摘要：本文通过对某水源地的水样进行研究，从而对水样中的化学成分进行了对比分析。为了分析结果，对某水源地进行了样品采集，在采集过程中分出特殊组与普通组，通过组与组的离子比较，同一组的离子比较，对水样的化学成分进行了细致地分析，并采用单一变量法来控制变量，从而更好地得出结果。并且通过化学成分地对比分析，可以得出结论：两种离子的相关性是否显著与水样所在研究区内岩溶水的离子是否为主要离子有关系。
关键词：水样分析；化学成分；对比分析
一、水源地地质条件
此次采取水样的水源地位与A江流域B河支流的次级支流C河的中上游。此水源地的汇水能力比较强，并且地下水较为丰富。此水源地的地下水主要是依靠大气的降水，一般是通过岩溶的空隙进行补给，还有一部分是通过沟谷洪流垂直渗入补给的。如果没有处在可溶岩的分布区，那么大气降水将会通过其他的裂缝间隙而进行补给。水源地的地下水补给受到很多因素的控制，如气候、地形、岩性等。也正是因为岩性的差异，地下水的径流方式会有很大的差别，在可溶岩的分布区，地下水大多会汇聚在岩溶的裂隙中。
地下水的运动受到补给来源和途径等方面的控制，而且这种控制是十分严格的。在径流排泄区，沟谷洪流是从上游到下游这样缓慢运动的，并且逐渐地转化成基岩构造带岩溶裂隙水。地下水主要通过侧向流出和蒸发蒸腾这两种当时排泄。
二、水源地地下水化学特征
（一）表生带水地化学成分特征
表生带中的水和碳酸盐岩在作用的过程中，由于CO2较为充足，所以水对碳酸盐岩的溶解不再受CO2分压的控制了，可以不断地持续地溶解碳酸盐岩地方解石，从而导致水中HCO3-的浓度不断增加，而H+的浓度却在逐渐降低。再加上水本身的电解反应，使得电解出来的H+和OH-与其他矿物结合在一起，从而改变了水的原有化学成分。
（二）深层水的化学成分特征
当地下水处于的深度较大时，它不再仅仅是从岩石中被挤压出来，也不再仅仅起着溶解方解石的作用，再加上水的电解，H+和OH-不断地与新的矿物结合，促使着水的合成。深层地下水深度够深，所以深层地下水算是一个封闭的系统，因此大气中的CO2就无法加入反应。水与碳酸盐岩的反应在初期与岩石的组成成分相差不大，但是随着作用的不断发生，HCO3-和Ca2+的浓度开始明显地降低。反应初期时，CO2分压还是相对稳定的，但是随着反应的发生，CO2分压便会随之降低，因此水溶解碳酸盐岩的能力也会变得越来越弱，直到完全丧失这种能力。所以说，碳酸的平衡有力地控制着岩溶裂隙水的化学成分的形成和发展。
（三）不同水样的化学成分特征
本次研究共采取6组水样，其中一组为地表水样，5组为地下水水样。
地表水样采取的是C河的河水，从酸碱程度来说属于弱碱性水，水化学的类型为HCO3*SO4-Ca*Mg，它的矿化度由结果来看是320mg/L，属于淡水，HCO3-含量是170mg/L，SO42-的含量是61mg/L，而Ca2+是70mg/L，Mg2+的含量只有7mg/L。
相比之下，其他五组的水样结果明显与这一组的结果不同。五组水样的水化学类型与地表水一样，但是化学成分的含量却不尽相同。这五组水样的酸碱程度表明水样属于中性-弱碱性水，矿化度都小于500mg/L，也属于淡水，但HCO3-含量是200-350mg/L，SO42-的含量是12-120mg/L，而Ca2+是52-82mg/L，Mg2+的含量只有14-34.9mg/L。
水的化学成分不是必然的结果，会受到身边环境的影响。这个地球上本身存在的水和岩土发生反应产生了某些特定的化学成分，但是外来的因素也可能会影响到化学成分的形成。此外，水还要与大气之间进行交换，与生物圈进行交换，在交换的同时，化学成分也发生了改变，所以说，水源地的不同地方有各自特定的化学成分。
三、水源地水样化学成分分析
本次研究参与对比的化学成分共有7个，它们分别是：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-。由于K+和Na+的性质相差不大，同时它本身的含量也不够多，所以在比较时，二者可归为一类，所以在进行浓度对比时，实际上就只有6种离子。
