第3章 地下水的物理性质及化学成分
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工程建筑中地下水危害及防治工程建筑中地下水危害及防治摘要:地下水是很重要的水资源,对人类的水源提供具有很重要的意义,然而在工程建设中,由于地下水的特殊性和其化学成分,对钢筋混泥土具有很大的侵蚀性,对工程建筑有极大的作用和影响。
本文有针对性地提出了勘测、设计,施工等各阶段防治地下水的相关措施,以便有效地防范由地下水引发的工程事故。
关键词:地下水;化学分析;侵蚀性;工程建筑;防治一,地下水性质及对工程建筑的危害1地下水的物理性质由于地下水在运动过程中与各种岩土体相互作用,而岩土中的可溶性物质(很多是矿物)随水迁移、聚集,使地下水成为一种复杂的溶液,这种复杂的地下水溶液通常具有温度、颜色、透明度、气味、味道和导电性等等的物理性质。
2地下水的化学成分第一,地下水中常见的气体有:O2、N2、H2S、CO2等,地下水中气体分子能够很好地反映地球化学环境。
第二,地下水中含有的离子有:地下水中含量最多、分布最广的离子有七种,即:Cl-、SO2-4、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+。
第三,地下水中的化合物有:Fe2O3、Al2O3、H2SiO3等。
3地下水的主要化学性质由于地下水具有如上的物理性质和化学成分,因此在地下水中通常具有如下的化学性质:第一,地下水的矿化度。
水中所含离子、分子及化合物的总量称为水的总矿化度,低矿化度的水中常以含有HCO3-为主,中等矿化度水常以含有SO2-4为主;高矿化度的水常以含有Cl-为主。
高矿化度的水能降低水泥混凝土的强度,腐蚀钢筋等等。
第二,地下水的酸碱度。
地下水的酸碱度用水的PH值来表示,常温常压下当PH值小于5时,水为强酸性水;PH值在5—7之间为弱酸性水,PH值为7时,为中性的水;PH值在7—9之间时为弱碱性水;PH值大于9时为强碱性水。
第三,地下水的硬度。
通常情况下水的硬度按水中的Ca2+、Mg2+离子的含量的多少可以分为以下三种情况:(1)总硬度,它是指水在未被煮沸时Ca2+、Mg2+离子的总含量。
地下水的主要物理性质一、密度:质量密度的大小,决定于水中所溶解的盐类含量,水中溶解的盐分越多,其密度就愈大,有时可达1.2—1.3。
地下淡水的密度通常与化学纯水的密度相同。
二、颜色:决定于它的化学成分及悬浮于其中的杂质,含亚铁和硫化氢的水通常呈翠绿色;含氧化亚铁的水呈浅蓝绿色;含氧化铁的水呈褐红色;含腐植物的水呈桔黄色,褐色;硬度大的水呈浅蓝色;含悬浮物的水,颜色取决于悬浮物的颜色,其深浅决定于悬浮物量的多少。
三、味:决定于水中的化学成分,含NaCl的水,具有咸味;含NaSO4的水具苦味,含FeO的水具墨水味,含Fe2(SO4)3的水具锈味,有机质存在使水具甜味,含有重碳酸钙、镁及硫酸时则味美适口,一般水温在于20—300C时水的味道最明显。
四、决定于水中所含气体成分与有机物质。
含H2S时具有臭鸡蛋味,含FeO时具铁腥味,含腐植物时具鱼腥气味,一般400C时气味最明显。
五、透明度:决定于水中固定物质,有机质和胶体悬浮物的含量。
1、透明的:60cm水深可见3mm的粗线。
2、半透明的:微浑浊的,水深30cm可见3mm的粗线。
3、微透明的:浑浊的,小于30cm可见3mm的粗线。
4、不透明的:极浑浊的,水深很小,也不能清楚看见3mm的粗线。
六、温度:1、非常冷水:<00C2、极冷水:0—40C3、冷水:4—20 0C4、温水:20—370C5、热水:37—420C6、42—1000C7、沸腾的水:>1000C七、地下水的化学成分:矿化度:存在于地下水中的离子,分子及化合物的总量,称为水的总矿化度。
地下水按总矿化度分类名称淡水微咸水咸水盐水卤水总矿化度<1 1—3 3—10 10—50 >50 g/l地下水按酸碱度分类名称强酸性水弱酸性水中性水弱碱性水强碱性水PH值勤<5。
