地下水化学成分的分类及其特征分析课件
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最新地下水的物理性质及化学成分PPT课件
此外，有机物的分解。 在居民点附近地下水中的SO42- 含量较高，常常与地下水的污染有 关。
3.重碳酸根离子（HCO3-）
• H水C的O主3-分要布成广分，。含量不高，一般＜1g/L。HCO3-是低盐量地下 • 来源:碳酸盐类如石灰岩、白云岩或泥灰岩的溶解：
•
CaCO 3 + H2O + CO 2 →Ca2+ +2HCO3-
•
CaMg（CO3）2 +2H2O +2CO 2 →Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3-
• 阴离子中，由于氯化物的溶解度大，CI-含量随地下水中含盐量的增 加 水为而，地增所 下大以 水； 含HC而 盐O3-碳 量的酸 多含盐 寡量的 的一溶 标般解 志不度 。高很以。低C基l，-于为只这主有个要当原成水因分中，的存常地在常下C将O水2C时l，-才、其较H含C易O盐3溶-作量于 较高，为咸水；以HCO3-为主要成分的地下水，其含盐量较低，为淡水。
相应增高。
2.硫酸根离子（SO42- ）
SO42-分布较广，含量较多，几mg/L至数十mg/L
来源：
SO42-源于石膏及其它含硫酸盐的沉积物的溶解， 其次源于天然硫及含硫矿物（如黄铁矿等）的氧化：
2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+4H++2SO422S+3O2+2H2O→4H++2SO42-
• 1.氯离子（Cl-）
• 分布很广，含量变化大，数mg/L至数百mg/L。 • 源于岩盐矿床和其它含氯化物的沉积岩的溶解， • 其次来源于岩浆岩的一些含氯矿物如氯磷灰石
（化溶Ca滤5(P。O4)3Cl）、方钠石（NaAISiO4NaCl）等矿物的风
3.重碳酸根离子（HCO3-）
• H水C的O主3-分要布成广分，。含量不高，一般＜1g/L。HCO3-是低盐量地下 • 来源:碳酸盐类如石灰岩、白云岩或泥灰岩的溶解：
•
CaCO 3 + H2O + CO 2 →Ca2+ +2HCO3-
•
CaMg（CO3）2 +2H2O +2CO 2 →Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3-
• 阴离子中，由于氯化物的溶解度大，CI-含量随地下水中含盐量的增 加 水为而，地增所 下大以 水； 含HC而 盐O3-碳 量的酸 多含盐 寡量的 的一溶 标般解 志不度 。高很以。低C基l，-于为只这主有个要当原成水因分中，的存常地在常下C将O水2C时l，-才、其较H含C易O盐3溶-作量于 较高，为咸水；以HCO3-为主要成分的地下水，其含盐量较低，为淡水。
相应增高。
2.硫酸根离子（SO42- ）
SO42-分布较广，含量较多，几mg/L至数十mg/L
来源：
SO42-源于石膏及其它含硫酸盐的沉积物的溶解， 其次源于天然硫及含硫矿物（如黄铁矿等）的氧化：
2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+4H++2SO422S+3O2+2H2O→4H++2SO42-
• 1.氯离子（Cl-）
• 分布很广，含量变化大，数mg/L至数百mg/L。 • 源于岩盐矿床和其它含氯化物的沉积岩的溶解， • 其次来源于岩浆岩的一些含氯矿物如氯磷灰石
（化溶Ca滤5(P。O4)3Cl）、方钠石（NaAISiO4NaCl）等矿物的风
地下水的物理性质与化学成分PPT课件
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5
3.1.2 颜色
地下水一般是无色透明的，但有时因含某种 离子、富集悬浮物或含胶体物质，也可显出各种 各样的颜色。例如含亚铁离子或硫化氢气体的水 为浅蓝绿色，含腐殖质或有机物的带浅黑色，含 黑色矿物质或碳质悬浮物的为灰色，含粘土颗粒 或浅色矿物质悬浮物的为土色，等等。
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6
3.1.3 透明度
地下水的温度主要来自于地温。 地壳按热力状态从上而下分为变温带、年常 温带和增温带。
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3
变温带：地温受气温控制，有昼夜变化和年变化， 变幅随深度增加而减小；
常温带：气温的影响趋于零的深度。地温一般略 高于所在地区的年平均气温，概略计算时可用所 在地区的年平均气温来代替地温。
常温带深度在低纬度地区为5～10米，中纬度 地区为10～20米；
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9
3.2 地下水的化学成分
地下水中的化学元素一般以气体、离子和分子状
态存在。
3.2.1 地下水中常见的化学成分
1.气体
