地下水污染的数值模拟及应用实例

地下水由于是赋存在地下孔隙介质中,人们不可能象对待地表水那样,可以直接从水的气味,颜色等现象迅速发现和判断水质是否异常以及污染的范围,而只能通过监测孔的水样分析来了解。但是,监测孔分布的密度是有限的,地下水流速又很小,所以一旦发现水质异常时,污染范围已经扩大,污染历时已经很长了。地下水污染的这样一种特殊性质使得水质模拟技术的应用显得更加重要。地下水污染的数学模拟方法中包括有黑箱模拟方法,理论解析解方法和数值模拟方法,其中以数值模拟方法应用最为普遍。本文讨论地下水污染数学模型和数值模拟方法以及有关研究动态,并就一具体实例说明数值模拟的应用。     

应用数理统计进行沈阳地区地下水化学污染综合分类的初步探讨

地下水在天然状态下的水化学分类方法很多,中外学者已有许多专门论著。近几年来我国环境科学飞跃发展。环境地质学这门新兴学科,作为环境科学的分支也在不断发展,本理论不断充实。同时进行了地下水水质污染调查和水质监测工作,并积累了大量的环境质,特别是地下水水化学污染方面的参数与数据。但是如何充分利用这些丰富的参数与据,进行科学地、系统的整理,综合分析,对地下水水质污染状况作出较客观地科学地价,为环境质量评价提出地下水水质评价依据,进而为治理和改善地下水的污染状况,保     

“看不见的污染”呼唤看得见的责任

日前山东潍坊被疑有企业往深层地下排污的消息,引发了公众对地下水现状的关注和忧虑。在多种污染源作用下,我国浅层地下水污染严重且污染速度快。2011年,全国200个城市地下水质监测中,"较差—极差"水质比例55%,并且与一年前比15.2%的监测点水质在变差。地下水形势已刻不容缓。(2月24日《新京报》)潍坊事件只是我国地下水污染的冰山一角。2011年发布的《全国地下水污     

寒武系中上统地层工业场址地下水污染研究

通常情况下在碳酸盐岩分布的地区,由于地下岩溶管道的发育,地下水主要赋存在大尺度的管道和裂隙中。地下水的流速和流向在空间上具有很大的差异性。以上问题造成在碳酸盐岩地区难以对地下水的流动和溶质运移问题进行数值模拟评价。但在实际工作中发现,某些白云岩裂隙水中地下水的运动符合孔隙水中的运动规律,溶质的运移符合弥散理论的基础条件。以松桃县某工业场地为例,研究该白云岩地层中地下水水质弥散参数的获取和参数特征,并以此为基础建立数值模型对污染情况进行模拟,采用现场试验对数值模型进行验证。数值模型采用Visual MODFLOW计算机辅助软件建立。通过验证表明,以泥质白云岩为主的碳酸盐岩地区的地下水流动及溶质运移适用于数值法进行模拟。     

洛阳市饮用水地下水源保护区划分研究

城市饮用水地下水源保护区划分,目的是保护水源供水井水质不受污染。从地下水动力学观点出发,通过对水源环境调查、历史污染事故分析、土壤净化能力和弥散试验等工作,划分了洛阳市饮用水地下水源一、二、三级保护区。该研究在洛阳城市水源保护和城建规划中已得到应用      

山东博山地下水污染的数学模拟

在分析研究区的水文地质特征和地下水污染情况的基础上，用模糊数学方法进行地下水水质评价，用趋势面分析和Ｋｒｉｇｉｎｇ方法模拟地下水中污染物的空间分布，用灰色系统方法和对流－弥散方程的特征有限元解模拟地下水中污染物随时间的分布并且进行污染的预测，对各种方法的特点和应用条件进行了分析，表明和数学模拟方法进行地下水污染的定量研究是可行的。     

