1、水文地球化学主讲：郭清海中国地质大学（武汉）环境学院一门关于地下水的科学导 论授课内容 水文地球化学的学科归属 水文地球化学的含义 水文地球化学的研究意义 水文地球化学的研究进展 水文地球化学的研究方法 应具备的基础知识 参考资料 水文地质学 研究对象：地下水 研究内容：在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动的相互作用下，地下水的水量与水质的时空变化规律 研究目的：以上述基本规律为指导原则，有效调节、控制、利用地下水，达到兴利避害，为人类服务的目的 地下水水量 的变化规律的研究属于 地下水动力学 、地下水流数值模拟 的范畴 地下水水质 的变化规律的研究属于 水文地球化学 的范畴 在此研究领域
2、内，水文地球化学模拟的基本理论与技术方法正日益受到重视 尽管目前尚未开设专门讲述水文地球化学模拟的课程，但在本课程中，将涉及水化学模拟及其应用方面的内容 水文地球化学的学科归属“水文地球化学 ”概念的由来l 该术语的英文名称： Hydrogeochemistry简写为 “HGC”l 1929年，原苏联杰出的地球化学家维尔纳茨基于在俄罗斯矿物学会宣读了一篇论文，率先科学地阐明了水文地球化学所研究的内容l 1938年，原苏联著名水文地质学家奥弗琴尼柯夫正式提出了这一术语我国水文地球化学的奠基人沈照理教授对 HGC基本含义的概括：HGC是在水文地质学与地球化学的基础上发展起来的，已成为一门独立的学科
3、HGC的主要研究对象为地下水化学成分的形成、演化、迁移、富集规律HGC是水文地质学的分支学科 一方面：地下水化学成分及其变化规律是水文地质条件的重要组成部分，水化学场的变化往往与水动力场相对应 分带： 潜水埋藏带 溢出带 潜水下降带盐分溶滤带 盐分过路带 盐分积聚带 干旱地区山间盆地洪积扇典型水文地质分带另一方面： HGC的研究离不开水文地质条件的深入分析。 人们早已认识到，地下水化学成分是水 -岩相互作用的产物，如希腊名言：水流经的岩石怎样，水也就怎样。可是这一规律有时还无法解释地下水化学成分的特殊性。比如，在围岩岩性相同的情况下（如灰岩），水化学成分可以大相径庭。 例如：同是嘉陵江组（ T
4、1J） 的白云岩：位于浅部水交替积极地段的岩溶水为 TDS很低的 HCO3-Ca-Mg水，而位于深部水交替滞缓地段的岩溶水为 CaCl2型卤水 要合理解释这种现象，就不能不分析这一地区的水文地质条件，尤其是这一地区的地质发展历史和古水文地质条件。 CaMg(CO3) 2 (白云岩 ) + 2CO2 + 2H2O = Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3- 2 CaCO3 (灰岩 ) + MgCl2 = CaMg(CO3) 2 (白云岩 ) + CaCl2HGC是在水文地质学与地球化学的基础上发展起来的一门独立学科 HGC 奠基人是地球化学家维尔纳茨基 创始人是水文地质学家奥弗琴尼柯夫 地球化
5、学 VS HGC 是研究地球元素的迁移、富集规律的一门学科，是研究地球的化学组成、化学作用及化学演化的科学 地球化学的研究范围涵盖了大气圈、水圈、生物圈和岩石圈，而水文地球化学侧重于研究水圈、尤其是地下水圈。 地球化学不考虑地下水动力场，水文地球化学考察在地下水流动过程中化学组分的变化规律。 地球化学的一些基本原理和工作方法，同样适合于 HGC的研究，如元素克拉克值（ 地壳中化学元素平均含量的质量百分数 ）的概念， pH-Eh相图法等，均可用于 HGC的研究。HGC的主要研究对象为地下水化学成分的形成、演化、迁移、富集规律 上述论断也是 HGC的传统定义 地下水中的化学组分 地壳中含有 87种稳定元素，至今已在地下水中发现了 70多种； 元素在地下水中除以简单和复杂离子形式存在外，还以络合物、气体等形式存在；地下水中不仅有大家所熟知的无机组分如 K、 Na、 SO4、 Cl、HCO3、 CO2等，还存在有机物、微生物。 地下水系统中的水文地球化学过程