地下水中溶解的气体主要有CO2、O2、N2、CH4、 H2S，还有少量的惰性气体和H2、CO 等。
（1）O2、N2（来源：大气） O2含量高，表明地下水所处的地球化学环境为氧 化环境 ；
地下水的物理性质 和化学成分
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1
地下水的物理性质和化学成分是地下水与周围 环境长期相互作用的结果，它是一种重要信息 源，研究地下水的物理性质和化学成分可以帮 助我们回溯一个地区的水文地质历史，阐明地 下水的起源和形成。
从实际应用来看，不同的用水目的，对水质要 求不同，因此研究地下水的物理性质和化学成 分是水质评价的需要。
地下水的透明度决定于水中所含盐类、悬 浮物、有机质和胶体的数量。透明度分为透 明、微混浊、混浊和极混浊四级。水深60 厘 米时能看见容器底部3 毫米粗的线者为透明； 于30～60 厘米深度能看见者为微混浊；30 厘米深度以内能看见者为混浊；水很浅也看 不见者为极混浊。
《水文地质学》第4章 地下水的化学成分及其形成
•地下水的化学特征•地下水化学成分的形成作用•地下水化学成分的基本成因类型•地下水化学成分的分析内容与分类图示1、地下水中主要气体成分氧、氮、硫化氢、二氧化碳2、地下水中气体成分及其反映的地球化学环境（1）地下水中溶解氧含量越多，说明其所处的地球化学环境愈有利于氧化作用进行；（2）氮气的单独存在，常可说明地下水起源于大气并处于还原环境；（3）硫化氢的出现说明地下水处于缺氧的还原环境；（4）地下水中二氧化碳愈多，其溶解碳酸盐类的能力以及对结晶岩类进行风化作用的能力愈强。
1、地下水中主要离子成分氯离子、硫酸根离子、重碳酸根离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子2、离子成分与矿化度的变化（1）矿化度发生变化，地下水中占主要地位的离子成分也随之发生变化。
低矿化度水中常以碳酸根离子、钙离子与镁离子为主；（2）高矿化水则以氯离子与钠离子为主；（3）中等矿化水中，阴离子常以硫酸根离子为主，主要阳离子可以是钠离子，也可以是钙离子。
1、微量成分Br、I、B、Sr、Ba等；2、胶体Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及有机质胶体；3、微生物（如硫细菌、脱氧细菌等）；4、物理性质（如温度、透明度、颜色、放射性等）。
1、地下水的总矿化度（g/L）地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量成为总矿化度；2、库尔洛夫式1、溶滤作用：在水与岩土相互作用下，岩土中的一部分物质转入地下水中，即为溶滤作用；溶滤作用结晶作用2、影响溶滤作用强度的因素（1）组成岩土的矿物盐类的溶解度；（2）岩土的空隙特征；（3）水的溶解能力；（4）水中二氧化碳、氧气等气体成分的含量决定着某些盐类的溶解能力。
水中二氧化碳含量愈高，溶解碳酸盐及硅酸盐的能力愈强，氧气的含量愈高，水溶解硫化物的能力愈强；（5）水的流动状况。
3、溶滤作用在时间上的阶段性（1）溶滤作用是一种与一定的自然地理与地质环境相联系的历史过程。
（2）首先易溶物质如氯化物由岩层转入水中，成为地下水中主要化学成分，并被水流带走而逐渐贫化；然后相对易溶物质如硫酸盐溶入水中，成为地下水的主要成分；随着溶滤作用的长期持续，岩层中保留下来的几乎只是难溶的碳酸盐和硅酸盐，地下水的化学成分也就以碳酸盐和硅酸盐为主。
地下水化学成分的分类及其特征分析课件
C承-250 Ⅷ 1 7.5
潜承
按地下水埋藏情况分亚组 潜承
×× ×× ×
× 11 硫-化氢还原水组，承压水亚组，2E1h=-
氯化物类，钠型热水，pH7.5 ，矿化度
后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用
资料仅供参考，实际情况实际分析
4 几种在自然界不能形成的水化学类型
-
17
水文地球化学分类（ 李学礼）
根据空气迁移标型元素进行水文地球化学分组，按水中溶解 气体分为6组：
A—氧化水组（O2为主）； B—潜育水组（生物成因CO2为主）； C—硫化氢还原水组（H2S为主，有部分生物成因CO2）； D—甲烷强还原水组（CH4为主，有部分生物成因CO2， N2
和 H2S ） E—变质或岩浆二氧化碳水组
1.1 舒卡列夫分类
编号命名法 顺序命名法
2019
-
2
>25%meq 的离子
HCO 3 HCO 3＋SO 4 HCO 3＋SO4＋Cl
HCO 3＋Cl SO4 SO4＋Cl Cl
Ca
1
8
15
22
29
36
43
Ca +Mg
2
9
16
23
30
37
44
Mg
3
10
17
24
31
38
45
Na+Ca
4
11
18
25
32
? 在含大量甲烷（CH4）D组水中，不存在Ⅳ类（硫酸盐类）水 ? 不能形成含大量游离碳酸的E组的硫酸盐类（Ⅳ类）水
? Ⅵ类以下各承压水亚组，不能形成氧化水组（ A）的水
2019
0417第四章 地下水的物理性质和化学成分PPT课件
