水文地球化学习题

水文地球化学习题第一章第二章 水溶液的物理化学基础1常规水质分析给出的某个水样的分析结果如下（浓度单位：mg/L）： Ca2+=93.9； Mg2+=22.9； Na+=19.1； HCO3-=334； SO42-=85.0； Cl-=9.0；pH=7.2。求：（1）各离子的体积摩尔浓度（M）、质量摩尔浓度（m）和毫克当量浓度（meq/L）。（2）该水样的离子强度是多少？（3）利用扩展的Debye-Huckel方程计算Ca2+ 和HCO3-的活度系数。2假定CO32-的活度为a CO32- =0.3410-5，碳酸钙离解的平衡常数为4.2710-9，第1题中的水样25时CaCO3饱和指数是多少？CaCO3在该水样中的饱和状态如何？3假定某个水样的离子活度等于浓度，其NO3-，HS-，SO42-和NH4都等于10-4M。反应式如下： H+ + NO3- + HS- = SO42- + NH4问：25和pH为8时，该水样中硝酸盐能否氧化硫化物？4A、B两个水样实测值如下（mg/L）：组分Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-NO3-A水样706518813102044B水样51098372120求：Na+ + K+、TDS、 盐度、总硬度、暂时硬度、负硬度。5请判断下列分析结果（mg/L）的可靠性，并说明原因。组分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-pHA水样5066018719618366.5B水样10207013364821448.86某水样分析结果如下：离子Na+Ca2+Mg2+SO42-Cl-CO32-HCO3-含量(mg/l)874815622892867203361.320试计算Ca2+的活度(25)。 7已知一水样（水温25）化学成分如下：组分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-H4SiO4含量（mg/l）11771092417123818348试问：（1）离子强度是多少？（2）根据扩展的Debye-Huckel方程计算，Ca2+和SO42的活度系数？（3）石膏的饱和指数与饱和率是多少？（4）使该水样淡化或浓集多少倍才能使之与石膏处于平衡状态？8已知温度为298.15K（25），压力为105Pa（1atm）时，S=10-1mol/l。试作硫体系的Eh-pH图（或pE-pH图）。9 简述水分子的结构。10试用水分子结构理论解释水的物理化学性质。11温、压条件对水的物理、化学性质的影响及其地球化学意义。12分别简述气、固、液体的溶解特点。第三章 地下水的无机化学成分1何谓硅质水和硅酸水？略述硅酸在各种天然水中的含量和存在形式。 2C1-为什么具有很强的迁移性能？它在地下水中的含量变化有什么规律？地下水中C1-的来源？ 3水中碳酸平衡时的存在形式与水的pH值有什么关系？是pH值决定碳酸的存在形式吗？ 4什么是硝化作用和去硝化作用？它们各在什么环境中进行？ 5地下水按pH值可分为几组？它们与哪些成分有关？ 6地下水中的铁在何种介质中以什么形式迁移？第四章 地下水中的有机物质及其地球化学意义1略述地下水中有机物质的主要来源及其分布规律。 2地下水中有机物质在油气形成中起什么作用？ 3略述有机物质对铀迁移和沉淀的影响。 4略述沉积成岩阶段水中有机质对铀富集成矿的影响。 5微生物的活动怎样对水体自净产生影响？第五章 水及水中元素的同位素成分1何谓同位素、同位素分馏系数和同位素效应？2自然条件下有哪些能引起同位素分离的作用？3水的同位素组成主要用什么方法来研究？它的单位和标准是什么？4略述天然水同位素组成的变化范围。5略述氢氧同位素常用的表示方法及标准。6硫同位素成分用什么标准来表示？略述地下水的硫同位素组成。7什么过程能引起硫同位素的强烈分馏？在什么情况下能最大限度地分馏硫的同位素？8自然界碳同位素成分的分馏过程有哪些？9沉积物的碳同位素成分由海岸向海洋方向有什么变化规律？它与什么有关？10次生方解石中碳的轻同位素是什么来源的？有几种？11略述硫的成因及其在天然水中的分布规律？12略述天然14C的产生及其循环。第六章 元素在地下水中的迁移和沉淀1元素以哪些形式溶于水中？2什么是胶体和胶体溶液？胶体的主要性质是什么？3何谓弥散作用？怎样判别元素在地下水中的迁移方式？4什么是标型元素？其标型程度取决于什么因素？5空气迁移标型元素有什么特征？根据它可区分哪几种氧化还原环境？6什么是水迁移系数和迁移强度差异性系数？7什么叫化学键？按其结合性质可分为哪几类？8什么是离子电位？按离子电位可将元素划分为几组？9什么是溶度积？它对元素的迁移有什么影响？。10什么是溶液的离子强度？根据离子强度天然水可分成几个类型？11什么叫氧化还原反应？pH对Eh有何影响？12什么是环境的氧化还原电位？怎样测定它？什么叫控制电位离子（元素）？13地下水中Eh的变化范围是什么？为什么？14什么是地球化学垒？根据地球化学垒的形成原因可划分出几种地球化学垒的基本类型？第七章 地下水化学成分的形成及其影响因素1什么叫溶滤作用？略述大气降水溶滤岩石形成溶滤水的过程？ 2什么是阳离子吸附交替作用？