湖泊及水库水的成分特征

湖泊是由河流及地下水补给而形成的。气候、地质、生物条件影响湖泊的水质，虽然湖水水质与补给来源的水质有密切关系，但二者化学成分可能相很远。流入湖泊和从湖泊流出的水量和水质、日照、蒸发强度等因素也影响湖泊水质。若水量较大，蒸发量相对较小，则湖水可保持较低含盐量而成为淡水湖，如鄱阳湖、洞庭湖、太湖等。若流入湖泊的水量较少，且大部或全部被蒸发，那么输入的溶解盐便在湖水中积累起来，形成咸水湖或盐湖。如内蒙雅布赖盐湖，湖水的总含盐量达316.5g/L。

各种天然水体的水质特点 各种天然水体的水质特点有哪些

各种天然水体的水质特点 各种天然水体的水质特点有哪些

淡水湖泊水中基本离子组成具有内陆淡水特点。水库为人工湖泊，一般为淡水湖，其水质状态与淡水湖泊十分近似。

在湖泊、水库、河口及近海水域常发生水体富营养化现象。天然水体富营养化本来是一种十分缓慢的自然形成过程，是水体衰老的一种现象。但随着工农业生产迅速发展、居住城市化，含有较多氮、磷营养物质的生活污水、工业废水和农田地表径流汇入湖泊、水库、河流河口及近海水域，在水体中积累，尤其是当碳、氮、磷之间达到一定比例时，水体中藻类大量繁殖，在表层水中形成巨大生物量，导致淡水水体中“水华”和海水中“赤潮”的发生，这就是常称的人为富营养化，是一种普遍的水污染。据我国对20个湖泊水的调查〔3〕，有13个处于富营养化，占65%，而且多位于我国东部平原，长江中下游的人口稠密区。

以上阐述了除地下水以外的其它天然水的化学成分特征。地下水化学成分特征要比上述天然水化学成分特征更复杂些，其基本面貌已在《水文地质学》一书中有过介绍，这里不再重复。

天然水有哪些特性？

水的自然特性概括地说主要是六组相互对应的矛盾概念的实体化,即多与少、好与坏、动与静、缓与急、早与晚、上与下等。简言之,多与少主要是对水的量化,好与坏亦是优与劣,主要是指水质,动与静和缓与急主要是指水的流动特性;早与晚主要是指水的时间分布;上与下主要是指水的空间

天然水体中,上层水体的特点

水量小无压性。天然水体中，上层水体的特点是水量小无压性，上层水体的密度大于下层水体的密度，且密度足够大，引发水体的上下层强对流。天然水是构成自然界地球表面各种形态的水相的总称。包括江河、海洋、冰川、湖泊、沼泽等地表水以及土壤、岩石层内的地下水等天然水体。

自然界中水的特性有哪些呢？

水的化学成分如果按质量百分比看，含有11.11%的氢和88.89%的氧。如果按体积来看，则有两份氢一份氧。单独存在的水分子叫作单水分子，水分子发生缔合可构成双水分子、三水分子等。水的特性包括沸点高、蒸发热大、热容高、反常膨胀、良好溶剂、能不断发生缔合等。水同其它物质一样，受热时体积增大，密度减小。纯水在摄氏零度时密度为999.87千克/立方米，在沸点时水的密度为958.38千克/立方米，密度减小4%。在正常大气压下，水结冰时，体积突然增大11%左右。冰融化时体积又突然减小。据科学家观测，在封闭空间中，水在冻结时，变水为冰，体积增加所产生的压力可达0个大气压力。这一特性对自然界和工业有重要意义。岩石裂隙在反复融冻时裂隙逐渐增大就是这个道理。地埋输水塑料管为防冻坏,一般要求一定的埋深（大于冻土层深度）。

水与地球很多物质一样，都有固态、液态、气态。但与其它物质不同，水是自然界中一种三态同时并存的物质。自然界中，高山顶部的积雪和极地的冰层都是固体状态的水，海洋、湖泊以及沼泽等地都由液体状态的水组成。而水分蒸发进入大气则通过气态水的形式进行。正因为如此，地球上不同状态的水才能互相转换，形成循环。同时，这一转换过程也造成了地球表面各种纷繁复杂的天气和气候现象。水的相变，水的气、液、固三种状态，这三种状态又称作水的三相。从水的三相图上可以看出，在一定温度和压力条件下，水的存在状态可以发生改变，称为相变。日常生活中，我们将℃称为水的冰点，低于这一温度，水将由液态变为固态，称为结冰。高于这一温度，水将由固态变为液态，称为溶化。同样，将100℃称为水的沸点，低于这一温度，水将由气态变为液态，称为凝结。高于这一温度，水将由液态变成气态，称为气化。