别
K+的来源与Na+相近，主要来自于钾盐的溶解、以及 岩浆岩、变质岩中含钾矿物的风化溶解
17
地下水中常见的化学成分
(5) 钙离子(Ca2+) 分布很广，含量不高，是低盐量地下水的主要阳离子
(6) 镁离(Mg2+)
泥石
18
地下水化学成分的性质
•总含盐量与总溶解固体(TDS) 总含盐量：存在于地下水中的离子、分子和微粒(不
第四章 地下水的物理性质和化学成分
1
4.1 地下水的物理性质
2
地下水的物理性质、化学成分特征是地下水与环境 （自然地理、地质背景及人类活动）长期作用的结果。 地下水的化学性质为认识和了解地下水形成的地质历史 条件和过程提供依据
地下水在岩石的孔隙、裂隙或溶洞中储存和运动时， 溶滤和溶解着岩石的可溶成份，使地下水变成了含有各 种矿物质的天然溶液，而且随着运动环境和运动过程的 变化，地下水的化学成分也不断地更迭着
永久硬度：水沸腾后仍留在水中的Ca2+、Mg2+含量 永久硬度=总硬度-暂时硬度
21
地下水化学成分的性质
•硬度 表示方法最常用的是mmol/L、mg/L(以CaCO3计)、度 1德国度(H°)=10mg(CaO) or 7.2mg(MgO)/L =7.1mg(Ca2+) or 4.3mg(Mg2+)/L 硬度1mmol/L=100mg/L(以CaCO3计) 硬度1度=17.9mg/L(以CaCO3计)
地下水化学成分的性质
•氢离子浓度 地下水的酸性和碱性的程度，取决于水中氢离子的浓
度大小 大多数地下水的pH值在6.5-8.5之间，北方地区多为
pH=7-8的弱碱水
20
地下水化学成分的性质
K+的来源与Na+相近，主要来自于钾盐的溶解、以及 岩浆岩、变质岩中含钾矿物的风化溶解
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地下水中常见的化学成分
(5) 钙离子(Ca2+) 分布很广，含量不高，是低盐量地下水的主要阳离子
(6) 镁离(Mg2+)
泥石
18
地下水化学成分的性质
•总含盐量与总溶解固体(TDS) 总含盐量：存在于地下水中的离子、分子和微粒(不
第四章 地下水的物理性质和化学成分
1
4.1 地下水的物理性质
2
地下水的物理性质、化学成分特征是地下水与环境 （自然地理、地质背景及人类活动）长期作用的结果。 地下水的化学性质为认识和了解地下水形成的地质历史 条件和过程提供依据
地下水在岩石的孔隙、裂隙或溶洞中储存和运动时， 溶滤和溶解着岩石的可溶成份，使地下水变成了含有各 种矿物质的天然溶液，而且随着运动环境和运动过程的 变化，地下水的化学成分也不断地更迭着
永久硬度：水沸腾后仍留在水中的Ca2+、Mg2+含量 永久硬度=总硬度-暂时硬度
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地下水化学成分的性质
•硬度 表示方法最常用的是mmol/L、mg/L(以CaCO3计)、度 1德国度(H°)=10mg(CaO) or 7.2mg(MgO)/L =7.1mg(Ca2+) or 4.3mg(Mg2+)/L 硬度1mmol/L=100mg/L(以CaCO3计) 硬度1度=17.9mg/L(以CaCO3计)
地下水化学成分的性质
•氢离子浓度 地下水的酸性和碱性的程度，取决于水中氢离子的浓
度大小 大多数地下水的pH值在6.5-8.5之间，北方地区多为
pH=7-8的弱碱水
20
地下水化学成分的性质
地下水的化学成分及其形成作用PPT课件
于水的（如O2、Ca、Mg、Na、K ）；或是地壳中含 量虽不很大，但极易溶于水的（Cl、以SO42-形式出现 的S）。
• Si、Al、Fe等元素，虽然在地壳中含量很大，但由于难 溶于水，地下水中含量通常不大。
.
15
• 一般情况下,随着总矿化度(总溶解固体）的变化,地 下水中占主要地位的离子成分也随之发生变化，即 ：
.
8
6.2 地下水的化学特征
• 主要气体成分 • 主要离子成分 • 其他成分 • 总矿化度及化学成分表示式
.
9
一、地下水中主要气体成分
• 地下水中常见的气体成分：
O2、N2、CO2、CH4、H2S等。尤以前三种为主。 通常情况下，地下水中气体含量不高，只有几mg/L到 几十mg/L。
• 研究地下水中气体成分的意义：
.
11
1.氧（02）、氮（N2）
• 02的化学性质远较N2活泼，在较封闭的环境中， 02将耗尽而只留下N2 。因此， N2的单独存在， 通常可说明地下水起源于大气并处于还原环境。
• 大气中的惰性气体（A、Kr、Xe）与N2的比例恒
定，即(A+Kr+Xe)/ N2 =0.0118。比值等于此数，
说明N2是大气起源的；小于此数，则表明水中含
• 人类活动的影响改变了地下水的化学面貌。 • 地下水的化学成分是地下水与环境（自然地理、地
质背景、人类活动）——长期相互作用的产物。 • 某区地下水的化学面貌,反映该区地下水的历史演变
。研究地下水的化学成分，可以帮助我们回溯一个 地区的水文地质历史，阐. 明地下水的起源与形成。2
• 水是最为常见的良好溶剂：
.
