Visual Modflow模型在地下水污染模拟预测中的应用研究

选取中国东北部某地级市地下水源地补给区,研究地下水运动规律及水中所含污染物迁移转化规律,结合气象、水文、地质、水质等资料,在地下水水均衡计算的基础上,应用地下水有限差分软件Visual Modflow建立了地下水水流水质预测模型,并校正模型.提出的建议对研究区地下水多为战略用水,多属风险防控区,其次是需加强地下水环境准入,以生态红线标准管理,以及加快落实工业污染源、垃圾填埋场等污染防治责任.通过模型预测出未来一定时间段内的地下水流及水质变化情况,为当地政府提出地下水污染防治对策和措施提供了理论依据.     

基于GIS系统的地下水污染防治区划分研究

在收集评估区域范围内污染源荷载、水文地质参数和地下水功能价值等资料的基础上,应用GIS软件对黑龙江省某地级市进行了建城区地下水污染防治防控区划分,选取模型进行了污染源荷载评价、地下水脆弱性评价、地下水污染风险评价.结果得出,地下水污染防治优先控制区位于污染源荷载较高的中部、北部和中部及西南部的部分区域为地下水污染防治重点控制区、其它为一般控制区域.区划结果为当地政府需求和社会经济发展规划提出合理有效的污染防治对策和措施依据.     

工业项目地下水污染监测井布设方案的定量化研究

工业成品生产过程中各类装置所产生的污染源严重威胁着工业建设项目厂区及其周边地下水环境安全,对工业项目厂区及其周边地下水水质进行有效的监测则成为防控地下水污染风险的关键。以某石化项目为例,基于对研究区水文地质条件的剖析和概化,通过野外水文地质调查及现场试验获取水文地质参数,利用FEFLOW数值模拟软件建立研究区地下水三维非稳定渗流模型和溶质运移模型,分析预测设定工况下污染物随地下水的迁移规律,实现了地下水污染监测井布设方案在时间和空间尺度上的定量化分析,并提出了合理且有效的监控管理措施,可为工业项目地下水监测井的精细化布设提供参考。     

地下水潜在污染源危害性评价方法研究

地下水污染源危害性评价对地下水资源保护及地下水污染防控区划具有重要意义,然而现有区域尺度地下水污染源荷载危害性评价弱化了点源污染复合强度对地下水的影响.因此,为更准确地进行区域地下水潜在污染源危害性评价,引入污染复合强度要素.选取工业源、农业源、生活源、地表排污河、垃圾场和加油站为研究对象,构建以污染源种类、污染物排放量、污染源释放可能性、缓冲区半径和污染复合强度为指标的综合评价模型,采用层次分析法确定各类污染源权重,基于ArcGIS 10.2软件对沧州市进行地下水综合潜在污染源荷载危害性评价.结果表明:Ⅳ、Ⅴ级风险区面积为5 560.0 km2,占总面积的41.6%,主要位于沧州市中部、北部地区,其危害性受工业源影响最大;Ⅰ、Ⅱ级风险区面积为3 303.4 km2,占总面积的25.2%,主要位于沧州市东部地区.研究显示,该评价方法强化了点源污染复合强度对地下水危害性的影响,可为区域地下水潜在污染源危害性评价提供参考,对地下水资源保护及污染防控区划具有重要意义.      

Visual MODFLOW在露天矿地下水模拟中的应用

用Visual MODFLOW建立了某露天矿地下水数值模型,运用其跟踪模拟(MODPATH)子模块及溶质运移模拟(MT3D)子模块对该露天矿地下水的水质点示踪和三维污染羽进行了模拟,模拟结果有助于识别该矿露天开采对地下水污染的污染源及污染途径,为预测露天矿开采期间地下水位及水质的变化,采用的监测与预保护措施提供了决策依据。     

吉林市城区浅层地下水污染源识别及空间分布

为实现对吉林市城区浅层地下水污染源识别与管理,共收集吉林市城区2009年50个监测井的17项水质指标监测资料,通过因子分析法(FA)进行多元统计分析,提取5个公因子(F1~F5)作为影响浅层地下水水质的主要污染因子,然后找寻其对应污染源,同时利用因子得分绘制各污染源在吉林市城区地下水造成的污染程度及空间分布.结果表明:所选5个公因子分别代表:迁移-富集作用、含磷污染质排放、“三氮”污染因子、有机污染因子、原生地质环境因子,其中F1和F5又可称为环境影响因子,F2~F4为人类活动影响因子;城区内地下水污染源为生活污水、工业废水排放、工业废渣堆放及农业生产中化肥农药使用;各污染因子主要分布在江北区和中心区,且污染较为严重,而江南区污染分布最少,且污染最轻;计算城区内50个监测井地下水综合污染得分并作图,将吉林市城区浅层地下水的综合污染状况及分布可视化,其中江北区和中心区浅层地下水污染最严重,江南区地下水水质最好;依据F得分分布将区内地下水划分为3个区:禁止开采区、非饮用水区和饮用水区,为今后相关部门开发利用浅层地下水提供参考和依据.     