影响阳离子交替强度的因素是什么？ 3什么是水的混合作用？写出混合作用的数学公式（求矿化度公式及水的混合直线方程）。 4略述气候因素对形成地下水化学成分的影响？ 5构造运动对形成地下水化学成分有何影响？ 6什么叫岩石的离子盐类综合体？它包括哪些组分？ 7什么是地下水的扩散作用和渗透作用？它们之间有何不同？ 8略述温度和压力对地下水化学成分形成的影响作用。 9生物因素怎样影响地下水化学成分的形成？ 10略述开采地下水对地下水化学成分的影响。 11简述海成封存水化学成分的形成过程。 12略述承压水盆地地下水化学成分的形成过程。 13封闭地质构造中含石膏岩层或缺少有机质沉积岩层与正常海相沉积（含有机物质）含水层化学成分的形成有何区别？第八章 地下水的水文地球化学分带1略述中国潜水的纬度分带。 2何谓地下水水文地质动力分带？ 3对承压水盆地深层地下水的地质动力作用现在有哪两种不同的观点？ 4承压水盆地中地下水动力动态有哪几种主导类型？ 5什么叫承压水盆地的水文地球化学水平分带？影响水平分带的因素有哪些？ 6什么叫承压水盆地的水文地球化学垂直分带？垂直分带有几种类型？ 7略述承压水盆地地下水的气体分带规律？ 8略述基岩裂隙水（水文地质地块）的高程分带性？ 9潜水的纬度分带异常有几种？ 10承压水排泄源分为几种？它们各有什么特征？第九章 地下热水的水化学特征1.简述我国地下热水的主要类型。2.简述火山和近期岩浆活动型地下热水的分布特征。3.简述隆起带断裂构造型地下水热水分布特征。4.简述沉降带盆地型地下热水分布特征。5.简述隆起带地下热水形成的地质构造条件及其水化学特征。 6简述沉降带地下热水的地质构造特点及其水化学成分特征。 7简述近期岩浆活动型地下热水形成的地质构造条件及其水化学特征。第十章 地下水水文地球化学分类1略述地下水化学成分分类情况。 2地下水水文地球化学分类的基本原则是什么？ 3按水中气体成分地下水分为几组？简述各组水的主要特征。 4按水迁移元素将地下水分为几类？简述各类水的主要特征。 5地下水形成环境、化学成分和矿化度三者之间有何依存关系？ 6略述潮湿地区微矿化度酸性硅酸水（潜水）及含N2硅质热水的形成过程，单独列出这种水有何地质意义？ 7天然水pH值的变化范围及影响水中pH值变化的因素是什么？ 8简述地下水水文地球化学分类的表示方法。第十一章 地球化学模式简介1写出海水中方解石的质量作用方程。2假定水的活度为1，pH值为多少时CO2 = HCO3-? “” 表示活度。.3某一地区存在两层含水层，水化学分析组分如下（单位mmol/L）含水层Temp （C)pHCaMgNaKSi碱度(meq/L)ClSO4NO3-非承压含水层水16.7.481.071.070.520.010.154.240.40.050.02承压含水层水16.8.970.030.027.40.010.166.240.310.390.03问题：（1）如果各组分占单个元素总浓度的10%以上被认为是重要的，那么承压含水层中Cl，Ca，Mg，Na， Si和S元素的哪些组分存在形式是重要的？（2）根据组分计算结果填完下表含水层溶液方解石白云石石膏玉髓石英CO2分压饱和指数SI非承压含水层水承压含水层水（3）计算说明了哪些化学反应。4计算与模拟方解石在蒸馏水中的溶解量。第十二章 水文地球化学的研究方法 l略述水文地球化学野外调查方法及水文地球化学研究的一般程序。 2水文地球化学室内资料整理阶段一般要绘制哪些基本图件？ 3怎样利用氢、氧稳定同位素确定含水层的补给区或补给高度？ 4怎样利用硫同位素研究火山地区热水中硫酸根离子的成因问题？ 513C能解决水文地质中的哪些问题？ 6利用氚（3H）能解决水文地质中的哪些问题？ 7利用热力学方法能解决水文地球化学中的哪些基本问题？并论述其基本原理。 8略述古水文地球化学分析的主要内容。9. J.Ch.fontes 和B.Blavoux对法国埃维恩地区的泉水进了研究，该区大气降水的氧同位素的组成为：p-9.25；泉水样品的同位素组成为：s-10.55；泉水采样高程h385m；该区氧同位素高度梯度K-0.3/100m。根据上述同位素数据，试鉴别对埃维恩泉水补给区以下三种设想的真伪： 设想：玉木冰期的沉积在整个倾斜平原上是连续的，从山麓一直延伸到高原的高处，在标高800米左右的这个带上，细粒冰碛层厚度不超过10米(玉木冰期沉积上部较细，透水性较差，中部较粗，构成含水层，底部又较细)，因此，推断含水层的补给区就在这里。 设想：埃维恩含水层由大气降水补给，补给在整个高原表面上和倾斜平原上起作用，倾斜平面下部细粒冰碛层厚达80米。 设想：由前阿尔卑斯灰岩岩溶水补给，标高大于1000米。10. 江西崇仁马鞍坪地区不同高程浅层地下水D、18O组成，见下表：样号 18O D 高程H(米)M01 -5.93 -42.3 350M03 -5.15 -29.8 110M06 -5.57 -37.6 220M07 -5.78 -35.6 280M08 -5.70 -36.9 250我们已知，马鞍坪温泉的D-7.23，18O-44.1。请根据表中数据分析：（1）该区大气降水的D与18O的关系；（2）该区大气降水的D与18O值与高程的关系；（3）判断温泉水的可能补给高程。第十三章 水文地球化学的应用 1什么叫水文地球化学找矿标志？水