4
• 地下水是宝贵的液体矿产：
含大量盐类(如NaCl、KCl)或富集某些 稀散元素(Br、I、B、Sr等)的地下水是宝 贵的工业原料；
• Si、Al、Fe等元素，虽然在地壳中含量很大，但由于难 溶于水，地下水中含量通常不大。
.
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• 一般情况下,随着总矿化度(总溶解固体）的变化,地 下水中占主要地位的离子成分也随之发生变化，即 ：
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6.2 地下水的化学特征
• 主要气体成分 • 主要离子成分 • 其他成分 • 总矿化度及化学成分表示式
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一、地下水中主要气体成分
• 地下水中常见的气体成分：
O2、N2、CO2、CH4、H2S等。尤以前三种为主。 通常情况下，地下水中气体含量不高，只有几mg/L到 几十mg/L。
• 研究地下水中气体成分的意义：
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1.氧（02）、氮（N2）
• 02的化学性质远较N2活泼，在较封闭的环境中， 02将耗尽而只留下N2 。因此， N2的单独存在， 通常可说明地下水起源于大气并处于还原环境。
• 大气中的惰性气体（A、Kr、Xe）与N2的比例恒
定，即(A+Kr+Xe)/ N2 =0.0118。比值等于此数，
说明N2是大气起源的；小于此数，则表明水中含
• 人类活动的影响改变了地下水的化学面貌。 • 地下水的化学成分是地下水与环境（自然地理、地
质背景、人类活动）——长期相互作用的产物。 • 某区地下水的化学面貌,反映该区地下水的历史演变
。研究地下水的化学成分，可以帮助我们回溯一个 地区的水文地质历史，阐. 明地下水的起源与形成。2
• 水是最为常见的良好溶剂：
.
4
• 地下水是宝贵的液体矿产：
含大量盐类(如NaCl、KCl)或富集某些 稀散元素(Br、I、B、Sr等)的地下水是宝 贵的工业原料；
水文地质学 地下水的化学成分及其形成作用课件
▪⑦镁离子(Mg2+)：镁的来源及其在地下水中的分布与钙相 近。来源于含镁的碳酸盐类沉积(白云岩、泥灰岩)，此外， 还来自岩浆岩、变质岩中含镁矿物的风化溶解。
9.2.3 地下水中的其它成分
▪ 除了以上主要离子成分外，地下水还有一些次要离子， 如H+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、NH4+、OH-、N02-、NO3-、 C032-、SiO32-及PO43-等。 ▪ 地下水中的微量组分，有Br、I、F、B、Sr等。 ▪ 地下水中以未离解的化合物构成的胶体，主要有 Fe(OH)3、Al(OH)3及H2Si03等，有时可占到相当比例。
9.4.5 阳离子交替吸附作用
▪ (1) 阳离子交替吸附作用 ▪ 岩土颗粒表面带有负电荷，能够吸附阳离子。一定条件下，颗 粒将吸附地下水中某些阳离子，而将其原来吸附的部分阳离子转 为地下水中的组分，这便是阳离子交替吸附作用。 ▪ 不同的阳离子，其吸附自大而小顺序为：H+>Fe3+>Al3+>Cl>Mg2+>K+>Na+。离子价愈高，离子半径愈大，水化离子半径愈 小，则吸附能力愈大。H+则是例外。 ▪ 当含Ca2+为主的地下水，进入主要吸附有Na+的岩土时，水中 的Ca2+便置换岩土所吸附的一部分Na+，使地下水中Na+增多而Ca2+ 减小。
9.3 地下水的温度
▪地壳表层有两个热能来源：一个是太阳的辐射，另一是来 自地球内部的热流。地壳表层可分为变温带、常温带及增温 带。 ▪(1) 变温带 ▪受太阳辐射影响的地表极薄的带。呈现地温的昼夜变化和 季节变化。变温带的下限深度一般为15-30m。此深度地温 年变化小于0.1℃。 ▪(2) 常温带 ▪地温一般比当地年平均气温高出1-2℃。在粗略计算时，可 将当地的多年平均气温作为常温带地温常温带。
9.2.3 地下水中的其它成分
▪ 除了以上主要离子成分外，地下水还有一些次要离子， 如H+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、NH4+、OH-、N02-、NO3-、 C032-、SiO32-及PO43-等。 ▪ 地下水中的微量组分，有Br、I、F、B、Sr等。 ▪ 地下水中以未离解的化合物构成的胶体，主要有 Fe(OH)3、Al(OH)3及H2Si03等，有时可占到相当比例。
9.4.5 阳离子交替吸附作用
