应用水文地球化学

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1、绪言一、水文地质学与水文地球化学水是人类不可缺少的资源，也是人类赖以生存的生态环境体系的重要组成之一。没有水，就不能维持生命。人类起初只能在江河附近活动，自从发明了井，人类就可以在远离地表水源地的地方居住和活动。中国是历史悠久的文明古国。据现有资料，我国在新石器时代便已有水井，其中最早的一眼井在浙江省余姚县河姆渡，2米见方，木料支护，至今已有5700年历史。科学是在经济发展的需求中产生的。中国不仅是最早应用地下水的文明古国，而且我们的祖先有很早就知道应用水文地球化学知识来解决生产生活中的问题。水文地球化学的应用首先是在供水方面，特别是在具一定质量

2、要求的水方面。现在应用面越来越宽。中国不仅是最早应用地下水的文明古国，而且我们的祖先很早就知道应用水文地球化学知识来解决土壤改良、水质保护、医疗保健和工农业生产等方面的问题。①土地改良：据《吕氏春秋》记载，公元前422年，魏国修建漳水十二渠（在今河北河南交界处邯郸，河北磁县和临漳一带），秦国在今陕西泾阳县至富平县一带修建郑国渠。漳水十二渠和郑国渠都是采用淤灌方法来改良盐碱地。“决漳水，灌邺旁，终古斥卤，生之稻梁”。“若有渠灌，则盐卤下湿，填淤加肥，更为粳（JING）稻”。②水质保护：古代也知道环境水文地球化学的知识。《管子》（春秋时代）中有改水的

3、说法：“当春三月，…，抒井易水，所以去兹毒也，”。“冬尽而始春，…，泄井，所以民寿也”。水质保护的名言有“流水不腐，户枢（SHU）不蝼（LOU），动也。”浚井也是我国保护水质的一个良好风俗。③医疗保健：《管子》的《水地篇》中认为“水质决定人之性格和健康”。《左传》中记有医疗卫生水文地球化学的知识。“土薄水浅”的地方，易得“湿疾、脚肿”；“土厚水深”的地方，则“居之不疾”。④温泉利用：很早以来，人们知道温泉可治病。陕西临潼骊山（华清池）温泉，相传3000年前，周幽王曾在那里住过，秦始王砌石起宇，所以很早以前就开始利用了。东汉南北朝已有许多人在此淋浴

4、，“千城万国之民，怀疾枕疴之客，莫不宿粮而来宾，疗苦于斯水”。唐太宗患有风湿病，经温泉浴后痊愈。公元644年，唐太祖李世民修温泉宫，公元746年，唐玄宗又加以扩建，改名为华清宫。北京的小汤山温泉在明朝就开始修缮利用，至今已有五、六百年历史了。温泉用于农业生产也早有记载。郴州温泉在晋朝就用来灌田，“十二月下种，明年三月新谷登丰，一岁三熟”。唐朝时，“华清园内分得温泉，二月中旬已进瓜”。⑤工业生产：在工业方面，在唐代，四川就开掘盐井，井深三、四百尺57。有的为自流井。自贡自流井位于四川南部，它是世界上最早工业性开发天然气、卤水、盐的矿场（图10.1A

5、、B）。自在东汉章帝时期（公元76－88年）便开始了井盐生产，已有1900多年的历史，1835年钻成世界上第一口井深超1000米深井（桑海井，图10.1C），1850年前后磨子井日喷天然气100多万立方米，极大地推动了以天然气为燃料的卤、盐矿业的发展。该地区累计钻井13000多口，产盐量7000多万吨，产天然气340多亿立方米，最高年产盐达144万吨，是人类历史上第一个大规模工业开发利用的天然气、卤水、盐田地区。它为世界流体矿床勘探开发和钻井技术的发展做出了巨大贡献。图10.1自贡自流井A井架如林；B卤水开采管道系统；C古老的桑海井(世界上第一口

6、超千米深井)《管子·地数》中记载有找矿和保护资源的资料，“山上有褚者，下有铁；上有铅者，其下有银；上有丹砂者，其下有金；上有慈石者，下有铜。此山谨封而为禁”。随着经济的发展，水文地质学与水化学、工程地质学、地质学、矿产资源学、地热学、环境学、工程工艺学等许多学科发生联系，出现许多跨学科性的专门性的水文地球化学问题（水文地球化学找矿、矿产资源开采工程和工艺、地热能开发利用、废物处理和处置、医疗卫生和环境保护等）。随着对水资源的需求量的日益增长和对水资源利用中的不合理行为，不仅加剧了水资源紧缺的形势，而且出现了一系列环境水文地质问题，如水位持续下降、

7、水量枯竭、盐渍化、海水入侵、水质污染、水质恶化、岩溶塌陷、地面沉降、沙漠化、沼泽化等问题，它们不仅加剧了水资源紧缺的程度，而且还使水的质量变劣，破坏了生态环境，给人民生活和工农业建设带来了严重影响和巨大损失。19世纪工业革命，在对水资源需求量猛烈增长的形势下，水文地质学脱颖而出。R.A.唐宁和G.P.琼斯于1985年在国际水文地质协会第18届大会上提出的关于水文地质学概念如下：水文地质学是研究（天然）水溶液的赋存条件，迁移及其化学成分，以及赋存水溶液的透水介质的科学（包括管理）3.　应用水文地球化学的特点由上可见，应用水文地球化学是水文地球化学的

8、一个分支，它是在国民经济发展需要中成长起来的，是与人民生活密切相关的一门新兴的边缘科学。由于水几乎与一切事物都有关系，因此水文地质学、水