危险废物填埋场营运前初期地下水质评价

对某刚投入运营的危险废物填埋场的地下水和渗滤液进行采样分析,选取14个污染指标作为评价因子,以《地下水质量标准》中推荐的方法和改进综合评价法对水质进行评价,并分析了水质成因。结果表明,研究区地下水氨氮超标,主要受临近鱼塘和养猪场的排泄物影响。渗滤液挥发酚超标,与初期填埋废物成分相关。地下水样中氨氮浓度高于渗滤液,说明填埋场投入前初期附近地下水补充源氨氮指标贡献值高于渗滤液入渗。14项评价因子监测数据表明,渗滤液对填埋场地下水收集系统水质量的影响不明显,总体水质较好。由于改进综合评价法同时考虑了污染最大值和最大与次大权重单项因子,其得出的地下水质评价结果能更客观地反映评价区地下水的实际质量状况。     

地下人防项目地下水环境影响评价技术评估要点研究

地下人防项目是指战时用于人员、物资掩蔽,平时为商业用途的地下工程。地下人防项目地下水环境影响评价技术评估,应遵循《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ 610-2011)相关要求,结合项目场区所在地的地下水水位、地下水分布及环境水文地质条件、污染源状况、地下水开采利用状况及具体施工情况,分析地下水水位变化诱发的环境水文地质问题的影响范围、程度及项目建设对地下水水质污染,重点关注水位变化分析和地面沉降分析,污染防治措施主要从防治地下水水质污染、环境水文地质问题两方面考虑。     

浑河中游1,2-DCA在地下水中运移规律的模拟分析

为研究有机组分在地下水中的运移规律及影响因素,并预测水质的破坏程度,利用数值模拟方法建立浑河中游区域特征有机污染组分1,2-DCA(1,2-二氯乙烷)的溶质运移模型,分析1,2-DCA在浑河中游地下水中的运移规律,并预测了其对地下水水质的影响. 细河与浑河中1,2-DCA的补给浓度(以ρ计)分别为4.50和6.40μg/L,预测期为10a,在运移模型中考虑弥散、吸附、降解作用的影响. 模拟结果显示,预测期内1,2-DCA在细河污染区的最大影响面积为1.80km2,峰值浓度(以ρ计)为3.50μg/L,污染物向北西方向运移;在浑河污染区的最大影响面积为3.78km2,峰值浓度为5.00μg/L,污染物向西南方向运移,表明污染物对地下水水质影响程度较低. 预测初期的200d内,吸附及生物降解的共同作用使细河、浑河污染晕中心的ρ(1,2-DCA)分别下降了0.12、0.10μg/L;随后,对流-弥散作用成为溶质运移的主要驱动力,并且使1,2-DCA的污染程度持续增强;黏土对1,2-DCA的运移具有阻滞作用,1,2-DCA在细河污染晕的扩散幅度略低于浑河.      

地下水弥散系数测定

据我们在沈阳所进行的地下水弥散试验的实践与体会,参阅近几年来有关单位的弥散试验资料和国外的这方面文献。本文主要探讨选用~(131)I放射性同位素示踪剂,测定地下水弥散系数的有关问题,欲促进试验工作的完善以及理论与实践的有机结合,以利于正确地取得这个重要参数,搞好地下水水质污染预测。不妥之处,欢迎指正。     

小清河沿岸地下水污染强度及发展速度预测的研究

对小清河流域工业废水污染源，河水，地下水进行了监测分析和综合评价，重点进行了有机化合物的监测，研究了距河一定距离内地下水的污染强度现状。在对小清河沿岸水特征。地质钻孔资料和水质监测结果综合分析基础上，以Ｉ作示踪剂模拟污染物质，进行了潜水不质污染野外模拟，得出小清河沿岸潜水纵向弥散系数，建立了水质污染测数学模型，预测了地下水污染的发展速度。     

黑龙江省松嫩平原地区地下水环境状况调查研究

黑龙江省松嫩平原地区地下水环境状况研究表明,该地区地下水开发利用引发的主要环境问题是地下水开采过量导致区域性地下水位下降,水质污染日益加重,威胁地下水资源可持续利用。地下饮用水源地水质状况表明,工矿企业排污、农业面源污染和垃圾填埋场对地下饮用水源均已造成影响。     