▪ (1) 阳离子交替吸附作用 ▪ 岩土颗粒表面带有负电荷，能够吸附阳离子。一定条件下，颗 粒将吸附地下水中某些阳离子，而将其原来吸附的部分阳离子转 为地下水中的组分，这便是阳离子交替吸附作用。 ▪ 不同的阳离子，其吸附自大而小顺序为：H+>Fe3+>Al3+>Cl>Mg2+>K+>Na+。离子价愈高，离子半径愈大，水化离子半径愈 小，则吸附能力愈大。H+则是例外。 ▪ 当含Ca2+为主的地下水，进入主要吸附有Na+的岩土时，水中 的Ca2+便置换岩土所吸附的一部分Na+，使地下水中Na+增多而Ca2+ 减小。
9.3 地下水的温度
▪地壳表层有两个热能来源：一个是太阳的辐射，另一是来 自地球内部的热流。地壳表层可分为变温带、常温带及增温 带。 ▪(1) 变温带 ▪受太阳辐射影响的地表极薄的带。呈现地温的昼夜变化和 季节变化。变温带的下限深度一般为15-30m。此深度地温 年变化小于0.1℃。 ▪(2) 常温带 ▪地温一般比当地年平均气温高出1-2℃。在粗略计算时，可 将当地的多年平均气温作为常温带地温常温带。
地下水的物理性质与化学成分PPT课件
3、横线后以字母t为代号, 表示水温, 单位为℃ 。 4、式中各成分含量一律标于该成分符号的右下角,
原子数则移至右上角。
舒卡列夫的水化学类型分类
1、根据水中各阴、阳离子含量, 将大于25%毫 克当量百分数的离子参加分类命名。阴离子在前, 阳离子在后, 含量大的在前, 含量小的在后, 中间 用短横线相连来对地下水化学类型进行命名。
大骨节病与克山病 病因：缺钙、硫、硒等元素；饮用水中含过量的 腐殖酸。
慢性氟中毒
3.4.2 地下水污染及其与人类生存的关系
脱硫酸作用的结果 SO42-减少以至消失; HCO3-增加; pH值变大。
不同位置发生的水化学作用不同
浓缩 混合
脱碳酸
氧化作用 还原作用
溶滤作用
交替吸附 脱硫酸
3.4 地下水化学特征与为类生存的关系
在天然状态下，水中存在的有害物质或缺乏某些 人体所必需的物质问题，称之为第一类环境地质 问题或原生的环境地质问题。
（7）镁离子 主要来源于地下水对白云岩及泥灰岩的溶解。
镁盐的溶解度虽然比钙盐大，但镁离子容易被植 物吸收，所以在地下水中的含量一般比钙离子少。
3.2.2 地下水化学成分的性质
1. 总含盐量与总溶解固体（TDS）
定义：存在于地下水中的离子、分子和微粒（不
包括气体）之总含量称为地下水的总食盐量，通
常以 g/L 表示。
SO42-
Cl-
HCO3SO42-
Cl-
HCO3-
SO42Cl-
阳离子交替和吸附作用 一定条件下，颗粒将吸附地下水中的某些阳离子，
而将原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分，即 为阳离子交替和吸附作用。 影响因素：
岩土颗粒的比表面积； 阳离子吸附于颗粒表面的能力； 地下水中某些离子的相对浓度。
原子数则移至右上角。
舒卡列夫的水化学类型分类
1、根据水中各阴、阳离子含量, 将大于25%毫 克当量百分数的离子参加分类命名。阴离子在前, 阳离子在后, 含量大的在前, 含量小的在后, 中间 用短横线相连来对地下水化学类型进行命名。
大骨节病与克山病 病因：缺钙、硫、硒等元素；饮用水中含过量的 腐殖酸。
慢性氟中毒
3.4.2 地下水污染及其与人类生存的关系
脱硫酸作用的结果 SO42-减少以至消失; HCO3-增加; pH值变大。
不同位置发生的水化学作用不同
浓缩 混合
脱碳酸
氧化作用 还原作用
溶滤作用
交替吸附 脱硫酸
3.4 地下水化学特征与为类生存的关系
在天然状态下，水中存在的有害物质或缺乏某些 人体所必需的物质问题，称之为第一类环境地质 问题或原生的环境地质问题。
（7）镁离子 主要来源于地下水对白云岩及泥灰岩的溶解。
镁盐的溶解度虽然比钙盐大，但镁离子容易被植 物吸收，所以在地下水中的含量一般比钙离子少。
3.2.2 地下水化学成分的性质
1. 总含盐量与总溶解固体（TDS）
定义：存在于地下水中的离子、分子和微粒（不
包括气体）之总含量称为地下水的总食盐量，通
常以 g/L 表示。
SO42-
Cl-
HCO3SO42-
Cl-
HCO3-
SO42Cl-
阳离子交替和吸附作用 一定条件下，颗粒将吸附地下水中的某些阳离子，
而将原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分，即 为阳离子交替和吸附作用。 影响因素：
岩土颗粒的比表面积； 阳离子吸附于颗粒表面的能力； 地下水中某些离子的相对浓度。
第3章地下水化学成分形成与特征解析
– 也称为封存水，埋藏于地质构造比较封 闭的地下环境中，其成分可在一定程度 上反映形成沉积物时盆地的特点。
– 在沉积-埋藏水的形成过程中，一般经历 以下的演化阶段，下面以海相地层为例 说明。
– 以上演化过程在不同的地质历史时期可
能会循环往复许多次。由此可见，沉积-
埋藏水的形成过程及其水化学成分是非
常复杂的。
水受挤压进入含水层 渗入阶段：沉积物出露地表，大 气水或地表水入渗，并驱替沉积
水，发生水交替作用
• 溶滤-渗入水
第3章地下水化学成分形成与特征解析 下一个挤压阶段：形成新的淤泥、
