水文地球化学课后思考题

复习题与思考题

1. 名词解释

（1）阳离子交换容量；

（2）弥散通量；

（3）水文地球化学；

（4）水动力弥散；

（5）弥散问题数学模型；（6）大陆效应；地下水污染；（7）碱度；

（8）酸度；

（9）硬度；

（10）永久硬度；

（11）暂时硬度；

（12）碳酸盐硬度；

（13）非碳酸盐硬度；

（14）生化耗氧量（BOD）；（15）化学耗氧量（COD）（16）物理吸附；

（17）化学吸附；

（18）离子交替吸附作用；（19）阳离子交换容量；

（20）同位素效应；

（21）同位素分馏；

（22）同位素交换反应；（23）射性同位素的半衰期；（24） TDS；

（25）全等溶解；

（26）非全等溶解；

2.思考并回答下列问题

绪论

（1）试说明水文地球化学的含义。

（2）试说明水文地球化学作为一个独立学科的发展历史。

（3）说明水文地球化学的研究意义。

第一章地下水的化学成分

（1）试说明水的结构特征。

（2）水有那些特异性质，试分别对其予以说明。

（3）地下水的化学成分有那几类，分别予以简要说明。

（4）通常有哪些方法可用来对水质分析结果进行检验？

（5）地下水化学成分的图示方法有哪些？试分别予以简要说明。

第二章地下水化学成分的形成作用

（1）怎样根据化学反应的自由能资料计算反应的平衡常数？

（2）水溶液中组分活度系数的计算方法主要有哪些？试说明其适用条件。

（3）试说明影响矿物在水中溶解度的因素。

（4）试分别说明纯水中石膏、萤石、石英、三水铝石溶解度的计算方法。

（5）试说明矿物稳定场图的绘制方法。

（6）试定性地说明为什么在CO2-H2O系统中水溶液显酸性，而在CaCO3-H2O系统中水溶液显碱性。

（7）已知H2CO3的一、二级电离常数分别为K a1和K a2，试导出CO2──H2O系统中：溶解碳总量为C T、氢离子浓度为[H+]时，H2CO3、HCO3-和CO32-含量的计算公式。若25℃时，K a1=10-6.35、K a2=10-10.33，试分析说明上述组分中那一种组分在什么样的pH区间内含量最大？

（8）在CO2分压（p）已知的CO2—H2O系统中，已知下述反应的平衡常数分别为CO2分压为10-3.5（atm），水的离子积为10-14，且上述反应均已达到平衡状态。试计算系统中各组分存在形式的含量及水溶液的pH值。

（9）对于下述的电极反应：

OX+n e ＝ RED

已知其电极电位可由下式计算：

式中：F为法拉第常数；R为气体常数；n为得失电子地数目；E0为标准电极电位，E0的计算

公式为：

试推导电极电位与电子活度之间的关系式，并据此说明电子活度的含义。

（10）试说明影响地下水氧化还原条件的因素主要有那些。

（11）已知某一水溶液体系中Ca2+交换土壤中Na+的选择系数为K Ca-Na，K+交换土壤中Na+的选择系数为K K-Na，试推导Ca2+交换土壤中K+的选择系数为K Ca-K。

（12）说明使用静态吸附试验确定吸附等温线的方法步骤。

（13）影响吸附作用的因素有那些？试分别予以说明。

第三章地下水中化学元素的迁移

（1）试举例说明水动力弥散现象及其形成机理。

（2）深入理解Vα、V与三者的不一致性及其与弥散现象的联系。

（3）在一般的渗流场中，能否安设一个适当的坐标系，使得渗流区内任一点上的都成为对角型，从而使有计算工作大为简化？

（4）有人认为弥散系数D ij与是多孔介质的物理参数，你觉得这种概念妥当吗？为什么？（5）根据一维弥散试验的综合结果可将弥散参数划分为那几个区段？试分别对各区段的弥散参数及渗流状态予以说明。

（6）已知各向同性介质中机械弥散系数的计算公式为：

式中δij为克罗拉格δ函数，定义为：

试根据该式写出笛卡尔坐标系中机械弥散系数6个独立分量的计算公式。

（7）试采用微元六面体的方法推导水动力弥散方程。

（8）水动力弥散方程可写为：

试用爱因斯坦求和约规将其展开，并说明在一维渗流三维弥散（取坐标轴方向与渗流方向一致）和二维渗流三维弥散的情况下，水动力弥散方程分别具有怎样的形式。

（9）有的文献在弥散方程（3-3-21）的右端加上了这样的源汇项（其中S为弹性释水系数，c s 是弹性释水中所含溶质的浓度）；在三维渗流、三维弥散中给出如下的弥散方程

（3-3-22）其目的是为了反映含水层弹性释水在溶质质量守恒关系中的作用。

你认为这些做法正确吗？为什么？

（10）有的文献在（3-3-22）式右端还加上了这样的源汇项（其中被解释为单位时间单位体积含水层所获得的越流补给量，是越流水中所含溶质的浓度，这一项被称为越流源汇项），试分析这种作法正确吗？为什么？

（11）求的问题是如何被划分为两种类型的？

（12）深入理解这个关系式在建立第二类边界条件中的作用，了解它的各种变态形式是如何推出的？

（13）弥散问题数学模型由那几部分组成？试分别予以简要说明。

（14）在模型（Ⅰ）中，若把t>0时在x=0处多孔介质一侧溶质不能立刻达到c0这种实际情况考虑进去，该处应采用怎样的边界条件才适合？

（15）若含水层长度为L，在x=L处渗流临空溢出，其余条件与模型（Ⅰ）相同，试建立相应的数学模型。若在x=L处毗邻未污染水体，试考虑该处的边界条件如何建立？

第四章同位素水文地球化学

（1）同位素组成的表示方法主要有哪几种？试分别予以说明。

（2）同位素平衡分馏有哪些基本规律？

（3）试推导水蒸汽恒温冷凝过程中的同位素Rayleigh分馏基本方程。

（4）试说明影响大气降水氢、氧稳定同位素组成的主要因素有哪些，它们是怎样影响大气降水的同位素成分的？

（5）不同成因地下水的氢、氧稳定同位素成分主要有哪些特征？

（6）试说明同位素方法可用来解决那些水文地质问题。

（7）根据地下水的氚含量怎样确定地下水的年龄。（8）试说明使用14C方法确定地下水年龄的主要的校正方法。

（9）地下水污染研究中环境同位素方法主要有哪些方面的应用？

第五章地下水污染

（1）什么是地下水污染？与地表水污染相比，地下水污染有什么特征？

（2）地下水的污染源有那些，试分别予以说明。

（3）城市固体垃圾填埋场中淋滤液的形成主要有哪些阶段？各阶段分别具有哪些特征？

（4）试述地下水污染的治理方法。

第六章水文地球化学模拟

（1）水文地球化学的主要模拟方法有哪些？它们分别用来解决什么样的实际问题？

（2）水文地球化学模拟一般需要哪些实测资料？

（3）什么是水文地球化学概念模型？怎样才能建立起合理的概念模型？

（4）水文地球化学模拟有哪些局限性？