水化学分析方法在地下水异常核实中的应用

水化学分析方法在地下水异常核实中的应用

姜艳龙

北方测盟科技有限公司辽宁沈阳110020

摘要：地震前后的地下水物理、地下水化学以及地下气体的变化被广泛报道。２０世纪６０年代以来，学者们对这些水文现象进行了以地震前兆识别为目的的系统研究，认为地震活动引起的水文现象与区域应力、应变的改变密切相关。地下水异常作为地震前兆之一，被国内外学者普遍认可；但是，并不是所出现的地下水异常现象都与地震孕育过程的构造活动以及地震的发生有直接关系。影响地下水异常的因素比较复杂，比如大气降水、地表水补给与排泄、人类活动影响等。因此，在实际观测中，需要用科学的方法有效判定异常的构造或非构造活动影响因素。

关键词：水化学分析；实验教学改革；设计性实验

随着经济与科技的不断发展，水电工程已经成为了我们国家十分关注的主题之一。而水化学的分析方法可以确保在施工前能够获得足够的地质资料，从而增加施工的安全性和质量。本篇文章将对于水化学的分析方法应用于水电工程展开探讨，分析其使用的基本原则，并对于实际应用提出一些合理的建议。

1概念

地下水化学特征受补给来源，地球化学，排水系统，表层厚度，大气和土壤以及人类活动的共同影响，表现出时间和空间异质性特征，地下水在岩石圈运移过程中不断的与岩石发生化学反应，并与大气圈和生物圈进行长期的水循环过程，同时也进行着化学成分转化，随着人类活动在地球表面系统圈进一步深度的发展，人为因素也对地下水产生重要的影响。地下水水化学特征一般从水文地质和化学特征两个方面进行说明，水文地质调查一般从现场勘查可以对地质状况有个比较清晰地认识，对于地下水水化学特征则需要现场检测和实验分析过程进行了解。

2具体应用原则

2.1现场观测

通过相关报告内容可以获知，地下水自身的物理性质取决于自身包含的化学成分，因此通常情况下，地下水中的化学成分会与环境本身产生相关的化学反应。所以，在进行勘探工作研究地下水的时候，必须要了解其自身的物理性质。首先需要检测其内部温度，从而判断其具体的溶解度大小。其次需要检测其自身的导电率，从而判断离子自身的强度以及组成能力。再者需要检测其溶解氧的浓度，从而判断地下水实际所处环境的具体状态。最后，需要检测水质的PH值，判断地下水内部化学元素具体的迁移情况。

2.2特征的实验分析

水体本身的矿化度综合了水体的所有化学成分，因此其差异度也能反映出水体自身性质的差异。如果矿化度的具体测试结果处于0到1000的范围之内，则说明水体以淡水为主。而如果其盐度的具体测试结果超过了100000，这说明水体以盐水为主。除此之外，还需要分析地下水中内部元素的具体离子浓度，其通常以阳离子以及阴离子为主。两种离子不但能够反映出水体本身的化学成分，而且可以表现环境对于水体自身的具体影响。

3实际应用分析

本次文章将对于某水电站进行分析。根据相关资料可以了解，该水电站处于亚热带气候的区域，实际降水量年均约为750毫米，温度常年保持在10℃。周围的河流位于山谷之间，全年水流量相对较大。

3.1地质特征

水电站的研究区域中，花岗岩内部的砂岩质通常位于地层内部，而地下水则以裂隙水居多。由于长期受到风化，加之结构有断裂的现象出现，使得岩体的内部含水量得到了有效的控制。另外，包含丰富物质的裂隙水主要来源于遭受风化的岩体缝隙中，而发生变质的砂岩水则来自于岩体原本的构造缝隙之中。

3.2分析方法

水电站实际建立于河流的左岸，通过勘探检测，可以发现周围以平硐为主，且通常可以分为4种类型，实际高程分别达到了2002米、1688米、1564米以及1572米。而平硐的实际深度则分别为113.7米、579.5米、418.7米和208.4米。本次坎通工程以离子分析法为主，并辅以统计学的方法共同进行相应的研究。

平硐的内部包含花岗岩以及砂岩的接触带，而其中层以及高层同样以花岗岩为主，低层则以玄武岩为主。对于研究区的水体进行收集，分别包括地表水、通道内部的水以及出口位置的水，并对其进行水化学分析，从而可以得到地下水的具体数据参数。其中地面水整体温度不高于15℃，且PH值非常高，一般均能超过8.6。地下水本身通常指的是日常生活中的普通水，因此可以根据隧道具体的深度，从而采取相应的水体，进而对其内部的化学成分进行测试。

离子分析的方法主要利用地下水内部化学成分，从而对于地面的水文参数进行测定。调查本次实验的样品，可以从其化学成分的比例了解其水样品本身的质量，进而获取其相关差异值。通过计算可以得知，水样品中的钙元素和钠元素居的实际比值相比地下水要大很多，而且其在不同径流的方向上呈现出不同的数值，其中中层径流最低，而低水平径流则相对较高。

而灰色关系的分析方法通常是对于整个系统中行为因素之间的具体关系进行判断。所以本次实验为了确定水样本身与水体之间的具体关系，从而采集了20个不同的水样，并通过灰色关联的方法进行分析。根据结果可以知道，本次实验的研究区域整体径流条件相对比较好，有着较快的流速。而且地表水的成分以降水为主，不同来源的地表水之间保持着液压连接的关系。因此也能发现，由于地下水长期受到风化的作用，导致岩体与地下水本身有着大面积的接触。

结束语

綜上所述，水化学分析法能够有效分析出地下水的相关因素和参数，对于勘探工程的开展起到了至关重要的作用。然而，该方法仍然有一定的不足之处，因此需要我们继续进行研究，从而对其不断改善和优化，进而对其大力推广，推动勘探工程的进步。

参考文献：

[1]郭清海，2007.论“水文地球化学”教学中学生创新能力和创新思维的培养[J].华中师范大学学报（教学与研究卷），（3），50-52.

[2]沈照理，朱宛华，钟佐燊，1993.水文地球化学基础[M].北京：地质出版社.