需要特别指出的是：以上事实仅在地表附近1个标准气压情况下才能成立。发果大气压力发生变化，水的冰点和沸点都会随之改变。在高原上，人们经常遇到食物煮不熟的情况，这是因为高原上气压低于1个标准大气压，水不到100℃就沸腾了。此时，为煮食物，就需要使用高压锅，使锅内压力增大，水的沸点就会随之上升到100℃。此外，水从固态变化到气态，也不一定要经液态阶段，在低于4.5毫米汞柱的极低压力下，水会在固态和气态间直接转换，不经过液态水阶段。当然，这种极低的压力在日常生活中是见不到的。在地球绝大部分地区，温度和压力都会使水主要以液体的形式存在。正因为这一特性，水才能够滋润万物，海洋才能成为生命的摇篮。

水分子彼此形成氢键，并且是极性的。水分子中氢的那一端带有正电，氧的那一端带有负电，正是这种极性使得一个水分子的氢与另一个水分子的氧相互吸引。这种极性允许其分离盐中的离子并且与其它极性物质如醇和酸牢固地结合，从而溶解它们。当极性物质放入水中时，其分子的正端被吸引到水分子的负端，反之亦然。这些性质导致溶质分子与水分子均匀混合。氢键还导致其具有许多的独特性质，例如具有比其液体形式更不致密的固体形式，相对较高的沸点(100℃)，以及较高的热容量。

我国天然地表水源和地下水源的特点

地表水（suce water）存在于地壳表面，暴露于大气的水。

地表水是河流、冰川、湖泊、沼泽四种水体的总称，亦称“陆地水”。它是人类生活用水的重要来源之一，也是各国水资源的主要组成部分。

大小河流的总长度约为42万公里，径流总量达27115亿立方米，占全世界径流量的5.8%。的河流数量虽多，但地区分布却很不均匀，全国径流总量的96％都集中在外流流域，面积占全国总面积的64%，内陆流域仅占4%，面积占全国总面积的36%。冬季是河川径流枯水季节，夏季则丰水季节。

冰川的总面积约为5.65万平方公里，总储水量约29640亿立方米，年融水量达504.6亿立方米，多分布于江河源头。冰川融水是河流水量的重要补给来源，对西北干旱区河流水量的补给影响尤大。的冰川都是山岳冰川，可分为大陆性冰川与海洋性冰川两大类，其中大陆性冰川约占全国冰川面积的80%以上。

湖泊的分布很不均匀，1平方公里以上的湖泊有2800余个，总面积约为8万平方公里，多分布于青藏高原和长江中下游平原地区。其中淡水湖泊的面积为3.6万平方公里，占总面积的45%左右。此外，还先后兴建了人工湖泊和各种类型水库共计8.6万余座。

沼泽的分布很广，仅泥炭沼泽和潜育沼泽两类面积即达11.3万余平方公里，三江平原和若尔盖高原是沼泽最集中的两个区域。大部分沼泽分布于低平而丰水的地段，土壤潜在肥力高，是进一步扩大耕地面积的重要对象。

表1 地表水环境质量标准基本项目标准限值 单位：mg/L

序号 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类

1 水温（℃） 人为造成的环境水温变化应限制在：周平均温升≤1 周平均温降≤2

2 p H值(无量纲) 6 - 9

3 溶解氧 ≥ 饱和率90%（或7.5） 6 5 3 2

4 高锰酸盐指数 ≤ 2 4 6 10 15

5 化学需氧量（COD） ≤ 15 15 20 30 40

6 五日生化需氧量（BOD5） ≤ 3 3 4 6 10

7 氨氮（NH3-N ） ≤ 0.015 0.5 1.0 1.5 2.0

8 总磷（以P计） ≤ 0.02(湖、库 0.01) 0.1(湖、库0.025) 0.2(湖、库0.05) 0.3(湖、库0.1) 0.4(湖、库 0.2)

