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前言 1

绪论 1

第一章　地下水的化学成分 6

1.1　水的结构与性质 6

1.1.1　水分子的内部结构 6

1.1.2　水分子间的联接与排布 9

1.1.3　水的特异性质 10

1.2　地下水的化学成分 11

1.2.1　概述 11

1.2.2　无机物组分 13

1.2.3　有机物组分 14

1.2.4　气体成分 15

1.2.5　微生物成分 15

1.3.1　地下水质的综合指标 17

1.3　地下水质的综合指标及图形表示 17

1.3.2　水质分析结果的可靠性检验 21

1.3.3　水化学成分的图形表示 22

第二章　地下水化学成分的形成作用 25

2.1　化学热力学基础 25

2.1.1　热力学状态函数与平衡判据 25

2.1.2　各种形态物质化学势的表达式 26

2.1.3　化学反应与平衡 27

2.1.4　平衡常数的计算 28

2.1.5　非理想性的校正 29

2.2　溶解／沉淀作用 32

2.2.1　地下水系统固体物质的组成 33

2.2.2　溶解／沉淀作用及其对地下水化学成分的影响 37

2.3　碳酸平衡 50

2.3.1 CO2-H2O体系 50

2.3.2　碳酸盐的溶解平衡 54

2.3.3　其他离子的影响 60

2.3.4　方解石和白云石的非全等溶解 61

2.4　氧化还原反应与平衡 62

2.4.1　基本概念 62

2.4.2　氧化还原强度及水的稳定场 64

2.4.3　pE(Eh)—pH图 65

2.4.4　地下水系统的氧化还原条件及其影响因素 72

2.5　吸附解吸及离子交替吸附作用 75

2.5.1　固体表面的电荷 75

2.5.2　离子交替吸附作用 77

2.5.3　等温吸附方程 84

第三章　化学元素在地下水中的迁移 88

3.1　水动力弥散现象及机理 88

3.1.1　水动力弥散现象 88

3.1.2　弥散现象的机理与几个相关的概念 90

3.2　弥散通量与弥散系数 92

3.2.1　弥散通量 92

3.2.2　弥散系数 92

3.2.3　通过一维弥散实验综合成果分析弥散系数 96

3.3　水动力弥散方程 97

3.3.1　弥散方程的推导 98

3.3.2　关于源汇项 100

3.4　定解问题的类别与定解条件 103

3.4.1　溶质运移定解问题的类别 103

3.4.2　关于溶质条件（c）的定解条件 104

3.5　简单问题的解析解 108

3.5.1　半无限含水层中的一维问题 108

3.5.2　瞬时点状注入示踪剂的二维弥散问题 111

3.5.3　连续点状注入示踪剂的二维弥散问题 112

3.5.4　径向弥散 113

4.1 同位素基本理论 116

4.1.1　地下水中的同位素及分类 116

第四章　同位素水文地球化学 116

4.1.2　同位素组成及其表示方法 117

4.1.3　同位素分馏 118

4.2　天然水的氢氧稳定同位素组成及应用 124

4.2.1　大气降水 124

4.2.2　海水 129

4.2.3　地下水的同位素成分 129

4.2.4　氢氧稳定同位素在水文地质研究中的应用 133

4.3　放射性同位素及地下水定年 135

4.3.1　放射性衰变定律 136

4.3.2　放射性氚 136

4.3.3　14C定年 139

4.4.1　氮同位素及地下水的氮污染 144

4.4　地下水污染研究中环境同位素方法的应用 144

4.4.2　硼同位素的应用 147

4.4.3　13C、37Cl及含氯有机物的污染 148

4.4.4　垃圾填埋场淋滤液及气体的同位素特征 149

第五章　地下水污染 153

5.1　概述 153

5.1.1　地下水污染的含义与特征 153

5.1.2　地下水的污染源 155

5.1.3　地下水的污染物 158

5.2　几种常见地下水污染源的分析 160

5.2.1　城市固体垃圾填埋场 160

5.2.2　工业垃圾填埋场及液体废弃物的处置 164

5.2.3　污水处理 170

5.2.4　农业及其他非点源污染 175

5.3　地下水污染的治理 180

5.3.2　物理化学方法 181

5.3.3　生物净化法 181

5.3.1　换土法 181

5.3.4　人工补给方法 182

5.3.5　抽水处理系统 183

5.3.6　水力截获技术 183

5.3.7　污染含水层净化实例 188

第六章　水文地球化学模拟 191

6.1　水溶组分平衡分布计算 191

6.1.1　水溶组分平衡分布计算的含义 191

6.1.2　水溶组分平衡分布计算的基本方程 193

6.1.3　方程的求解 197

6.1.4　计算实例及结果分析 199

6.1.5　常用模拟软件简介 202

6.2.1　模拟方法概述 203

6.2　质量平衡模拟 203

6.2.2　算例分析 204

6.2.3　常用模拟软件介绍 210

6.3　其他模拟方法简介 210

6.3.1　化学反应途径模拟 211

6.3.2　物质输运模拟 212

6.4　水文地球化学模拟中的几个问题 212

6.4.1　模拟对资料的要求 212

6.4.2　水文地球化学概念模型的建立 215

6.4.3　水文地球化学模拟的局限性 217

参考文献 219

附录Ⅰ 225

附录Ⅱ 230

附录Ⅲ 232

附录Ⅳ 234