡水，主要为重碳酸型水；在平原区，地形平坦，地下水径流条件差，流动缓慢加上蒸发作用的影响，易造成高矿化度地下水的形成（溶滤不充分，易溶盐积累）。
徐默淞水文地球化学期末复习
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·mr—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14、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。
水文地球化学基础知识点整理
水文地球化学基础知识点整理水文地球化学基础知识点整理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：lgr??AZ2II1?Ba(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?1Z?22imi（Zi为i离子的电荷数；mi 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：lgr??AZ2II1?Ba+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。
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地下水：
水文循环： 地质循环：
贮存于地下岩土空隙中的水；地球内部各种相态水的总称。 地壳中水的地球化学循环含义：在沉积-变质过程（作用）有次序、有方向的发展
中，在岩石、有机物、气体经历的地球化学改造中，导致水的直接参与，产生水的分 解和合成等作用与现象的总和。
地下水圈的水文物理分带：
固体水带、 液体水带、 具有聚群态结构的实流体带 单分子带、 离解分子带。
水的结构
良好的溶解性能
天然水 组成复杂的溶液
第一组指标 体现水的质量 总溶解固体、含盐量、 硬度 第二组指标 水体环境状态 COD、BOD、TOC、Eh 第三组指标 表征水酸碱平衡 碱度(碳酸盐碱度)、 酸度(离子酸度)
水质分析结果的可靠性检验
库尔洛夫式
1.阴阳离子平衡的检验： 2. 分析结果中一些计算值的检验 总溶解固体、总硬度、25 3.根据碳酸平衡关系的检验 pH=8.34
水强烈交替带（上部带）、水缓慢交替带（中部带）、水消极交替带（下部带）
承压水盆地三个水文地质动力分带：
承压水盆地的水化学成分的分带
水平分带：同一含水层中水化学成分分带规律。
垂直分带：垂向上不同含水层水化学成分分布规律。 按矿化度：1．淡水带 2. 盐水带 3. 卤水带 水化学成分：正垂直分带：反垂直分带、复杂垂直分带
地下水的成分、 环境的热力学条件 溶滤作用 水-岩地球化学作用 离子交换作用
氧化还原作用
重碳酸型水
氯化物型水--硫酸盐型水—重碳酸型 水---含硅酸、Fe3+较高的重碳酸型水
9
海水
海相淤泥沉积物
陆源的泥砂堆积、海水沉淀产 生的化学沉积物和生物堆积
海 相 沉 积 成 因 水
作脱 用交阳 用硫 换离 酸 作子
资源环境学院环境工程系 3
2018/6/30
氧化还原
地下水系统的氧化还原条件 氧化还原体系 Eh （决定电位体系）
Eh Ε 0
pE pE 0
Gr0 nFE 0 2.303RT lg K
RT [ox] 0.059 [ox] ln Ε 0 ln nF [red ] n [red ]
解释一些地球化学现象
吸附作用
松散沉积物：
含有吸附剂 具有一定CEC 产生离子交换
粘土矿物类，铁、铝和锰的氧化物或氢氧化物， 有机物。
往往带负电， 同晶代换（永久电荷）和表面解离（可变电荷，pHz)
CEC影响因素 :测定
吸附剂的数量和种类。沉积物颗粒大小：pH： 等温吸附方程
aA + bBx = aAx + bB
16
10 3 ln A B A B A B
平衡分馏和动力分馏
同位素交换反应和瑞利分馏
0 Rg R g f
( 1 )
Rl Rl0 F
( 1 )
大气降水的同位素组成及解释：温度效应、纬度效应、 大陆效应、高度效应以及雨量效应。 全球大气降水线（ Craig公式） δ2H=8δ18O+10 应用 1.判断地下水的补给来源； 2.确定地下水补给区的高程； 3.确定混合水的混合比例； 4.确定不同水体间的水力联系
H r 1 1 2.3 R T T 1 2
AZ 2 I 1 Ba I
Debye-Huckel） 方程(I ＜ 0.1) Davies方程 I＜0.5 mol/L
a=rm
lg r
AZ 2 I bI 1 Ba I
碳酸平衡
一、地下水的碳酸组成 “H2CO3”、HCO3-、 CO32二、地下水系统中的碳酸平衡 闭系统和开系统特征 如何判断”开系统”和“闭系统”
地下水中的同位素：
氢：1H(氕，H)、2H (氘，D) 、 氧： 1 16O、 17O 、18O 放射性同位素： 3H (氚，T) 14C
同位素分馏
组成表示方法：
• 同位素丰度 • 同位素比值 (R) • 千分偏差值(δ)
放射性同位素及地下水定年
a t a 0 e t
3H
14 7
