地下水的物理性质及化学成分课件.ppt

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1、第二章地下水的物理性质及化学成分第一节地下水的物理性质第二节地下水的化学成分第三节地下水化学成分的形成和变化第四节地下水化学成分的研究方法第一节地下水的物理性质地下水的物理性质包括温度、颜色、透明度、嗅、味、相对密度、导电性及放射性等。它在一定程度上反映了地下水的化学成分及其存在的环境条件。一、地下水的温度二、地下水的颜色三、地下水的透明度四、地下水的嗅（气味）五、地下水的味（味道）六、地下水的比重一、地下水的温度水温变化范围可达100℃以上。在寒带和多年积雪地带，浅层的地下水温可低达-5℃以下；在温带和亚热带的平

2、原、丘陵区浅层地下水的年平均温度一般接近于当地年平均气温；在火山活动地区及地壳深处，地下水的温度很高，可超过100℃。如:我国广东丰良地区在地下800m深处，打出了103.5℃的热水。地下水温度的差异主要取决于地下水埋藏的地温条件。按地温的分布状态分三带：变温带、常温带、增温带、1）变温带位于地壳的最表层，其温度变化受太阳辐射热的控制。变温带厚度各地不一，从十几米到几百米变化，一般为15～20m。特点是：具周期性变化：如昼夜变化、年变化及多年变化等。其温度的变化幅度随深度的增加而递减。此带地下水的温度具有周期性日变化和季节变化的特

3、点。2）常温带指地温的年变化幅度＜0.1℃的地带。一般年常温带的温度略高于当地年平均气温，在相当于海平面的地区约高0.8℃，在海拔200～500m的地区约高1～2℃。年常温带实质上是：太阳辐射热与地球内热共同影响的热平均带。此带地下水的温度表现为周期性年变化的特点，地下水温度与当地年平均气温相近，水温变化幅度一般不超过1℃。深度与地表温度的年变化幅度、岩石及土壤的物理性质、水文地质条件等因素有关。3）增温带温度受地球内热的影响。一般来讲，水温随深度增加而增高。概略计算：水温根据地温梯度、年常温带深度及当地年平均气温。H深度处地下水

4、的温度式中:TH—H深度处地下水的温度，℃；t—当地年平均气温，℃；G—地温梯度，℃/100m。一般值为1.5～4℃/100m；H—地下水循环深度，m；h—年常温带的深度，m。此公式可反求出地下水循环的深度。地温梯度随地区地质条件的不同而不同，如：淮南煤田潘集井田、邯邢煤田的梧东井田以及平顶山煤田等，经大量钻孔证实，背斜轴部地温往往高于两翼。如：平顶山煤田在背斜轴部的平均地温梯度为5～6℃/100m，向两翼逐渐降低；梧东井田断层上盘温度低于断层下盘，其地温值受到断层面的控制。不同地区的地温梯度变化于：0.6～10℃/100m之间。

5、地下水的温度对地下水的化学成分有很大影响。水温增高，化学反应速度和溶解度也增高。如：水温增高10℃时，水分子的扩散速度约增加20％，化学反应速度增加2～3倍。一般盐类在水中的溶解度随温度的增高而增大。过冷水＜0℃冷水0～20℃热水低温热水20～40℃中温热水40～60℃中高温热水60～80℃高温热水80～100过热水低温过热水＞100℃高温过热水＞374℃二、地下水的颜色地下水一般是无色的，但当水中含有某些离子或含有较多悬浮物和胶体物质时，便会呈现各种颜色。水中含有成分呈现色泽H2S翠绿色含低铁Fe2+浅绿灰色含高铁Fe3+黄褐

6、色或锈色硫细菌红色锰的化合物暗红色腐植酸暗或黑黄色带荧光粘土无荧光的淡黄色悬浮物悬浮物本身的颜色三、地下水的透明度常见的地下水一般是透明的。透明度取决于:固体与胶体悬浮物的含量。按透明度地下水可分为：类型悬浮物及胶体3mm黑线可见深度透明的水无60cm水深微浊的水有少量＞30cm水深混浊的水有较多，半透明状＜30cm水深极混浊的水有大量，似乳状水深很小也看不见四、地下水的嗅（气味）地下水的气味取决于水中所含的气体成分和有机物质。一般地下水是无嗅的。“气味”的强弱与温度有关，鉴别气味时，一般将水加热至40℃时，这时气味

7、最为显著。低温时气味不易嗅别。含气体或有机质具特殊的气味H2S腐蛋味含低铁Fe2+铁腥味有机质鱼腥臭味腐植质沼泽味五、地下水的味（味道）地下水的味主要取决于水中所含的化学成分。▲水中含盐分（各种物质，矿化度）时：过低时水淡而无味，过多时水不适口。水中含有化学成分味道NaCl咸味Na2SO4涩味有机质存在甜味MgCl2、MgSO4苦味铁较多铁锈味CO2清凉可口重碳酸钙、重碳酸镁味美适口六、地下水的比重地下水的比重近于1，取决于水中所含盐分的多少。当水中溶解了较多的盐分时，比重可达1.2～1.3。地下水的导电性及放射性：导电性取

8、决于含电解质的数量与性质（即各种离子的含量与离子价），离子含量越多，离子价越高，则水的导电性就越强。放射性取决于其中放射性物质的含量，地下水不同程度上或多或少地都具有放射性，但其含量一般极微，循环于放射性矿床的地下水其放射性相应增强。一、地下水的化