9.3. Классификации подземных вод по химическому составу


До настоящего времени не существует универсальной, генетически обоснованной классификации состава подземных вод, учитывающей все многообразие его ингредиентов в различных формах и состояниях. Нет такой универсальной классификации и для химического состава подземных вод. В то же время в связи с необходимостью систематизации гидрогеохимических данных для оценки возможности практического использования подземных вод в хозяйственно-питьевых, лечеб
ных, промышленных или иных целях, а также для исследования общих закономерностей их формирования разработано большое число различных (общих, региональных, прикладных) классификаций. Авторами их являются ученые, работавшие в области гидрогеохимии: О.А. Алекин, М.Г. Валяшко, В.И. Вернадский, В.В. Иванов, А.М. Овчинников, К.Е. Питьева, B.C. Самарина, В.А. Сулин, Н.И. Толстихин и др.
Среди общих классификаций подземных вод по химическому составу B.C. Самарина (1977) выделяет две крупные группы: чисто химические и с элементами генетической основы.
К первой группе относятся классификации, базирующиеся на принципе преобладающих ионов. Основным классификационным признаком является фактическое содержание компонентов состава без (или почти без) какой-либо генетической интерпретации. Примерами могут служить уже упоминавшиеся формулы Курлова и ионного состава, а также разнообразные графики-квадраты. Последние представляют собой сетку в координатах «анионы - катионы» (в различных сочетаниях), каждый элемент которой (класс) соответствует определенному соотношению между преобладающими ионами и имеет свой номер. Число классов - от 36 (А.А. Бродский) до 625 (О.С. Джи- кия) - определяется количеством возможных сочетаний ионов.
Примером второй группы является классификация В.А. Су- лина (1948) для нефтяных вод, в соответствии с которой типы химического состава выделяются не по фактическому преобладанию ионов, а по значениям специально вычисленных коэффициентов r - соотношений ионов в мг-экв/дм3 (табл. 10). Коэффицент r ставится перед символом в том случае, если содержание какого-либо иона выражают в эквивалентной форме. Эти соотношения получили наименование генетических коэффициентов. При этом наименования четырех основных химических типов воды не соответствуют фактическому химическому составу. К сульфатно-натриевому (I) и гидрокарбонатнонатриевому (II) химическим типам относятся воды со значениями коэффициента r(Na-Cl)/rS04 соответственно меньше или больше единицы. Содержание натрия в этих водах превышает содержание хлора, что допускает возможность формирования сульфатных (I тип) или сульфатных и гидрокарбонатных (II тип) соединений натрия. Считается, что эти химические типы свойственны водам континентального генезиса. Хлоридно-магние- вый (III) и хлоридно-кальциевый (IV) типы характеризуются соответственно меньшими или большими единицы значениями коэффициента r(Cl-Na)/rMg, при этом считается, что наличие в составе воды хлорида магния (III тип) свидетельствует о ее морском генезисе, а хлорида кальция (IV тип) - о метамор- физации состава, свойственной наиболее глубоким, в частности нефтяным, водам. В.А. Сулиным разработана графическая диаграмма, позволяющая учесть и множество дополнительных подтипов воды.
Таблица 10
Коэффициенты, характерные для генетических типов подземных вод (по В.А. Сулину)

Тип вод

rNa+/rCl-

r(Na+-Cl-)/rS042-

r(Cl--Na+)/rMg2+

Сульфатно-натриевый (I)

gt; 1

lt; 1

-

Гидрокарбонатно-натриевый (II)

gt; 1

gt; 1

-

Хлоридно-магниевый (III)

lt; 1

-

lt; 1

Хлоридно-кальциевый (IV)

lt; 1

-

gt; 1

К недостаткам классификации Сулина можно отнести, во- первых, то, что типы вод в большей степени связаны с природной обстановкой формирования того или иного химического состава, чем с историей образования компонентов в течение геологических периодов, во-вторых, невозможность определения типа вод в том случае, если коэффициенты равны единице, в-третьих, отсутствие типа кислых вод.

Классификация О.А. Алекина (1946), разработанная для природных вод и применяемая к подземным, имеет промежуточный характер, поскольку вода относится к определенным классу и группе в соответствии с преобладающими анионом и катионом, а далее по коэффициентам - к одному из четырех (I-IV) генетических типов (рис. 19).
Все природные воды по преобладающему аниону делятся на три класса: гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. Как указывает О.А. Алекин, выделенные три класса дают в общих чертах представления о гидрохимическом облике воды. К гидрокарбонатному классу относится большая часть маломинерализованных вод рек, озер и некоторые подземные воды. Класс хлоридных вод включает преимущественно высокоминерализованные воды океана, морей, соляных озер, подземные воды закрытых структур и пр. Воды сульфатного класса по распространенности и значению минерализации

являются промежуточными между гидрокарбонатными и хлоридными. Генетически они связаны с различными осадочными породами.
Каждый класс делится О.А. Алекиным по преобладающему катиону на три группы вод: кальциевую, магниевую и натриевую. Каждая группа, в свою очередь, подразделена на четыре типа вод, определяемых соотношением между ионами в эквивалентах.
Для обозначения классов, групп и типов в данной классификации применяются символы. Класс обозначается символом соответствующего анионагруппа - символом катионатип - римской цифрой.

Символы пишутся следующим образом:              (гидрокарбонат
ный класс, группа кальциевая, тип второй), (сульфатный класс, группа натриевая, тип второй) или, для более сложного состава,(сульфатно-хлоридный класс, группа нат
рия и магния, тип третий). Второй анион или катион вводится в индекс в том случае, если его содержание лишь немного (в пределах 5% в пересчете на количество вещества эквивалента) уступает первому иону.
Кроме того, к индексу добавляются значения минерализации (внизу, с точностью до 0,1 г/л) и общей жесткости (вверху, с точностью до целых единиц количества вещества эквивален-

та в миллимолях на литр), например C
бонатный, группа кальциевая, тип второй, минерализация 0,4 г/л, жесткость 5 ммоль количества вещества эквивалента на 1 л; более кратко эту воду можно назвать так: гидрокарбонатная кальциевая второго типа). К недостаткам классификации относятся следующие: нарушен принцип соподчинения, так как тип является высшей таксономической единицей, объединяющей классы, а не наоборот; кислые воды (четвертый тип) не вписываются в рамки классификации, так как в подобных водах присутствуют в относительно больших количествах ионы тяжелых металлов; отсутствует тип вод, соответствующий хлоридно-магние- вому (по В.А. Сулину), что несколько сужает потенциальные возможности применения данной классификации для характеристики нефтяных вод, поверхностных и подземных рассолов.
Существуют классификации вод с учетом газового состава и обстановок формирования (А.М. Овчинников), бальнеологических компонентов (В.А. Александров, В.В. Иванов и Г.А. Не- враев) и многие другие.
<< | >>
Источник: Ю.А. Гледко. Гидрогеология. 2012

Еще по теме 9.3. Классификации подземных вод по химическому составу:

  1. § 5. ИСТОЧНИКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
  2. § 4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
  3. § 8. ОСАДКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
  4. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
  5. Промышленная классификация вод и систем водоснабжения
  6. Глава седьмая КЛАССИФИКАЦИЯ СОСТАВОВ ПРЕСТУПЛЕНИЯ
  7. § 4. Классификация (виды) составов преступления
  8. 8.2. КЛАССИФИКАЦИЯ И УЧЕТ ЛИЧНОГО СОСТАВА
  9. Химическое загрязнение
  10. § 6. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ II ЗЕМЛИ
  11. 4.4. ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО И ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСОВ