王维平第四章地下水环境影响预测

地下水污染模拟预测评估工作指南一、地下水污染模拟预测评估的重要性地下水污染模拟预测评估是对地下水污染情况进行科学预测和评估的重要手段。

通过模拟预测，可以有效地揭示地下水受到污染的原因和程度，为制定有效的污染防控措施提供科学依据。

同时，通过评估地下水污染的风险和影响，可以有效地保护地下水资源，维护人类健康和环境安全。

二、地下水污染模拟预测评估工作内容1.地下水流动模拟地下水流动模拟是地下水污染模拟预测评估工作的基础。

通过建立地下水流动模型，可以有效地模拟地下水的流动过程，揭示地下水流动的规律和特点。

通过模拟地下水流动，可以有效地预测地下水的流动方向和速度，为地下水污染的传播提供科学依据。

2.地下水污染物迁移模拟地下水污染物迁移模拟是地下水污染模拟预测评估工作的关键环节。

通过建立地下水污染物迁移模型，可以模拟地下水中污染物的传播和分布情况，揭示地下水污染物的来源、去向和浓度变化规律。

通过模拟地下水污染物的迁移，可以有效地预测地下水污染的发展趋势和影响程度。

3.地下水污染风险评估地下水污染风险评估是地下水污染模拟预测评估工作的重要内容。

通过对地下水污染的风险进行评估，可以有效地判断地下水污染对环境和人类健康的影响程度，为制定有效的污染防控措施提供科学依据。

同时，通过风险评估可以有效地确定优先处理的地下水污染源和重点防控对象。

4.地下水污染防控措施优化地下水污染模拟预测评估工作的最终目的是为了制定有效的污染防控措施。

通过对地下水污染情况的模拟预测和评估，可以有效地确定适宜的污染防控策略和措施，进一步优化地下水污染防控方案。

通过优化防控措施，可以有效地降低地下水污染的风险和影响，保护地下水资源和环境安全。

三、地下水污染模拟预测评估工作步骤1.确定研究对象和目标首先需明确地下水污染模拟预测评估的研究对象和目标，确定研究范围和要解决的具体问题。

根据研究对象和目标，确定地下水流动和污染物传输的方向和范围，为后续研究奠定基础。

关于加强地下水污染防治研究和立法工作的建议
王维平
【期刊名称】《学会》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】随着我国城市和工业的发展，地下水污染日趋严重，一方面表现为大量未经处理或未达到一定排放标准的生活和工业污水的无序排放、有害有毒液体的泄漏、生活和工业有毒有害固体废弃物的随降雨入渗等，另一方面，地下水超采形成了大面积漏斗区，地下水流方向发生改变，地下水污染物向漏斗中心汇集，加速了地下水的污染。

【总页数】1页(P49-49)
【作者】王维平
【作者单位】山东省水利科学研究院,济南,250000
【正文语种】中文
【中图分类】X5
【相关文献】
1.我国地下水污染修复试点对策建议--对《水污染防治行动计划》的解读 [J], 刘伟江;王东;文一;陈坚;张涛
2.关于加大地下水保护与污染防治力度的若干建议 [J], 黄昌福
3.广西地下水污染防治对策建议 [J], 樊勇吉;宋晓薇;赵侣璇;刘凯;谢祎敏
4.天津市地下水污染防治对策建议 [J], 陈启华;王玉蕊;李燃;宋兵魁;王子林
5.双鸭山市地下水防污性能评价与污染防治建议 [J], 于颖[1];刘若愚[2]
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新导则下地下水环境影响的预测与评价摘要：本文主要介绍了当前地下水应用模拟软件的开发方向和程度，较为系统地说明了常用软件的利用特点，为地下水模拟提供技术支持。

关键词：地下水模拟软件1导则的简介1.1导则的执行情况据统计，我国地下水占全国水资源总量的1/3，全国有近70％的人口饮用地下水。

目前，随着我国经济的快速发展，工业化和城市化进程的加快，部分地区地下水严重超采。

在过去几十年内，为满足不断增加的用水需求，我国地下水开采量以每年25亿立方米的速度递增。

这导致地下水水位下降，部分地区含水层疏干，在造成大范围降落漏斗的同时，对自然生态系统也产生了严重影响，引发了诸如地面沉降、土地沙化等环境问题。

与此同时，我国地下水污染状况也日趋严重。

地下水污染正由点状污染、条带状污染向面状污染扩散，由浅层向深层渗透，污染程度和强度也在不断增加。

有关专家认为，全国有90％的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60％污染严重。

据不完全统计，因地下水污染每年所造成的直接经济损失达数百亿元，间接损失则无法估量，已经成为影响我国社会经济发展和人民群众健康的重大问题。

《环境影响评价技术导则——地下水环境》（以下简称《地下水导则》）于2011年2月11日由国家环境保护部发布，2011年6月1日正式实施，主要适用于以地下水作为供水水源及对地下水环境可能产生影响的建设项目的环境影响评价，同时规划环境影响评价中的地下水环境影响评价也可参照执行。

其导则《导则》主要从地下水环境影响识别、地下水环境影响评价工作分级、地下水环境影响评价技术要求、地下水环境现状调查与评价、地下水环境影响预测、地下水环境影响评价、地下水环境保护措施与对策等几个方面对地下水环境影响评价进行了严格的技术规定。

《地下水导则》的发布，为地下水环境影响评价工作的规范化、地下水环境保护和污染防治工作提供了技术支撑。

该导则的颁布是为更好地贯彻执行《中华人民共和国环境影响评价法》，指导和规范地下水环境影响评价工作，从源头控制对地下水的污染与过度开发，保护地下水环境，为规划、区域开发及建设项目的科学决策提供依据。

第37卷 第1期 中 国 岩 溶V o l .37 N o .1 2018年2月 CA R S O L O G I C A S I N I C A 췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍F e b .2018李凤丽,王维平,黄强,等.济南市玉符河岩溶含水层多水源回灌补源水量优化方案[J ].中国岩溶,2018,37(1):17-26.D O I :10.11932/k a r s t 2017y31济南市玉符河岩溶含水层多水源回灌补源水量优化方案李凤丽1,王维平1,黄强2,李锦超1,曲士松1,杜鹃3(1.济南大学资源与环境学院/山东省地下水污染数值模拟工程技术中心,济南250022;2.济南市清源水务集团有限公司,济南250011;3.山东黄河河务局供水局,济南250014)摘 要:随着济南市城区不断南扩,岩溶地下水补给受到严重影响㊂将地表水转化成地下水是解决济南市保泉和供水安全这一矛盾的现实途径,玉符河流域在其中发挥着关键作用㊂在玉符河已建成3个地下水回灌工程的基础上,确定合理的玉符河回灌放水流量和放水时间,使地表水能够有效地回灌到岩溶含水层中,减少第四系孔隙水无效补给以及地表水出境排泄显得尤为重要㊂本文选取济南泉域西部玉符河上游寨而头至南北大桥河段为研究区,结合水文地质条件和地层㊁岩性等资料,将研究区划分为4个子河段㊂利用H yd r u s -2D 对各个子河段的垂直以及侧向渗流进行数值模拟,模拟验证显示拟合效果良好后,继续对地下水位埋深最大㊁最小以及水位埋深处于两者之间三种情景进行模拟,得出回灌补源水量优化方案:当以约28万m 3㊃d-1的小流量放水时,地下水位埋深较大的情况下,持续放水19.5d ;在地下水位埋深较小的情况下,持续放水10.5d ;在地下水位埋深位于最大和最小之间时,持续放水12.7d ㊂关键词:地下水回灌;入渗水量;H yd r u s -2D 软件;回灌补源方案中图分类号:P 641.25 文献标识码:A 文章编号:1001-4810(2018)01-0017-100 引 言济南市素以 泉城 闻名,裂隙岩溶水是泉水的主要来源和市区重要的供水水源,而随着城市化进程的加快,部分岩溶地下水直接补给区遭到破坏,降雨入渗补给量大大减少,进一步影响了泉水的喷涌㊂为了保泉,近十几年济南市主要以黄河水作为供水水源,黄河水较岩溶水水质差,如何让泉城人喝上地下水,是济南市面临的巨大挑战㊂因此,将黄河水或当地的地表水转化成地下水将是解决保泉和供水安全这一矛盾的现实途径和重要措施㊂济南市西部的玉符河流域已建成了卧虎山水库放水㊁引提黄河水或长江水回灌补源工程,具有多种补给水源,济西岩溶含水层具有巨大储水空间,而且南部山区的玉符河强渗漏带河床岩性以砂卵砾石为主,且与下伏张夏组灰岩直接接触,岩溶裂隙发育,具有较好的渗漏条件,可使地表水直接入渗补给岩溶地下水㊂因此,研究在人工控制条件下进行定量小流量放水回灌的优化方案,对提高玉符河回灌效率具有重要的意义㊂1877年,B o u s s i n e s q 首次研究了河流与连续冲积含水层作用的规律[1]㊂20世纪50年代中期,美国利用地下水回灌技术将当年剩余水资源和已处理过的达标污水回灌到当地储存条件良好的含水层中,遇到缺水季节时再将储存的水资源抽出使用,这样既保证了水资源的高效利用又在一定程度上抵制了海水入侵和实现了水资源的年内和多年调蓄[2-3]㊂1976年,美国科学家P y n e 提出了 含水层储水及恢复 的新概念,促进了美国在地下水人工补给方面的理论和试验研究[4]㊂另外在国外地下水回灌的研究中,同位基金项目:山东省水利厅㊁财政厅‘水生态文明试点科技支撑计划“(S S TWM Z C J H-S D 06);山东省重点研发计划项目(2017G S F 17121)第一作者简介:李凤丽(1992-),女,主要从事水文学及水资源研究㊂E -m a i l :1436287118@q q .c o m ㊂通信作者:王维平(1961-),男,教授,博士,主要从事含水层补给管理研究㊂E -m a i l :w a n g w e i p i n g w w p@126.c o m ㊂收稿日期:2016-10-30素[5-7]追踪技术运用广泛,起到了精确分析回灌水的流向以及地表水与地下水相互联系的作用[8]㊂中国地下水回灌技术开展相对较晚,最早是用于处理地下水超采引起的地面沉降问题㊂21世纪初,罗玉峰等[9]研究河渠渗漏量时总结出了相应的计算的方法,包括现场试验法㊁解析法㊁经验公式法和数值法,为后来的研究提供了便利㊂吉文平在河渠渗漏补给量的计算上又作了进一步探讨,利用平均地下水埋深与河渠渗漏补给系数的相关关系进行推算[10]㊂李红良[11]在计算黄河下游河道渗漏水量时则采用了试验和数学建模相结合的方法㊂地下水回灌技术在抬升地下水位㊁用水安全等方面得到了广泛应用:张建友等[12]将废弃的钻孔作为回灌水井并建设地表水入渗工程将水库的弃水回灌到地下,有效抬升了超采区的地下水位;王维平等[13-15]将处理后达标的微污染的屋顶雨水径流回灌到裂隙岩溶含水层,用于饮用水供水和保护地下水环境,后来又利用黄河水通过河道-地下暗管-竖井回灌地下水,增加农业灌溉水量并恢复地下水超采漏斗[16-18];刘江㊁秦大军等[19-21]对卧虎山水库放水玉符河人工回灌进行了定量研究,但是主要采用断面监测分析计算,尚未有人使用数值模拟的方法㊂我们在对小流量放水回灌时段内地表水和地下水监测的基础上,利用H