9 总氮（湖、库，以N计） ≤ 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0

10 铜 ≤ 0.01 1.0 1.0 1.0 1.0

11 锌 ≤ 0.05 1.0 1.0 2.0 2.0

12 氟化物（以F-计） ≤ 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5

13 硒 ≤ 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02

14 砷 ≤ 0.05 0.05 0.05 0.1 0.1

15 汞 ≤ 0.00005 0.00005 0.0001 0.001 0.001

16 镉 ≤ 0.001 0.005 0.005 0.005 0.01

17 铬（六价） ≤ 0.01 0.05 0.05 0.05 0.1

18 铅 ≤ 0.01 0.01 0.05 0.05 0.1

19 ≤ 0.005 0.05 0.2 0.2 0.2

20 挥发酚 ≤ 0.002 0.002 0.005 0.01 0.1

21 石油类 ≤ 0.05 0.05 0.05 0.5 1.0

22 阴离子表面活性剂 ≤ 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3

23 硫化物 ≤ 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0

24 粪大肠菌群（个/L） ≤ 200 2000 10000 20000 40000

表2 集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值 单位:：mg/L

序 号 项 目 标 准 值

1 硫酸盐（以SO42-计）

2 氯化物（以Cl-计）

3 盐（以N计） 10

4 铁 0.3

5 锰 0.1

地下水

地下水（ground water）存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水。

广泛埋藏于地表以下的各种状态的水，统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。

根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。

上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。

潜水是埋藏于地表以下个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当潜水流出地面时就形成泉。

自流水是埋藏较深的、流动于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水。

根据埋藏条件可把地下水分为包气带水、潜水和承压水。

包气带水指潜水面以上包气带中的水，这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。

潜水是指存在于地表以下个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力水。它主要由降水和地表水入渗补给。

承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。它承受压力，当上覆的隔水层被凿穿时，水能从钻孔上升或喷出。按含水空隙的类型，地下水又被分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水是存在于岩土孔隙中的地下水，如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水。裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水。岩溶水又称喀斯特水，指存在于可溶岩石（如石灰岩、白云岩等）的洞隙中的地下水。

地下水是一个庞大的家庭。据估算，全世界的地下水总量多达1.5亿立方公里，几乎占地球总水量的十分之一，比整个大西洋的水量还要多！

地下水与人类的关系十分密切，井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。不过，地下水也会造成一些危害，如地下水过多，会引起、公路塌陷，淹没矿区坑道，形成沼泽地等。同时，需要注意的是：地下水有一个总体平衡问题，不能盲目和过度开发，否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。

赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带，上部是包气带 ，即非饱和带 ，在这里，除水以外，还有气体。下部为饱水带，即饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。地下水可开发利用，作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水，还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。在矿坑和隧道掘进中，可能发生大量涌水，给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中，潜水蒸发可能引起土壤盐渍化；在地下水位高，土壤长期过湿，地表滞水地段，可能产生沼泽化，给农作物造成危害。

地下水中分布最广的是钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根 7 种离子。地下水中各种离子、分子和化合物的总量称总矿化度 ，总矿化度小于1克／升的 ，称淡水，1～3克／升的 ，称微水，3 ～ 10克／升的，称咸水 ，10～50克／升的，称盐水，大于 50 克／升的，称卤水。地下水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类的含量称硬度，含量高的硬度大，反之硬度小。

绝大多数地下水的运动属层流运动。在宽大的空隙中，如水流速度高，则易呈紊流运动。地下水主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表水入渗补给，越流补给和人工补给。在一定条件下，还有侧向补给。地下水的主要有泉、潜水蒸发、向地表水体、越流和人工。泉是地下水天然的主要方式。

天然水的化学特征

天然水的化学特征是：河水的水化学特征是 Ca z+ > Na+ > Mg2+ ; HCO3->SO2-4>Cl一般河水呈现微酸性。在洪峰期间悬浮物含量增加,含盐量减少;枯水期则相反。细菌、藻 类及有机物在河水中含量也较高。

天然水对水源的要求相当苛刻。根据瓶装水协会的定义，天然水是指瓶装的，只需最小限度的处理的地表水或地下形成的泉水、矿泉水、自流井水，不是从市政系统或者公用供水系统引出的，除了有限的处理（例如过滤、臭氧或者等同的处理）外不加改变。

它既去除了原水中极少的杂质和有害物质，又保存了原水中的营养成分和对人体有益的矿物质和微量元素。健康水意味着去掉有害的物质而保留有益的矿物元素。天然水保存原水中人体必需的矿物元素，有利于保持水的自然生态结构，使之处于离子状态，易被人体吸收。

天然水是弱碱性水，是符合人体营养生理功能需求的“健康水”。广西巴马有据称有优质的天然水供应：巴水属于碱性离子水PH值7.38~7.95，氧化还原电位低（ORP）35~150MV，含有对人体有益的矿物质和微量元素。

特别是巴马地磁强度在0.45~0.5高斯之间，远远高于其它地区，在磁力线切割作用下，大分子团水被磁化成了小分子团六环水。