– 溶滤-渗入水为大气起源，溶滤作用对地
粘土；含水层中的水由中心向盆
下水化学成分的形成起重要作用。
地两侧运移
• 沉积-埋藏水
• 以富含O2的入渗第3水章地进下水入化学含成黄分形铁成与矿特的征解沉析 积层为例
– 沉积层中黄铁矿溶解，地下水中形成Fe2+与SO42– 上述反应生成的硫酸与碳酸盐岩反应，可生成CO2，并进一步促进
碳酸盐岩的溶解，形成SO4.HCO3型水；若无碳酸岩存在，则形成 SO4型水 – 在强氧化条件下，且有碳酸盐岩存在时，硫酸被中和，pH增高， 可析出氢氧化铁沉淀
• As、Fe、Mn形成易溶化合物，有利于其随地下水迁移，并加强了对农作 物的危害
• Cr、Zn、Cu、Cd形成难溶化合物，阻碍其随地下水迁移，并减小了对农 作物的危害
二、植物-土壤影响阶段
第3章地下水化学成分形成与特征解析
• 经过植物-土壤的地下水的特征
– 含有数量可观的碳酸 – 未被氧化的有机化合物的进一步分解将使水中碳酸进一步提高 – 相对于碳酸盐矿物与原生铝硅酸盐矿物，远未达到饱和状态，即
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1.1 舒卡列夫分类
编号命名法 顺序命名法
2019
-
2
>25%meq 的离子
HCO 3 HCO 3＋SO 4 HCO 3＋SO4＋Cl
HCO 3＋Cl SO4 SO4＋Cl Cl
Ca
1
8
15
22
29
36
43
Ca +Mg
2
9
16
23
30
37
44
Mg
3
10
17
24
31
38
45
Na+Ca
4
11
18
25
32
2019
-
9
（1）rCl-﹤rNa+（毫克当量数）
A：
? ?Na ? Cl ? ? ?SO4 ? ?
1
B：?
?Na ? Cl ? ?SO4 ?
??
1
meq%
meq%
强增性碱 强增性酸 强增性碱 强增性酸
Ca HCO3
Mg
SO 4
Ca
HCO3
Mg
Na Cl
2019
Na2SO4型水
-
SO 4
Na Cl
39
46
Na+Ca+Mg
5
12
19
26
33
40
47
Na+Mg
6
13
20
27
34
41
48
Na
7
14
21
28
35
42
49
?将含量大于25meq% 的阴离子和阳离子进行组合，每型以阿拉伯
数字为代号，共49型；
?按矿化度又分为4组：A组矿化度<1.5g/l，B组1.5-10 g/l，C组10-
4200g19/l，D组>40g/l。
Mg: 6.8meq/L
Ca: 7.07meq/L
F:
Cl: 5.58meq/L
HCO3: 8.0meq/L
SO4:
6.9meq/L -
可得： rNa > rCl; (rNa-rCl)/rMg < 1; 因此， MgCl 2型水
12
? 苏林分类：当考虑以水中出现某种盐类为标准时 ， 命名为****型水；
首先按照rCl -和rNa+ （毫克当量数）的关系进行划分: (1) rCl -﹤rNa+（毫克当量数）时 (2) rCl -﹥rNa+（毫克当量数）时
然后根据阴、阳离子毫克当量比例系数进一步划分。
2019
-
8
强增性碱 强增性酸
meq%
100 80 60
40
20 0
Ca HCO3
Mg
SO4
Na +K Cl
作业
? 一水样成分如下(mg/L): （简分析结果）Cl为112.1 、SO42-为96.0、HCO3-为244、 Ca2+为78.0、Mg2+为30.0、PH为7.3、T为 15℃、矿化度为560 mg/L 。试根据苏卡列 夫分类的顺序命名法对其进行命名。
2019
-
7
1.2 苏林分类
根据水中主要阴、阳离子（Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、 Mg2+、Ca2+）彼此化学亲和力的强弱顺序而组成盐类的 原则，划分出四种类型的水。
2019
25 - A-
4
顺序命名法
按水中阴阳离子含量 > 25 meq% 的顺序排列 命名，阴离子在前，阳离子在后： HCO3-SO4-Ca 、SO4-Na型水。这样命名，可以是 NO3-Na-Ca、 H4SiO 4-HCO 3-Na 型水等，应用十分广泛。
2019
-
5
? 乌克兰南部某农业耕作层 土壤水（mg/L）：HCO3 为318、SO4为142、Cl为 173、NO3为800、NO2为 0.04、Na++K+为97、Ca2+ 为330、Mg2+为66、pH为 6.8、Eh (mv)为300 、M (g/l)为1.9 ，试根据苏卡列 夫分类的顺序命名法对其 进行命名。
Mg
Na
氯化物水（ Cl） 水按主要阴离子划 3类
Ca Mg Na 每一类又根据主 阳离子划分为3组
13 2
13 2
1 34 3 4 31 3 1 3 每一组又根据离
含量对比关系划
NaHCO3 型水 10
（2）rCl->rNa+（毫克当量数）
A：?
