隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，各國(guó)在水電工程勘探中的競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加強(qiáng)，高新技術(shù)的應(yīng)用使得水電勘探更加便捷有效，在這個(gè)行業(yè)本身獲得了巨大的質(zhì)量提升的同時(shí)，也為國(guó)家節(jié)省了大量的經(jīng)濟(jì)資源，利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。對(duì)此，本文著重討論水化學(xué)分析方法在水電工程勘探中的應(yīng)用過(guò)程和效果。

1水化學(xué)分析法概述

水化學(xué)是一門(mén)研究天然水的化學(xué)成分及其分布和演變過(guò)程的學(xué)科，其研究的天然水分布涵蓋有時(shí)間和空間上的分布，其研究的內(nèi)容主要包括化學(xué)成分、水化學(xué)成分的形成以及水質(zhì)評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)、預(yù)警等方面。在具體的實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，水化學(xué)分析法主要結(jié)合地質(zhì)的裂隙資料來(lái)分析水化學(xué)的類(lèi)型和成分以及其在空間分布上的變化規(guī)律，還可以就水流的方向以及巖性變化特點(diǎn)展開(kāi)研究，對(duì)不同水型的特征也有很好的鑒別作用。

2水化學(xué)分析方法在實(shí)際勘探中的應(yīng)用原則

(1)水化學(xué)方法的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。實(shí)踐表明，關(guān)于地下水，由于其物理性質(zhì)與化學(xué)成分有著非常密切的聯(lián)系，在一定程度上，地下水的化學(xué)成分可以直接反應(yīng)其環(huán)境特性。因此，在利用水文地質(zhì)勘探手段研究地下水的化學(xué)成分時(shí)，首先要詳細(xì)了解地下水的物理性質(zhì)。一是監(jiān)測(cè)地下水溫度。在自然界中，在一定溫度下進(jìn)行很多化學(xué)變化，對(duì)水的化學(xué)元素的溫度和溶解度有一定的影響。其次，監(jiān)測(cè)水的導(dǎo)電率。地下水的導(dǎo)電率不僅反映了離子在水中的強(qiáng)度，還反映了總離子的構(gòu)成和溶解的無(wú)機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的能力。另外，測(cè)量水中的溶解氧作用。溶解氧濃度是其環(huán)境狀態(tài)的直接反映。最后，水質(zhì)對(duì)PH值的科學(xué)有效監(jiān)測(cè)。地下水的pH值容易受地下水中h濃度的影響，化學(xué)元素的轉(zhuǎn)移是影響pH變化的主要因素。(2)水化學(xué)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)分析。水的礦化度。在水的化學(xué)表征中，礦化度是水中所有化學(xué)成分(陰離子和陽(yáng)離子)的總和。礦化程度的差異反映了地下水性質(zhì)的差異。礦化度測(cè)試結(jié)果在0和1000mg/L之間時(shí)，表示水質(zhì)為淡水。鹽化程度超過(guò)10，000毫克/升，表明是鹽水。測(cè)量水質(zhì)鹽度，需要在水中分析各種化學(xué)元素，地下水中的化學(xué)元素是陰離子和陽(yáng)離子的濃度。陰離子和陽(yáng)離子不僅反映了水質(zhì)的化學(xué)成分，還能很好地顯示出不同水質(zhì)環(huán)境對(duì)水體的影響。