成都平原典型区地下水污染时空异质性及污染源分析

成都平原地下水是该地区生活、工农业生产用水的重要来源,但由于长期过量使用化肥,以及畜禽养殖、乡镇企业及生活污废水的无组织排放,已对该区地下水环境构成了威胁.本研究选取成都平原某典型城镇农村区进行不同时季地下水水质监测分析,并联合ArcGIS空间分析技术、相关矩阵分析和主成分分析(PCA),以揭示研究区地下水水质时空异质性、污染影响因素、潜在污染源及污染源时季变化规律.结果表明,研究区"三氮"(NO~-_3、NO~-_2、NH~+_4)、铁(Fe)、锰(Mn)、氯离子(Cl~-)、硫酸根离子(SO■)存在不同程度的超标,其中,氨氮(NH~+_4)超标最为突出;地下水中氨氮含量及"三氮"之间的转化主要受土地利用类型、地下水铁锰分布及含水层氧化还原条件的影响.PCA结果显示,农业活动、生活污水和工业排放是造成研究区地下水污染的主要影响因素,从春季到夏季地下水污染源由生活污染为主转向农业污染为主,冬季地下水污染源以生活和工业源为主.ArcGIS空间分析和PCA分析的结合,有助于探讨地下水水质及潜在污染源的时季变化规律,可为地下水环境保护、污染控制和减缓方案制定提供理论依据.     

基于PCA-APCS-MLR的地下水污染源定量解析研究

以中国东北地区典型工业基地沈阳浑河冲洪积扇为研究对象,采集区域内43个采样点水质样品,分析了16项地下水质关键指标,在水化学统计和水质分析确定水质等级及特征污染物的基础上,利用主成分分析(PCA)方法确定水质指标主要因子分类,运用Arc GIS软件刻画不同污染源的空间分布规律,利用绝对主成分得分多元线性回归受体模型(APCS-MLR)计算不同公因子对地下水质的贡献程度,并验证污染源解析结果的准确性.结果表明:研究区内地下水氮、磷和铁等元素超标严重,地下水水质演化受人类活动影响较大;4类主要污染因子分别是溶滤迁移作用因子(贡献率34.21%)、农业活动污染因子(贡献率20.13%)、地质环境背景因子(贡献率13.39%)和工业活动影响因子(贡献率8.97%),方差累计贡献率为75.64%;工业生产、生活污废水排放和农业生产中农药化肥使用是地下水主要污染源且多分布于沈阳西部、西北部和南部等地区,淋溶、迁移-富集作用和农业污染对地下水质影响较为明显,PCA-APCS-MLR模型预测浓度与实测浓度一致,该方法对于地下水污染源的计算分配具有良好的针对性,适用于地下水污染源解析.     

第二松花江流域地下水水质评价与保护措施

第二松花江流域(简称二松流域)位于我国东北吉林省境内,是东北地区的重要经济区.该流域地下水资源较丰富,因而构成工农业和生活用水水源的主要组成之一.区内大的市、镇及工矿企业都建在第二松花江两岸,工业和生活污染源除对地表水水质污染较重外,对地下水的水质亦有一定影响.为适应区域环境质量评价、污染预报及     

京津冀典型区域地下水污染风险评价方法研究

地下水污染风险评价是开展京津冀地区地下水污染防控工作的基础,对于保障京津冀地下水环境安全至关重要.为了有针对性地开展京津冀地区地下水污染防控工作,以京津冀地区内某典型区域为研究区,提出了一种基于HYDRUS-2D软件的地下水污染风险评价方法,并以研究区内特征污染物硝酸盐为对象进行地下水污染风险评价.结果表明:①研究区内地下水污染荷载主要受垃圾填埋场分布影响,其次为工业源和农业面源;②包气带结构类型不变的情况下,污染源荷载的变化只会导致进入含水层中的污染物浓度不同,不会改变包气带硝酸盐折减系数;③污染源类型、包气带介质岩性及厚度是造成研究区内地下水硝酸盐污染风险评价存在差异的主要原因.研究显示,采用基于HYDRUS-2D软件的地下水污染风险评价方法,能够有效地降低地下水污染评价过程中的主观性,对于确定京津冀地区地下水污染重点防控区域,提高地下水环境管理水平具有重要的参考价值.      

