Метод треугольных координат (график Ферре)

Для отображения химического состава подземных вод удобно использовать метод равносторонних треугольников Ферре или метод треугольных координат [2].

На каждом графике-треугольнике Ферре можно показать соотношение трех компонентов (анионов и катионов), а при большем их количестве, близкие по химическим составам компоненты объединяются в родственные группы: например, калий с натрием (например, ∑Na⁺+K⁺), хлор с нитратным ионом и т.д. (рисунок 2.2, а).

Для выражения анионов используется один треугольник, а для выражения катионов - другой. При этом стороны треугольников разбиты на десять равных отрезков, через которые проводятся параллельные линии. Каждый отрезок соответствует 10 процентам содержания компонентов. Стороны треугольника принимают за нулевую линию, противоположные им вершины за 100 %. Точки, соответствующие содержанию компонентов в пределах от 0 до 100 %-экв разместятся на линиях 10, 20 и т.д., а при содержании компонентов 100 %-экв результат анализа займет вершину треугольника. Если какой-то компонент отсутствует, то результат его будет находиться на нулевой линии. По данному графику можно определить место подземных вод по классификации.

Условные обозначения: а) метод треугольных координат (график Ферре – треугольники анионного и катионного состава): б) метод прямоугольных колонок (графики-диаграммы солевого состава), где: m – содержание ионов, в %-экв. и мг-экв/л.

Рисунок 2.2 – Графические результаты отображения химического анализа подземной воды

При сопоставлении целого ряда анализов и выяснении генезиса вод с помощью треугольников Ферре можно раздельно выделять воды хлоридные, гидрокарбонатные и сульфатные, натриевые, кальциевые и магниевые.

В частности, в литературе сейчас встречается уже устаревшая, так называемая солевая форма выражения анализа в виде графика-прямоугольника (рисунок 2.2, б). Ионы на нем нанесены в порядке уменьшения растворимости. Однако в связи с тем, что процессы формирования химического состава являются значительно более сложными, нежели простое растворение, с генетической точки зрения эта форма выражения анализов не вполне корректна.

Химическую типизацию и классификацию подземных водпроводят, в основном, по макрокомпонентам.

В классификации, предложенной О.А. Алекиным, подземные воды разделены на классы, группы и типы в зависимости от преобладающих ионов и соответствий между главными ионами (рисунок 2.3). Преобладающим считается ион, содержание которого превышает 10 %-экв.

Рисунок 2.3 – Химическая классификация подземных вод

По преобладающему аниону выделены классы вод: гидрокарбонатных (НСО₃^-), сульфатных (SO₄^2-) и хлоридных (Сl^-).

По преобладающему катиону — кальциевую, магниевую и натриево-калиевую (натрий и калий рассматриваются совместно) группы.

По классификации О.А. Алекина, класс воды обозначается химическим символом по главному аниону (С, S, C1), группа — химическим символом по преобладающему катиону (Са, Mg, Na), тип обозначается римской цифрой. Например, С_II^Са означает: класс гидрокарбонатных вод, группа кальция, тип второй; Cl_III^Na — класс хлоридных вод, группа натрия, тип третий.