3水化學(xué)方法在水電工程勘探中的實(shí)際應(yīng)用分析

以下，對(duì)某水電站進(jìn)行分析，該水電站屬于高山峽谷地形，水流為S45°E~S62°E，水電站下游約1km為S45°E~S62°E，河兩岸谷坡在40~50度之間，河流多年有水，水流量大。水電站所屬的氣候區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均降水量在720mm左右，年平均氣溫在9℃度左右。(1)研究地區(qū)的地質(zhì)特征。在研究區(qū)，印山花崗巖砂巖變質(zhì)砂巖異質(zhì)巖主要發(fā)育在地層。地下水的類(lèi)型是松散復(fù)蓋物中的多孔堤和基巖裂縫水，這些都提供降水�；鶐r石體的含水和貯藏條件主要受風(fēng)化，控制卸載和結(jié)構(gòu)斷裂。該區(qū)域的花崗質(zhì)裂縫水主要發(fā)生在風(fēng)化裂縫和成巖裂縫中，變質(zhì)砂巖裂縫水主要發(fā)生在結(jié)構(gòu)裂縫中。孔隙水主要發(fā)生在斜坡、殘留物和河岸帶的積水層。(2)研究分析方法。水力發(fā)電站位于河流右岸，勘探平冬有高層平冬P6、中層平冬P7和低層平冬P5和P4，高度分別為2001、1687、1563和1571m，深度分別為113.6、579.4、418.6和208.3m。我們?cè)趯?shí)際勘探過(guò)程中主要采用離子比例分析法、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和同位素分析方法等研究措施。平洞顯示花崗巖、變質(zhì)石英砂巖和變質(zhì)石英砂巖的接觸帶。中高層主要是花崗巖，低層含有更多的砂巖玄武巖，如滴水點(diǎn)。通過(guò)收集研究區(qū)域地表水、通道水和出口水點(diǎn)水，進(jìn)行常規(guī)水化分析和D18O同位素測(cè)試，獲得地下水中的地下水化學(xué)數(shù)據(jù)。大部分地表水溫低于14℃，pH值高，通常在8.5以上。地下水主要指普通的水，即在隧道深度不同的地方取水或滴水。主要測(cè)試化學(xué)成分(Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO-3、SO2-4、Cl-)和礦化度。具體的水化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1。離子比分析是利用水化學(xué)成分、兩種成分或a2和幾種成分的比例研究水文地球化學(xué)問(wèn)題。在類(lèi)似水化學(xué)的TDS類(lèi)型的水樣中，水樣的比例可以用來(lái)反映水樣的差異。計(jì)算分析Ca2+/Na+和Ca2+/Mg2+，研究區(qū)Ca2+/Na+比地下水Ca2+/Na2+大得多。Mg<；2+通常是地下水以下的地表水。Ca2+/Na+比率在中層水平徑流方向最低，Ca2+/Na+比率在低水平徑流徑向上高/Mg2+地下水砂巖和接觸帶低于花崗巖。G2的Ca2+/Na+相對(duì)較高，與表面風(fēng)化裂縫區(qū)相通，地下水流速快。灰色關(guān)系分析用于分析判斷系統(tǒng)中主要行為因素與相關(guān)行為因素的接近度。為確定不同水樣與水體的相關(guān)程度，19個(gè)水樣(HCO-3、SO2-4、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+)通過(guò)灰色相關(guān)分析。相關(guān)因素行為數(shù)據(jù)如表1所示。從徑流區(qū)采集的地下水樣本G4和排泄區(qū)的地表水樣本S13具有良好的關(guān)聯(lián)度，為0.867，表示其研究區(qū)域的徑流條件良好，速度快的地表水S14和降水P19的關(guān)聯(lián)度為0.90，表示研究區(qū)域的地表水主要是降水的地下水樣品G9和地表水樣品S17之間的低水平面度關(guān)聯(lián)度為0.875，表示低水平地下水和雷聲通道地表水之間有密切的液壓連接。根據(jù)灰色相關(guān)分析，河溪右岸地下水化學(xué)類(lèi)型受徑流方向巖體風(fēng)化程度的影響，地表水接觸程度不同。

4綜合討論分析

高、中、低層地下水中宏觀組分的分析反映了地下水的水化學(xué)特性隨著巖性的變化、裂縫發(fā)育、地下水的交替和水巖的相互作用而變化。水分析結(jié)果可用于描述地下水與地表水之間的水力連接，為后期場(chǎng)地?cái)嗔褲B透率的模擬提供定性依據(jù)。水的化學(xué)成分和離子分析方法主要結(jié)合斷裂測(cè)量數(shù)據(jù)，分析水中化學(xué)成分和TDS的變化，揭示徑流方向的巖性變化特征和地下水徑流條件�？梢詤^(qū)分不同水質(zhì)的特點(diǎn)。灰色相關(guān)分析結(jié)果表明，河溪右岸地下水化類(lèi)型受徑流方向巖體風(fēng)化程度的影響，與地表水有著不同的關(guān)系�；�于地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)條件的斷裂測(cè)量，結(jié)合研究區(qū)典型地質(zhì)條件下水分布，水化學(xué)成分和同位素特征的分析，可以得出結(jié)論：隧道裂縫補(bǔ)給水，徑流和排泄條件，并對(duì)這種缺乏水文地質(zhì)條件的綜合分析，對(duì)山區(qū)水文地質(zhì)條件的分析特別重要。