区域地下水污染预警：以巴伊盆地平原区为例

地下水污染预警是区域地下水污染防治的有效手段. 将地下水水质现状、地下水水质变化趋势和地下水污染风险三者耦合的地下水污染预警模型应用于巴里坤-伊吾盆地平原区,实现地下水水质状态预警和趋势预警相结合的区域尺度地下水污染预警研究. 采用基于综合权重的TOPSIS法进行地下水水质现状评价,通过计算得出的18眼原位地下水水质监测井的趋势度插值结果分析地下水水质变化趋势,利用迭置指数法将地下水脆弱性图、地下水污染荷载图和地下水功能价值图空间叠加得到地下水污染风险分布图. 结果表明,研究区地下水水质以良好和较好为主,且2011~2022年间呈稳定状态,地下水污染风险整体较低. 地下水污染预警级别整体较低,重警和巨警区分别占研究区总面积的16.4%和17.5%,主要分布在伊吾县的下马崖乡和巴里坤县的三塘湖镇北部、大红柳峡乡、大河镇,区域内出露的第四系沉积物以砂卵砾石为主,孔隙发育,透水性强,对污染物的截留和吸附能力较弱,工农业和生活产生的污染物易渗漏至地下水含水层,造成地下水水质较差和地下水污染风险较高,最终导致部分区域地下水污染预警级别高. 地下水污染预警研究为开展地下水污染修复提供重要的理论依据.     

基于变权欧式距离模型的阜新农村地下水质综合评价

为克服综合评价模型中因子权重定量的不确定性与主观性,体现出同一地下水质因子在不同地下水水源地评价单元中存在的差异性,采用地下水质因子污染贡献率确定各地下水质因子的权重,改进了欧式距离模型,建立了农村地下水源地水质评价的变权欧式距离模型,并以阜新市典型乡镇后新秋镇、苇子沟乡、哈尔套镇3个农村地下水水源地为评价对象,将2013年阜新市农村地下水水源地水质实测数据、标准数据规范化,运用数轴模型距离尺度进行地下水水质分割。评价结果与F值法结果基本吻合,变权欧式距离模型的距离尺度能够提高地下水水质评价结果的定量灵敏度,变权欧式距离模型具备一定的环境参数评价充分性、一致性及有效性。     

基于“生态水位-水质-水源地”协同作用的地下水环境风险评价方法研究

地下水生态水位、地下水水质和地下水水源地是地下水环境的关键敏感属性,而现有关于地下水环境保护的研究多侧重于污染风险评价,常忽视地下水生态水位作为环境要素综合风险的重要性.为突破以往地下水风险评价中以污染要素为主的现状,在区域尺度针对地下水污染及地下水水位变化导致地下水系统生态服务功能失衡等问题,提出以地下水生态水位、地下水水质和地下水水源地作为风险受体,综合研究地下水系统对地下水风险源的暴露途径及响应关系,采用地下水防污性能指数指征地下水环境的空间差异性,构建了基于“生态水位-水质-水源地”协同作用的GERRM模型（地下水环境相对风险模型,groundwater environmental relative risk model）,定量描述地下水污染和地下水水位突变耦合的地下水环境风险,并将建立的方法在下辽河平原进行案例研究.结果表明:①Ⅳ、Ⅴ级风险区主要位于化工企业、危险废物填埋场周围一定范围区域及沈阳市地下水水源地保护区和生态水位敏感性较高区,面积为2 107.33 km2,占总面积的8.93%.②Ⅰ、Ⅱ级风险区主要为农田种植区、林地种植区和农业城镇建设区,面积为17 704.51 km2,占总面积的75.01%.研究显示,GERRM模型适用于区域地下水环境风险评价,下辽河平原区化工企业、危废填埋场周围一定范围区域以及沈阳地下水水源地保护区相对风险最高,需采取相应的管理保护措施.      

京津冀地区地下水污染防治现状、问题及科技发展对策

地下水作为京津冀地区重要的战略水资源和饮用水源,其超采问题和环境质量恶化趋势一直未能得到有效遏制,严重危及该区域饮用水安全与可持续发展.为加快我国生态文明建设,落实《水污染防治行动计划》等国家重点战略,围绕改善京津冀地区地下水环境质量现状目标,分析了京津冀地区地下水环境存在的四点主要问题:①地下水污染严重,缺乏科学的风险管控与污染防治策略;②地下水污染源点多面广,污染监管体系亟待完善;③地下水污染分类治理技术集成创新与工程示范亟待开展;④地下水超采问题突出,迫切需要研发地下水安全回补技术.在此基础上,系统地梳理了京津冀地区已有的地下水环境管理基础,并提出“十三五”期间京津冀地区地下水污染防治的4个研究方向:①开展地下水污染特征识别与系统防治研究,完善京津冀地区地下水污染防治顶层设计;②突破地下水污染精确识别与优化监测技术,提升京津冀地区地下水环境监管能力;③研发技术经济最优的源头阻控与污染修复成套技术,提升污染场地地下水修复治理能力;④开展回补区适宜性与环境风险评估,建立协同高效的安全回补技术体系.研究成果可为提升京津冀地区的地下水环境质量管理水平、保障京津冀地区饮用水安全提供技术与管理支撑.      

