A proposed new diagram for geochemical classification of natural waters and interpretation of chemical data

Abstract

 A new hydrochemical diagram is proposed for classification of natural waters and identification of hydrochemical processes. The proposed diagram differs from the Piper and expanded Durov diagrams in that the two equilateral triangles are omitted, and the shape of the main study field is different. In addition, the proposed diagram can be constructed on most spreadsheet software packages. The proposed diagram is constructed by plotting the difference in milliequivalent percentage between alkaline earths and alkali metals, expressed as percentage reacting values, on the X axis; and the difference in milliequivalent percentage between weak acidic anions and strong acidic anions, also expressed as percentage reacting values, on the Y axis. The milliequivalent percentage differences from the X and Y co-ordinates are extended further into the main study sub-fields of the proposed diagram, which defines the overall character of water. Examples of hydrochemical analyses of groundwater are given from Karnataka, India, for each of the three types of diagrams, illustrating the applicability of the proposed diagram in four case histories having different hydrogeochemical aspects. A comparison indicates that the proposed new diagram satisfies the basic requirement for a suitable classification of natural waters, and it also can be effectively used for studies of hydrochemical processes.

Résumé

Un nouveau diagramme hydrochimique est proposé dans le but de classer les eaux naturelles et d'identifier les processus hydrochimiques. Ce diagramme est différent des diagrammes de Piper et de Durov étendu par le fait que les deux triangles équilatéraux sont éliminés et que la forme du principal domaine d'étude est différente. En outre, le diagramme proposé peut être construit à l'aide de la plupart des tableurs. Ce diagramme est construit à partir de la différence en pourcentage des milliéquivalents entre les alcalino-terreux et les alcalins, exprimés comme des teneurs en réaction en pourcentage, sur l'axe des X, et de la différence en pourcentage des milliéquivalents entre les anions d'acides faibles et les anions d'acides forts, exprimés aussi comme des teneurs en réaction en pourcentage, sur l'axe des Y. Les différences en pourcentage des milliéquivalents des coordonnées X et Y sont par la suite étendues dans les principaux sous-domaines d'étude du diagramme proposé, qui définit le caractère d'ensemble de l'eau. Des exemples d'analyses hydrochimiques d'eaux souterraines, provenant de Karnataka (Inde) sont données pour chacun des trois types de diagrammes, pour illustrer l'applicabilité du diagramme proposé dans quatre cas présentant des aspects hydrochimiques différents. Une comparaison indique que le nouveau diagramme proposé satisfait aux conditions de base pour une classification des eaux naturelles et qu'il peut aussi être utilisé efficacement pour l'étude des processus hydrochimiques.