二、地下水的理化性质自然界中的水，无论是大气水、地表水或地下水，都不是化学纯水。就地下水来说，由于它参与自然界水的总循环，所以它具有相当复杂的化学成分，并呈现不同的物理性质。特别是地下水长期在岩石和土壤的空隙中埋藏和运动，必然要与周围介质（岩石、土壤）相互作用，不断地溶解介质中的可溶盐类人体等成分。同时，随着地下水在岩石和土壤空隙中的运移，其化学成分随时随地都在发生变化。因此，地下水是一种很好的天然溶剂，又是一种复杂的天然溶液。分析研究这种复杂溶液的物理性质和化学成分，对于阐明地下水的形成条件、变化规律、合理利用和防治地下水危害以及指导水文地球化学找矿，充实矿床成因理论等方面，都有着十分重要的意义。第30页，共80页，星期日，2025年，2月5日（一）地下水的物理性质地下水的物理性质包括温度、颜色、透明度、气味、味道、密度、导电性和放射性等。这里着重简介前五个方面。1．温度地下水温度随深度而异。近地表的地下水，其温度受气温的影响，具有周期性的变化：一般在日常温层以上，水温具有明显的昼夜变化。在年常温层以上，水温具有季节性变化；在年常温层，地下水温的变化很小，一般不超过0.1℃；而在年常温层以下，地下水温度则随深度增加而逐渐升高而成为增温层，其变化规律决定于一个地区的地热增温级。地热增温级是指在常温层以下，温度每升高l℃所需增加的深度，单位为，m/℃。各处地热增温级不同，一般为33m/℃。第31页，共80页，星期日，2025年，2月5日地下水温地区分布差异大。在新火山地区，地下水温可达100℃以上。例如在堪察加半岛、冰岛、日本等地一些喷泉都有这种情况。在寒带、极地以及高山地区，地下水的温度很低，有的可低至-5℃。在温带和亚热带地区的平原中，浅层地下水的年平均温度常接近所在地区的年平均气温，或稍高l－2℃。地下水在一定的地质条件下，因受地球内部热能的影响而形成地下热水。它通过一定的通道，例如，沿断裂破碎带、钻孔等上涌，致使地热增温级大大提高，这种地区叫做地热异常区。具有良好地质构造及水文地质条件的地热异常区，有可能形成富集大量地下热水或天然蒸汽的地热田。第32页，共80页，星期日，2025年，2月5日2．颜色地下水一般是无色的，但由于它的化学成分的含量不同，以及悬浮杂质的存在，而常常呈现出各种颜色。如含有三氧化二铁的水，多呈褐红色；含腐殖质的水，呈暗黄褐色。第33页，共80页，星期日，2025年，2月5日3.透明度常见的地下水多是透明的，但其中如含有一些固体和胶体悬浮物时，则地下水的透明度有所改变。为了测定透明度，可将水样倒入一高60cm带有放水嘴和刻度的玻璃管中，把管底放在1号铅字（专用铅字）的上面，打开放水嘴放水，一直到能清楚地看见管底的铅字为止，读出管底到水面的高度，即为其透明度。根据这种观测方法可以把水的透明度划为四级。（l）透明60cm的水深可以清楚地看见3mm粗的黑线；（2）微混浊30cm以上的水深，仍可清楚地看见这种粗线；（3）混浊30cm以内的水深才可清楚地看见这种粗黑线；（4）极混浊水深很小也不能清楚地看见这种粗黑线。第34页，共80页，星期日，2025年，2月5日4.气味一般地下水是无味的，当其中含有某种气体成分和有机物质时，产生一定的气味。如地下水含有硫化氢（HZS）气体时，则有臭鸡蛋味；有机物质使地下水有鱼腥味。5.味道地下水的味道取决于它的化学成分及溶解的气体。如含有大量的氯化钠（NaCI）使水有咸味；钠、镁的硫酸盐使水具有苦味；当溶解有较多的二氧化碳时，常有爽口的味道；含有适量重碳酸（Ca(HCO3)2）和重碳酸镁（Mg（HCO3）2），味道很可口，一般称为甜水。第35页，共80页，星期日，2025年，2月5日（二）地下水的化学性质这里着重介绍地下水的化学成分、矿化度和硬度。1.?地下水的主要化学成分由于地下水与岩石发生了相互的物理和化学作用，因此使地下水中溶有各种不同的离子、化合物分子以及不同的气体。地下水中最主要的离子有CI-，SO42-，HCO3-，CO32-以及H+，Na+，K+,Ca2+，Mg2+等。除此之外，也含有一些化合物，如铁、铝氧化物（Fe2O3，Al2O3）等。地下水中常含有某些气体和放射性元素，但是含量甚微。地下水的气体成分，主要有氧、氮、二氧化碳和硫化氢等。根据地下水化学成分可以寻找有用矿产，特别是放射性矿产。近年来在这方面已经取得了很大的发展，成为地球化学找矿工作的一个组成部分。如江西大盐矿的发现，水文地球化学探矿法在其中起了很大作用。第36页，共80页，星期日，2025年，2月5日2．矿化度