地下水环境问题及其防治对策

地下水是中国北方城市重要的供水来源,地下水环境的好坏关系到国民经济的发展和人们身体健康。然而近年来地下水环境问题越来越严重,地下水污染,地下水超采等问题十分严重,严重制约着国民经济的可持续发展,威胁着人类生命的健康,同时也给环境带来了很大的压力。在前人研究的基础上,通过分析研究,总结了地下水环境恶化带来的问题,同时提出相应的解决措施,为国民经济可持续发展提供强有力的理论依据。     

唐山市农业区地下水垂向剖面中硝态氮污染的研究

当今农业地区灌溉施肥引起氮素对地下水的污染已成为人们普遍关注的环境问题.本文结合唐山市农业区的生产实际,应用LEACHN数学模型,对唐山市农业地区灌溉施肥条件下氮素在土壤中的迁移转化进行了模拟计算.所建立的地下水垂向剖面的二维水量水质模型,对典型剖面中地下水的硝态氮污染进行了模拟和分析.计算结果表明,唐山农业区灌溉施肥引起根区以下硝态氮渗漏损失可造成浅层地下水的污染.     

基于风险管理的区域（流域）地下水污染预警方法研究

地下水是我国重要的水资源,当前我国面临的地下水污染防治形势较为严峻.开展地下水污染风险评价及预警是预防地下水污染的有效措施,目前国内外有关地下水污染预警方面研究尚处于探索阶段,未形成一套完善的、可供借鉴的技术方法.本研究在分析不同尺度地区地下水污染预警工作需求的基础上,筛选出区域(流域)尺度地下水污染预警指标,包括地质介质防护性能、污染源特征、地下水动态及地下水价值因素四项指标,并利用指标叠置法建立了地下水污染预警模型.以包头平原区为例,开展了地下水污染预警研究,利用建立的模型划分了不同等级的地下水污染预警分区,研究成果可为当地地下水资源管理部门提供科技支撑.     

叶尔羌河流域平原区地下水污染风险评价

地下水污染风险评价是管理地下水资源和预防地下水污染的有效方法,采用DRSTIW模型对叶尔羌河流域平原区地下水脆弱性进行评价;采用因子分析对污染源解析量化,进行地下水污染负荷评价;采用兼顾开采价值和原位价值来估算地下水功能价值.采用熵权法和层次分析法确定综合权重,基于ArcGIS加权叠加功能生成地下水污染风险图.结果表明,研究区地下水脆弱性整体较高,地下水污染负荷和地下水功能价值整体较低,地下水污染风险整体偏低,高污染风险和较高污染风险区占研究区总面积的20.7%,主要分布在莎车县、泽普县、麦盖提县、图木舒克市和巴楚县西部等区域,含水层渗透能力强、地下水径流条件弱、地下水补给量模数大、植被覆盖率低和水岩相互作用强等自然条件加之频繁的人类活动如农业化肥的施用和工业、生活污水的排放等使得这些区域地下水污染风险较高.地下水污染风险评价为地下水监测网络的优化和地下水污染防治提供有力的数据支撑.     

中国正规、非正规生活垃圾填埋场地下水中典型污染指标特性比较分析

本研究基于1991—2018年期间的相关报道,通过单因子和內梅罗指数法、地下水质量评分法等方法及SPSS 24.0和Origin 2017等分析软件分别对我国正规、非正规生活垃圾填埋场地下水中的主要污染指标进行了评价,通过累计污染负荷比法分别对其进行了识别,并分析了正规与非正规填埋场地下水的污染特征与差异,以期为我国不同类型的生活垃圾填埋场地下水污染的修复和治理提供指导.结果表明:我国正规生活垃圾填埋场地下水中已报道检出污染指标共计89种,非正规共计93种;其中在非正规填埋场地下水中,有机物、无机盐以及重金属污染指标的数量都较之正规的更多.正规、非正规生活垃圾填埋场地下水中普遍性、局部性和点源性的主要污染指标差异明显,虽然两种不同类型的填埋场地下水中均普遍存在有机物(高锰酸盐指数)、无机盐(氨氮、氯化物、硝酸盐氮)和重金属(铁)污染指标,但是在非正规填埋场地下水中还普遍含锰和砷,局部含汞;在正规填埋场地下水中,普遍含汞,局部含锰.同时,我国正规、非正规生活垃圾填埋场地下水质量综合评分F值分别为7.69和8.11,都属于极差级别,表明无论是正规还是非正规填埋场,其地下水都已受到了严重污染,其中非正规的污染程度明显高于正规的.因此,生活垃圾填埋场对地下水的污染应引起社会的关注,尤其应加强对非正规生活垃圾填埋场地下水污染的修复和治理.