南水北调水回补对北京密怀顺河道回补区地下水水质影响

南水北调水源密云-怀柔-顺义(密怀顺)潮白河地下水回补工程,是密怀顺地下水源地可持续利用和河道生态恢复的重要保障. 基于密怀顺回补河道区长期地下水水质监测数据,综合运用水质评价、统计学方法,分析了不同回补时期的地下水水化学变化特征;同时,采用水文地球化学模拟软件(PHREEQC)分析核心回补路线——小中河调水路线回补影响下的潮白河段地下水水文地球化学变化,结合聚类分析方法探究了地下水水化学变化成因. 结果表明:①回补区地表水、地下水整体水质良好,南水北调水源及本地地下水水化学类型主要为HCO₃-Ca-Mg型. 补水以来,地下水水质整体得到改善,补水区域地下水中的Na+、Cl?明显降低. ②根据水化学模拟,2017年底,小中河调水回补河道附近的地下水中南水与本地地下水混合比例变为1∶10,但经过2018—2019年的回补,河道附近地下水中南水占主导地位,回补后所采集的地下水样中水化学成分基本与南水趋于一致. ③根据水岩作用模拟,影响回补区地下水水质的主要因素为南水-当地地下水混合作用、矿物溶解及阳离子交换作用. 研究显示,南水回补改善了地下水水质,并通过混合与水岩相互作用影响地下水水化学演化.      

灰色预测模型在预测地下水质动态及其防治对策中的应用

采用灰色预测模型，研究该地区地下水的动态主要污染因子进行预测，从而了解地区地下水质污染变化趋势，为控制和防治地下水污染提出对策和建议 。     

某钼矿尾矿库地下水污染的随机模拟

为分析参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以某钼矿尾矿库地下水污染问题作为研究实例,选取钼离子作为模拟因子,建立该钼矿尾矿库地下水污染数值模拟模型,对输出结果进行不确定性分析.为降低替代模型的维数,运用灵敏度分析法筛选出对模拟模型输出结果影响较大的2个参数作为模型中的随机参数.为减少反复调用数值模拟模型产生的计算负荷,分别运用克里格方法和支持向量机法建立模拟模型的替代模型,并比较二者的精度,选择精度较高的替代模型完成蒙特卡罗随机模拟.最后,对随机模拟的输出结果进行统计分析与区间估计,对地下水污染超标的风险进行评价.结果表明：置信度为80%时,井1,2,3浓度值的置信区间分别为0.71~2.29,0.28~1.02,1.55~3.25mg/L.此外,结合《地下水质量标准》以及污染物浓度分布函数曲线,井1,2,3中水质达到地下水质量标准Ⅴ类的概率分别为99.7%,97.1%,99.6%.本研究可为地下水污染防治提供更科学、全面的参考依据.     

地下水弥散系数的就地测量方法

一、引言 地下水弥散系数是表征地下水污染物传布的重要参数、为建立地下水水质数学模型所不可缺少,实验室模拟求出的弥散系数与野外就地求出的弥散系数,有文献报道相差1—2个数量级。其原因值得探讨、但由此     

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.     

数值模拟技术在污染地下水抽出-处理运行中的应用

数值模拟技术在污染地下水修复中具有非常广泛的应用，该技术通常应用于修复设计阶段，但该阶段获取的模型参数准确性在时间、空间尺度上存在一定程度局限性，使修复效果存在较多不确定性。将数值模拟技术应用于实际修复过程更具有实际意义。结合地下水污染修复实例，考虑对流、弥散、吸附等地块特征因素，建立三维数值模型进行地下水流及溶质运移模拟，以地下水修复过程中多个监测井的水位、水质监测数据作为模型参数修正，分析随着地下水修复过程的开展，污染物在地下水环境中的变化趋势，以及时调整抽出-处理方案，指导后续地下水修复实施。结果表明：基于修复过程中监测资料进行数值模型修正的方法，能更真实地反映模拟区地下水系统特征，更有效地指导后续修复实施工作。     

《环境科学研究与进展》简介

《环境科学研究与进展》一书,系1978年12月,中国科学院在厦门召开的“环境科学理论研究座谈会”上的论文报告,经《环境科学》编辑部整理汇编成《环境科学研究与进展》一书,于1980年12月,已由科学出版社正式出版,国内外公开发行。     

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.