水文地质

水在地质中形成及存在的方式

发布于 2024-12-08 12:27:36

地质中水的存在形式主要包括以下几种‌：

‌岩石骨架中的水‌：

1‌.结晶水‌：以H2O的形式存在于矿物晶格中，是矿物固有组分之一，水含量一定，其数目与其他组分的含量成简单的比例关系‌。

结晶水是以中性水分子形式参加到晶体结构中去的一定量的水；在晶格中占有一定的位置，水分子数量与矿物的其他成分之间常呈简单比例。

不同的含水化合物有特定的脱水温度，绝大部分伴有显著的吸热效应；土壤中土粒所含的结晶水，不能直接参加土壤中进行的物理作用，也不能被植物直接吸收。晶体从溶液当中结晶时所析出时结合一定的数目的水分子，它原本是和其他化合物以分子的型态接和在一起的水，因此不具有水的特性，这类的晶体有水合氧化铁、氯化亚钴、硫酸铜晶体等。

沸石水‌：存在于沸石族矿物晶格中宽大的空腔和通道中的中性水分子，与其中的阳离子结合形成水合离子‌。沸石的形成过程涉及火山灰和火山岩与地下水的相互作用，经过长时间结晶和发展，形成具有多孔结构的沸石。这些沸石可以进一步溶解在水中，形成沸石水‌。

沸石水可以用来净化水质、去除杂质和工业应用。

结构水（化合水）‌：以(OH)-、H+或(H3O)+离子形式存在于矿物晶格中一定位置上，并有确定的含量比‌。

结构水，又称“化合水”，是指以离子形式（如H+、(OH)-、(H3O)+）存在于化合物或矿物晶格中的水。它主要分为三类：结晶水、层间水和狭义的结构水‌。

岩石空隙中的水‌：‌‌重力水‌：能在自身重力影响下运动的水，主要受重力影响，可以自由运动‌。
重力水又称自由水(free water)。岩土中在重力作用下能自由运动的地下水。它能传递静水压力，有溶解能力、易于流动。泉水、井水和矿坑涌水都是重力水，是水文地质学研究的主要对象。

毛细水‌：在毛细力作用下保持在细小孔隙构成的毛细管道中的水，通常在地下水面以上的土壤中广泛存在‌。
毛细水是靠水的表面张力部分或全部充满岩石或土层中毛细管水的形式。岩石中的所有毛管都充满水时，其含水量称为毛细容水量。毛细水还可以分出两种类型，一种是与地下水位没有联系的毛细悬着水，由大气降水的入渗获得，通常位于包气带上部；一种是毛细上升水，位于地下水面上，是地下水沿毛细管上升形成的。
‌固态水‌：岩石温度低于0℃时，孔隙中的液态水转化为固态水，常见于寒冷地带‌。‌固态水，也称为固体水，是一种生态环保产品，主要成分是水（H₂O），含有98%以上的水分。‌它与普通水不同，固体水在常温下不流动、不蒸发，即使在摄氏0℃也不会结冰，而在100℃也不会融化，外观类似有弹性的胶状体。固体水具有独特的性质，暴露在空气中不会蒸发，散布到土壤中也不会渗透，只有在植物根系周围的微生物土壤中才会发生生物降解，还原成自由水释放出来。‌
当人们说到固态水时，其实指的是水的固态形式，也就是在温度低于0摄氏度时，水的状态从液态转变为固态。在这种情况下，水的化学性质并没有发生改变，无论是固态、液态还是气态，都是水在不同的温度条件下的状态变化。因此，尽管固态水在日常用语中的表述有所差异，但从科学角度看，它本质上仍然是水。
气态水‌：在未饱和水的空隙中存在的气态水，既随空气流动，也遵循从水汽压力高的地方向低的地方流动的规律‌。
气态水是指水蒸气，它是水的气体形式。‌当水达到沸点时，水会变成水蒸气。在海平面一标准大气压下，水的沸点为99.974°C或212°F或373.15K。当水在沸点以下时，水也可以缓慢地蒸发成水蒸气。水蒸气在极低压环境下（小于0.006大气压）时，冰会直接升华变成水蒸气。‌
‌气态水是看不见的。‌虽然水蒸气是无色无味的，但它是肉眼不可见的。我们通常通过一些现象来感知它的存在，比如空气中的湿度、云的形成等。
这些水的存在形式在地质过程中起着重要作用，影响着岩石的物理和化学性质，以及地下水的流动和分布。