?Cl ? Na ? ?Mg ?
??
1
B：?
?Cl ? Na ? ?Mg ?
?
?
1
强增性碱 强增性酸 强增性碱 强增性酸
meq% Ca HCO3
Mg SO 4
Cl
Na
2019
MgCl2 型水
meq% HCO3
SO 4
Ca
Mg
Cl
Na
? 苏林1948年提出这一分类原则时，是为了区分四种不同 环境中的地下水：
大陆环境
重碳酸钠型水
硫酸钠型水
海洋环境
氯化镁型水
深成环境
氯化钙型水
2019
-
13
按主要的阴离子和阳离子将水分类和分组，然后
1.3 阿廖再按金主分要类
离子间的对比关系划分为型
天然水
重碳酸盐水 （C）
Ca
Mg
Na
硫酸盐水（S）
Ca
第二节 地下水化学成分分类
地下水化学成分分类 ，是按一定规则 对地下水化学成 分（指标）相同或相近的水进行 归类，是对实际现 象的一种归纳和概括。
不同类型的水，可能具有不同的 成因和不同的水文地 球化学作用 。合理地进行地下水化学分类，有利于 对地下水的研究和利用。
2019
-
1
1 按主要离子组分分类
meq/L: Cl-：2.17 SO4: 2 HCO3: 4 Ca: 3.4 Mg: 2 K+Na: 2.77
meq%: Cl-：2.17/8.17 = 26.6% HCO3: 4/8.17 = 48.9% SO4: 2/8.17 = 24.5% Mg: 2/8.17 = 24.5% Ca: 3.4/8.17 = 41.6% K+Na: 2.77/8.17 = 33.9%
CaCl2
-
型水 11
? 有一地下水样的 化学成分如下：
Na: 289 mg/L
K: 5.9 mg/L
Mg: 82.7 mg/L
Ca: 142 mg/L
F: 0.09 mg/L
Cl: 198 mg/L
HCO3: 488 mg/L
SO
2019
4:
332
mg/L
课堂练习
Na: 12.6meq/L
K: 0.15meq/L
2019
NO3： 50％ meq HCO3: 20% meq Cl: 19％ meq Ca：63％ meq Mg: 21％ meq Na+K: 15% meq
苏卡列夫顺序命名： NO3-Ca型水
库尔洛夫式:
- M 1.9 NO503HCO203Cl19 PH 6.8 ?6 Ca63Mg21( Na ? K )15
-
?3
?命名时在数字与字母间加连接号，如1-A：指的是M< 1.5g/l, 阴离
课堂练习：
一水样成分如下（mg/L）(简分析结果)：Cl-为77.1、SO42-为 96.0、HCO3-为244、Ca2+为68.0、Mg2+为24.0，pH为7.3，T 为15oC，矿化度为509 mg/L，试用苏卡列夫编号分类对其进 行命名。
编号命名法 顺序命名法
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2
>25%meq 的离子
HCO 3 HCO 3＋SO 4 HCO 3＋SO4＋Cl
HCO 3＋Cl SO4 SO4＋Cl Cl
Ca
1
8
15
22
29
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Ca +Mg
2
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23
30
37
44
Mg
3
10
17
24
31
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45
Na+Ca
4
11
18
25
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-
9
（1）rCl-﹤rNa+（毫克当量数）
A：
? ?Na ? Cl ? ? ?SO4 ? ?
1
B：?
?Na ? Cl ? ?SO4 ?
??