6种化学成分进行两两对比，通过实验结果，可以对本次研究的水源地的化学成分有一定的了解。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结果表明，Ca2+和Mg2+、Mg2+ 和Cl-、Ca2+和HCO3- 这三对的相关系数很低，也就是说，这三对的相关性不显著，协同关系很弱，一个因素的改变不会对另一个因素造成明显的影响；剩下的12对离子浓度对比表明两者之间的相关系数较高，相关性较为明显。
本次的6个样品，有四组是岩溶水样，其中四组中有一组水样取样于河床之上，混杂了一部分C河的河水，还有两组是非岩溶水样，这也是在寻找岩溶性对于水样化学成分的影响。当三组特殊样品与普通样品对比之后，还要对普通样品进行另外分析，单一变量后，寻找不同条件下的不同结果。
（一）裂隙水（非岩溶水样）
裂隙水这一组的结果表明此水样的Mg2+浓度为16mg/L，与剩下的三组岩溶水样相比，它就显得浓度较少了，其他三组的数据是23-35mg/L，最少都相差了7mg，再比较HCO3-，其他三组岩溶水样的数据达到了255mg/L，最高的甚至达到了340mg/L，而裂隙水仅仅才200mg/L，岩溶水样的HCO3-浓度远比裂隙水的高。
（二）C河水（非岩溶水样）
这组水样的Mg2+浓度为7.2mg/L，而其他三组岩溶水样的浓度与上面提到的一样为23-35mg/L，相比之下，岩溶水样的Mg2+含量比C河水的含量要高很多，而C河水的HCO3-浓度是170mg/L，比裂隙水的含量还要低，因此本水样的Mg2+含量比岩溶水样相差很大。
（三）岩溶水（混合C河水）
此组水样Mg2+浓度为14mg/L，与上文提到的浓度相对比，本组水样的含量与其他三组相比较低，相差9mg以上，而混合C喝水的岩溶水样的HCO3-浓度是190mg/L，其他三组岩溶水样的HCO3-浓度远比本水样的浓度高。
通过以上三组各有特点水样与其余三组普通岩溶水样相比分析，可以轻易地发现，裂隙水、C河水河混合C河水的岩溶水的Mg2+和HCO3-的含量明显要比其他三组岩溶水低，这也是Ca2+和Mg2+、Mg2+ 和Cl-、Ca2+和HCO3- 这三对离子含量相关性不够明显的原因。
（四）普通三组岩溶水化学成分的对比
由新一轮的测试结果可知，普通样品出现了与之前不完全相同的结果，Ca2+和Mg2+、Ca2+和HCO3-这两对离子的相关性变高了，两者相关性开始显著了，但Mg2+ 和Cl-这一对离子的相关性仍然不显著，结果原因是Mg2+在研究区内为主要离子，而Cl-为次要离子。
此外，有一点值得关注，当6组一起对比时，Ca2+、HCO3-、Mg2+ 这三种离子和SO42-的相关性是明显的，但在三组普通水样的对比中，这三对的相关性变成了不显著，这说明了一个事情，研究区可溶岩的石膏含量较少，这与可溶岩本身的成分也是相符合的。
不同的水样进行对比的不同结果表明，两种离子的相关性是否显著与水样所在研究区内岩溶水的离子是否为主要离子有关系。
结论
不同的水源地，采取的水样对于结果是有一定影响的，本文针对的是C河的中上游水源。水源地化学特征表明水源地的不同位置会使得水源的化学成分不完全相同，如地表和地下水，由于条件的不同而使得化学成分不同。通过对六种离子的两两比较相关实验，可以发现离子的相关性是否显著是与此离子是否为研究区内的主要离子有关的，并且在不同的环境下，结果会有些许的不同，如选取裂隙水、C河水、混合C河水的岩溶水，同时再选取三组普通岩溶水，都是为了能够得到更进一步结果，使水样的化学成分的对比分析得更细致。
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论文作者:叶志源
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
标签：岩溶论文; 水样论文; 水源地论文; 化学成分论文; 地下水论文; 离子论文; 浓度论文; 《基层建设》2019年第4期论文;