地下水资源质的评价
地下水资源评价包括水质评价和水量评价两个方面,而且水量评价必须在水质满足要求的前提下才能进行分析研究。地下水资源质的评价,就是通过对地下水中各种离子、分子、化合物和游离气体的量的分析,针对不同用户对水质的要求,评价地下水的可用性。不同用途和目的(如生活饮用水、农田灌溉用水、工业用水、工程建筑用水等)对水质要求不同,因此都规定出各种成分含量的一定界限,这种数量界限称为水质标准。
(一)水质分析表示方法
水质分析结果一般是用各种形式的指标值及水化学表达式表示。
1.离子含量指标
2.分子含量指标
溶解于地下水中的气体和胶体物质如CO2、SiO2 等,其含量一般用mg/L、mmol/L表示。
3.综合指标
反映地下水主要化学性质的指标有pH值、酸碱值、硬度和矿化度。
(1)pH值pH=-lg〔H〕+,它反映了地下水的酸碱性。pH<7 为酸性水,pH=7 为中性水,pH>7 为碱性水。
(2)酸度和碱度酸度是指强碱滴定水样中的酸至一定pH值的碱量。地下水酸度的形成主要是水中未结合的二氧化碳、无机酸、强酸弱碱盐及有机酸。碱度是指强酸滴定水样中的碱至一定pH值的酸量。
(3)硬度指水中钙、镁和其他金属离子(碱金属除外)的含量。分为总硬度、暂时硬度(水煮沸后,呈碳酸盐形态的析出量)和永久硬度(水煮沸后,留于水中的钙、镁盐的含量)。总硬度等于暂时硬度与永久硬度之和。
表4-8 地下水按矿化度分类
(4)矿化度地下水中含有离子、分子与化合物的总量称为矿化度。通常用110℃的温度将水烘干,测其所得干固残余物的数量来确定。地下水按矿化度分类见表4-8。
(二)各种不同的用水水质评价
国家或地方有关部门规定的各种水质标准,是依据不同用户的实际需要而制定的,它是水质评价的依据。
1.饮用水水质标准及水质评价
饮用水的水质,是从地下水的物理性质(感官性状)化学成分(包括普通盐类与有毒成分)和微生物(细菌)成分三个方面进行评价的,其中非常重要的是判明地下水的污染标志。作为饮用水,首先要求是不允许受到污染,它应是无色、无味、无嗅,不含肉眼可见物,清凉可口,不含对人体有害的元素及微生物、病源菌,具体评价项目与标准见表4-9。
2.灌溉用水水质标准及水质评价
灌溉水的水质,是以地下水的水温、矿化度和盐类成分三个方面进行评价的,有时也考虑水的pH值和水中有毒元素的含量对农作物和土壤的影响。作为灌溉水,水温不宜过高或过低,北方小麦以10~15℃为宜,南方水稻以15~25℃为宜;矿化度一般不超过1~2 g/L,最大不超过5g/L,具体评价项目与标准见表4-10。
表4-9 生活饮用水质标准(GB5 749—85)
* 试行标准。
表4-10 农田灌溉水质标准(GB5084—92)(mg/L)
3.工业用水水质标准及水质评价
工业用水的水质评价不能制定通用的标准,因为各工业项目对地下水水质有不同的要求。应当注意的是,当工业用水与生活饮用水的管道合并时,要按照生活用水标准评价。如果各种工业项目使用同一水源时,要按照水质要求较高标准评价。不同工业用水水质标准见表4-11。
表4-11 13种工业用水水质标准
(引自《给排水设计手册》第一册,中国市政工程设计院主编,1986.7)
4.工程建筑用水的水质评价
地下水对工程建筑物的腐蚀破坏,主要表现为水对混凝土和金属材料的分解性侵蚀(包括酸性侵蚀、碳酸侵蚀)、结晶性侵蚀和分解结晶复合性侵蚀。
当地下水的pH<5~6 时,水呈酸性,水中游离H+、H2S、H2SO4(硫酸)和溶解O2便会对混凝土中的金属材料(如钢筋)产生强烈的水解和氧化作用,使其腐蚀、锈蚀而破坏;当地下水中含有较多侵蚀性CO2 时,它能溶解和溶滤水泥的某些成分(如CaO等),使混凝土结构遭受破坏,如成昆铁路白家岭隧洞拱圈被地下水侵蚀得像豆腐渣一样;当地下水中含量高时,水渗入到混凝土内,
与水泥的某些成分发生水化作用,形成新的易膨胀的化合物,使混凝土胀裂破坏。
表4-12 环境水腐蚀判定标准
(引自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99)