1
meq%
meq%
强增性碱 强增性酸 强增性碱 强增性酸
Ca HCO3
Mg
SO 4
Ca
HCO3
Mg
Na Cl
2019
Na2SO4型水
-
SO 4
Na Cl
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Na+Ca+Mg
5
12
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Na+Mg
6
13
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Na
7
14
21
28
35
42
49
?将含量大于25meq% 的阴离子和阳离子进行组合，每型以阿拉伯
数字为代号，共49型；
?按矿化度又分为4组：A组矿化度<1.5g/l，B组1.5-10 g/l，C组10-
4200g19/l，D组>40g/l。
Mg: 6.8meq/L
Ca: 7.07meq/L
F:
Cl: 5.58meq/L
HCO3: 8.0meq/L
SO4:
6.9meq/L -
可得： rNa > rCl; (rNa-rCl)/rMg < 1; 因此， MgCl 2型水
12
? 苏林分类：当考虑以水中出现某种盐类为标准时 ， 命名为****型水；
首先按照rCl -和rNa+ （毫克当量数）的关系进行划分: (1) rCl -﹤rNa+（毫克当量数）时 (2) rCl -﹥rNa+（毫克当量数）时
然后根据阴、阳离子毫克当量比例系数进一步划分。
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-
8
强增性碱 强增性酸
meq%
100 80 60
40
20 0
Ca HCO3
Mg
SO4
Na +K Cl
作业
? 一水样成分如下(mg/L): （简分析结果）Cl为112.1 、SO42-为96.0、HCO3-为244、 Ca2+为78.0、Mg2+为30.0、PH为7.3、T为 15℃、矿化度为560 mg/L 。试根据苏卡列 夫分类的顺序命名法对其进行命名。
2019
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7
1.2 苏林分类
根据水中主要阴、阳离子（Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、 Mg2+、Ca2+）彼此化学亲和力的强弱顺序而组成盐类的 原则，划分出四种类型的水。
2019
25 - A-
4
顺序命名法
按水中阴阳离子含量 > 25 meq% 的顺序排列 命名，阴离子在前，阳离子在后： HCO3-SO4-Ca 、SO4-Na型水。这样命名，可以是 NO3-Na-Ca、 H4SiO 4-HCO 3-Na 型水等，应用十分广泛。
2019
-
5
? 乌克兰南部某农业耕作层 土壤水（mg/L）：HCO3 为318、SO4为142、Cl为 173、NO3为800、NO2为 0.04、Na++K+为97、Ca2+ 为330、Mg2+为66、pH为 6.8、Eh (mv)为300 、M (g/l)为1.9 ，试根据苏卡列 夫分类的顺序命名法对其 进行命名。
Mg
Na
氯化物水（ Cl） 水按主要阴离子划 3类
Ca Mg Na 每一类又根据主 阳离子划分为3组
13 2
13 2
1 34 3 4 31 3 1 3 每一组又根据离
含量对比关系划
NaHCO3 型水 10
（2）rCl->rNa+（毫克当量数）
A：?
?Cl ? Na ? ?Mg ?
??
1
B：?
?Cl ? Na ? ?Mg ?
?
?
1
强增性碱 强增性酸 强增性碱 强增性酸
meq% Ca HCO3
Mg SO 4
Cl
Na
2019
MgCl2 型水
meq% HCO3
SO 4
Ca
Mg
Cl
Na
? 苏林1948年提出这一分类原则时，是为了区分四种不同 环境中的地下水：
大陆环境
重碳酸钠型水
硫酸钠型水
海洋环境
氯化镁型水
深成环境
氯化钙型水
2019
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13
按主要的阴离子和阳离子将水分类和分组，然后
1.3 阿廖再按金主分要类
离子间的对比关系划分为型
天然水
重碳酸盐水 （C）
Ca
Mg
Na
硫酸盐水（S）
Ca
第二节 地下水化学成分分类
地下水化学成分分类 ，是按一定规则 对地下水化学成 分（指标）相同或相近的水进行 归类，是对实际现 象的一种归纳和概括。
不同类型的水，可能具有不同的 成因和不同的水文地 球化学作用 。合理地进行地下水化学分类，有利于 对地下水的研究和利用。
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1
1 按主要离子组分分类
meq/L: Cl-：2.17 SO4: 2 HCO3: 4 Ca: 3.4 Mg: 2 K+Na: 2.77
meq%: Cl-：2.17/8.17 = 26.6% HCO3: 4/8.17 = 48.9% SO4: 2/8.17 = 24.5% Mg: 2/8.17 = 24.5% Ca: 3.4/8.17 = 41.6% K+Na: 2.77/8.17 = 33.9%
CaCl2
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型水 11
? 有一地下水样的 化学成分如下：
Na: 289 mg/L
K: 5.9 mg/L
Mg: 82.7 mg/L
Ca: 142 mg/L
F: 0.09 mg/L
Cl: 198 mg/L
HCO3: 488 mg/L
SO
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4:
332
mg/L
课堂练习
Na: 12.6meq/L
K: 0.15meq/L
2019
NO3： 50％ meq HCO3: 20% meq Cl: 19％ meq Ca：63％ meq Mg: 21％ meq Na+K: 15% meq
苏卡列夫顺序命名： NO3-Ca型水
库尔洛夫式:
- M 1.9 NO503HCO203Cl19 PH 6.8 ?6 Ca63Mg21( Na ? K )15
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?命名时在数字与字母间加连接号，如1-A：指的是M< 1.5g/l, 阴离
课堂练习：
一水样成分如下（mg/L）(简分析结果)：Cl-为77.1、SO42-为 96.0、HCO3-为244、Ca2+为68.0、Mg2+为24.0，pH为7.3，T 为15oC，矿化度为509 mg/L，试用苏卡列夫编号分类对其进 行命名。