0 5.0—6.4 6.5—8.0 8.1—10 >10。
供水水文地质整理供水水文地质整理By Guo Xinzhang绪论1、地下水:埋藏在地表以下岩石空隙中的水称之为地下水。
2、与地表水相比地下水供水水源具有优势:P11)地下水在地层中渗透经过天然过滤,水质良好,一般不需净化处理2)地下水(特别是深层地下水)因有上部岩层作为天然保障,一般不易受到污染,卫生条件较好3)地下水水温较低,常年变化不大,特别适宜于冷却和空调用水4)地下水取水构筑物可适当地靠近用水户,输水管道较短,构筑物较简单,基建费用较低,占地面积也小5)水量、水质受气候影响较小,一般能保持较稳定的供水能力,因此在很多缺少地表水的地区(如干旱半干旱的山前地区、沙漠、岩溶山地),地下水常常是唯一的供水水源6)可以利用含水层调蓄多余的地表水,增加有效水资源总量,工业上还可以利用含水层的保温盒隔热效应,开展地面水的回灌循环,达到节能、储水、节水的目的3、我国总人口的75%引用地下水第一章地质基础知识一、地球的构造与形态1、地球赤道半径6378.16km,极半径6356.755km,两者相差约21.4km2、地球内圈特征:地壳(莫霍面)地幔(古登堡面)地核P33、外圈特征:大气圈、水圈、生物圈P44、地壳表面特征:最高:喜马拉雅山的珠穆朗玛峰,海拔8844.43m最深:太平洋的马里亚纳海沟,海平面以下11034m5、陆地地形:山地,丘陵,平原,高原,盆地,洼地P56、海底地形:大陆架,大陆坡,大陆基,海沟,岛弧,深海(大洋)盆地,洋中脊等7、地壳中的主要成分的硅、铝的氧化物二、矿物与岩石1、矿物的主要物理性质:晶形、颜色、光泽、条痕、硬度、解理和断口、相对密度等详见P8表格2、岩石的分类:P9岩石是在各种地质条件下由一种或几种矿物组成的集合体。
1)岩浆岩:P9岩浆沿着地壳岩石的裂隙上升到地壳范围内或喷出地表,热量逐渐散失,最后冷却凝固而成的岩石就叫岩浆岩,又称火成岩。
岩浆上升侵入周围岩层中所形成的岩石称为侵入岩,侵入岩又可分为深成岩和浅成岩两大类。
地下水的性质判断及在软基处理过程中的建议一、地下水的物理性质地下水的物理性质有:温度、颜色、嗅、味、透明度、放射性、导电性等几方面,而在常见的软基处理过程中地下水水质的好坏直接影响处理的效果。
地下水一般是无色的,有时由于含有某种离子较多,或者富集悬浮物质和胶体物质,可以显示出各种各样的颜色。
如含硫化氢的水,在氧化后由于有硫磺胶体生成,常呈翠绿色。
含氧化铁的水呈黄褐色。
含悬浮物质的水,其颜色决定于悬浮物质的含量多少。
含腐殖质的水多呈暗黄色。
见下表水中存在物质与水的颜色关系水中存在物质硬水低价铁高价铁硫化氢硫细菌锰的化合物腐植酸盐水的颜色浅兰灰兰黄褐暗绿红色暗红暗黄或灰黑地下水通常是无气味的,水中的气味取决于所含气体成分与有机物质。
硫化氢气体使水具有臭鸡蛋味,腐植质使水具有霉味,亚铁离子使水具有铁锈味。
水在各种温度下比重是不同的,纯水在4度时比重为1。
地下水的比重其决于溶解盐类的含量,溶解的盐类越多,比重就越大,一般地下水的比重接近1,海水、卤水、油田水的比重大于1.。
水的比重用比重计法测定。
二、地下水的主要物质成分和化学性质地下水是由各种无机物和有机物组成的天然溶液,从化学成分来看,它是溶解的气体、离子以及来源于矿物和生物胶体物质的复杂综合体。
、氮N2 、硫化氢H2 S、二氧化碳CO2。
地下水中的主要气体成分:氧O2、地下水中的主要离子成分:氯离子Cl、硫酸根离子SO24 、重碳酸根离子HCO3 、氮的化合物(NH4、NO2、NO3)、钠离子Na、钾离子K、钙离子Ca、镁离子Mg等等。
地下水的主要化学性质有酸碱度、硬度、总矿化度。
其中地下水按酸碱度pH值可分为7类,见下表地下水按pH值分类pH值名称<3 强酸性水3~5 酸性水5~6.5 弱酸性水6.5~7.5 中性水7.5~8.5 弱碱性水8.5~9.5 碱性水>9.5 强碱性水pH值是确定很多化学成分(硫化氢、二氧化硅、重金属等)能否存在于水溶液中的指标。