t ln
阴离子meq% 10% 0 t ( C ) pHD(l / s ) 阳离子meq% 10%
微量元素 g / l 气体成分（g / l）M ( g / l )
舒卡列夫分类：按水中阴阳离子含量>25meq%的顺序排列
命名，阴离子在前，阳离子在后。 硬度 (以CaCO3计, mg/L) 总硬度=(Ca2++Mg2+)×50 苏林分类： 三线图示法 碳酸盐硬度(暂时硬度) （HCO3-+CO32-）×50 非碳酸盐硬度(永久硬度) • 当暂时硬度>总硬度，无永久硬度 ；
第五章
水的地球化学循环
地下水圈的概念
地壳中水的地球化学循环 地下水的水文地球化学分带
地壳中水的地球化学循环、地下水的水文地球化学分带、水平分带、
垂直分带
1.地下水圈的水文物理分带 2. 地下水的存在形式 3.表生带水的地球化学循环 4.承压水盆地的水文地质动力分带类型 5. 承压水盆地的水化学成分的分带类型
1 ox lg n red
pE 16.89Eh
Eh 0.059pE （O2/H2O 、NO3-/NH4、SO42-/ H2S、 pE 0 16.89 E 0 E 0 0.059pE 0 Fe3+/Fe2+、MnO2/Mn2+、CO2/CH2O） 水的稳定场 1） O2 >NO3->NO2->Fe3+>SO42>S>CO2>HCO3-； O2 + 4H+ + 4e = 2H2O 有机物>H2S>S>FeS>NH4+>NO22H+ + 2e = H2 2) 地下水滞留时间 及微生物 变价元素的稳定场 （ Eh-pH图） Fe 的稳定场
11
第四章
同位素地球化学
同位素基本理论
天然水的氢氧稳定同位素组成及应用 放射性同位素及地下水定年
同位素丰度、同位素分馏、平衡分馏、动力分馏、同位素交换反应 1.同位素的表示方法 2.同位素分馏的程度用什么参数表示？ 3. 可用哪些效应来解释大气降水的同位素组成的变化？ 4.氢氧稳定同位素在水文地质研究中的应用 5.地下水定年方法。
水文地球化学总复习
第一章水 化学基础----热力学基础
水岩相互作用
溶解—沉淀反应、氧化还原作用、 界面反应作用这些反应 是控制地下水化学成分形成和演变的重要作用。
活度，全等溶解和非全等溶解，同离子效应和盐效应、电荷零点pHz、永久电荷、可变 电荷、 CEC 1.地下水中碳酸的主要存在形式和影响因素。 2.如何判定地下水碳酸平衡系统是开或是闭系统？闭系统和开系统特征 4.水的稳定场、Fe 的稳定场（看图） 5.解释一些地球化学现象 6.一般地下水有那些吸附剂？ 7.胶体带正或负电荷？带电机理是什么？ 7.阳离子交换要遵守的原则有哪些？
2.碳酸盐岩地区地下水成分受哪些因素影响？ 3.水与各种岩石的相遇顺序对地下水的影响 4.结晶盐地区地下水的水文地球化学模拟。 5.海相沉积成因水的形成过程。 6.淤泥沉积物经历的变质作用有哪些？海相淤泥水有哪些类型？ 7. 解释海相封存水中CaCl2水的形成。
地下水的成因类型：溶滤渗入水、沉积成因水和火山成因水，前 二者称为外生水，后者为内生水。
沉矿碳 淀物酸 的盐
作反 用硝 化
的有 分机 解物
沉化金 淀物属 的硫
海相淤泥水
与海水组成非 常相似的淤泥水
几乎不含SO42-的氯化物 水，阳离子以Na、Mg为主
几乎不含SO42-的氯化物水， 阳离子以Na、Ca为主
蒸发浓缩作用
阳离子交换作用 次生白云岩化作用（白云岩) 钠长石化作用（火山成因沉积物）
地下水的存在形式：
自由水， 结合水（ 离解常数大、pH 值低、氢键数量少（溶解 性低）， 矿物结构水。
（一）表生带 原生铝硅酸盐 + 水 + CO2 = 粘土 + 碳酸盐 （二）沉积盆地深部 蒙脱石→绿泥石的转化，促进大量水的离解。可能有 含水矿物发生重结晶脱水 （三）深部变质带-水的地球化学循环 粘土矿物 + 碳酸盐=原生铝硅酸盐 + 再生水 + CO2
解释海相封存水中 CaCl2水的形成
10
岩浆成因水
岩浆水 （初生水） 指地下水的组分或水温受到了岩浆活动的影响 —即与岩浆活动有关的地下水 深循环的地下热水 （高温，异常的水化学特征） 变质成因水 （再生水）
火 山 成 因 水
岩浆成因热水的初步认识 热水中的溶解物质 热水（岩浆为热源）中水的来源
火山区的热 泉水100% 初生水 受地球内热烘烤的 自流盆地型重力水， 其中初生水的百分 含量不到5%。 冰岛某海边热泉 水：57%海水 +18%降水+25% 初生水 岩浆分异出来的物质 变质成因的物质 溶滤围岩获得的物质 其他成因水的混合作用加入的 物质
1）受质量作用定律支配 2）阳离子吸附亲和力
Kd=S/C
S
S=K Cn
K A B
[ B] b [ Ax]a [ A]a [ Bx] b
1 1 S m KC C C 1 KC S KS m S m
K AB
影响溶质迁移 用溶质迁移滞后方程
VC=V/R
a [B]b N A b [A]a N B
1 I Z i2 mi 2
地下水中常见的常量组分络合物有10种：CaSO40、 MgSO40、NaSO4- 、KSO4-、CaHCO3+ 、MgHCO3+ 、 NaHCO30 、CaCO30 、MgCO30、NaCO3-