y d r u s-2D软件,采用数值模拟的方法,研究了玉符河回灌地下水过程中,地表水回灌到济西岩溶含水层的最大水量,并提出高效经济的回灌补源方案,确定合理的玉符河回灌放水流量和放水时间,使有限的地表水重点集中补给灰岩岩溶水,减少第四系孔隙水的无效补给以及地表水排泄,最终实现地表水与地下水联合开发以及水资源合理配置,提高全流域的水资源利用率,同时也可为多水源回灌岩溶含水层水质风险控制提供科学依据㊂1研究区概况济南为暖温带大陆性半湿润季风气候区㊂全市多年平均气温13.7ħ,气温随季节变化明显,多年平均降水量为692mm,全年降水量主要集中在7-8月,形成明显的夏汛期,多年平均蒸发量为1475.6 mm㊂玉符河是典型的渗漏河,由卧虎山水库上游锦绣川㊁锦云川㊁锦阳川三川和卧虎山水库到玉符河入黄口两部分组成,总流域面积827.3k m2㊂自卧虎山水库大坝至玉符河入黄口全长39k m,研究区主要为玉符河上游回灌补源区寨而头至南北大桥河段,河长为11.14k m,其下渗的河水是济南岩溶地下水重要的补给来源㊂研究区为山前倾斜平原和黄泛冲洪积平原区,第四系沉积物厚度7~30m㊂研究区河段属低山丘陵区地貌,地势总体南高北低,山体主要由寒武㊁奥陶系灰岩组成,岩溶地貌特征明显,其主要基岩地层为寒武系薄层灰岩㊁紫色页岩㊁奥陶系厚层灰岩㊁粉砂岩㊂河谷呈浅U型,河漫滩则主要由第四系冲洪积层组成,岩性主要为卵砾石土㊁碎石土㊁中粗砂,局部夹粘性土层,且与下伏灰岩直接接触㊂下伏灰岩岩溶裂隙发育,具有较好的渗漏条件㊂地表被第四系覆盖,河滩出露岩性为第四系黄土㊁耕植土,河床内出露的岩石性质主要是卵砾石㊂地层自上而下可划分为:第四系㊁寒武系和奥陶系(图1)㊂图1研究区纵向地质剖面示意图F i g.1 S k e t c ho f g e o l o g i c a l p r o f i l e o f t h e s t u d y a r e a81中国岩溶2018年2 玉符河水文地质模型2.1 水文地质概念模型玉符河地表水补给地下水的水量大小不仅与河水位和地下水位有关,还受到玉符河河床沉积物以及区域含水层岩性的影响㊂通过简化研究区实际的水文地质条件(含水层组成㊁结构等)建立水文地质概念模型,为下文建立数值模型提供基础㊂图2为玉符河催马庄处横向剖面概化图㊂图2 催马庄处横向剖面概化图F i g .2G e n e r a l i z a t i o n g r a p ho f c r o s s s e c t i o na tC u i m a z h u a n g2.2 含水层结构概化根据研究区不同河段地层岩性的不同,将河段划分为四个子河段(图3),分别为寨而头至东渴马河段㊁东渴马至催马河段㊁催马至津浦铁路桥河段和津浦铁路桥至南北大桥河段,不同子河段内的水流运动近似用垂直剖面二维流进行模拟㊂四个子河段具体长度㊁宽度和岩性情况见表1㊂图3 研究区子河段划分示意图F i g .3 S k e t c hs h o w i n g di v i s i o no f r i v e r s u b -r e a c h e s i n s t u d y a r e a 表1 研究区子河段具体情况T a b l e 1 S p e c i f i c c o n d i t i o n s o f s u b -r e a c h e s i n s t u d y a r e a 编号子河段子河段长度/m平均宽度/m主要岩性组成A 寨而头-东渴马215050第四系砂卵砾石层+张夏组灰岩B 东渴马-催马556050第四系砂卵砾石层+张夏组灰岩C 催马-津浦铁路桥247050第四系砂卵砾石层+固山长山组页岩D津浦铁路桥-南北大桥960100第四系砂卵砾石层+凤山组灰岩由于不同子河段地层岩性以及地层厚度各不相同,在数值模拟中将分别进行模拟,研究区含水层系统结构及其水动力条件可以概化为双层介质㊁均质各向同性的二维非稳定流模型㊂玉符河上游地段河床内的砂卵砾石层和下伏的寒武系张夏组灰岩与奥陶系灰岩之间有密切的水力联系,东渴马至催马的河段(子河段B )是玉符河的强渗漏带,其入渗量最大,因此在后期优化方案的制定中以满足该河段的入渗为主㊂2.3 含水层边界条件概化研究区的边界条件主要概化为定流量边界㊁零通量边界㊁自由排水边界和变水头边界㊂由于本文研究是在强渗漏带下游地表不出现明流的前提下河段的最大渗漏量,因此没有考虑河水位的影响;而模型运行时间较短,故不考虑降雨入渗和蒸发的影响,因此,上边界河道处为定流量边界,上边界除河道外均为零通量边界;左右边界非饱和区域概化为自由排水边界;下边界一直位于地下水面以下,为变水头边界[22]㊂3 水文地质数学模型H yd r u s -2D 软件在描述非饱和带多孔介质的91 第37卷 第1期 李凤丽等:济南市玉符河岩溶含水层多水源回灌补源水量优化方案水流过程时使用了R i c h a r d s 方程[23]进行数值求解,方程如下:∂θ(h )∂t =∂∂x iK (h )K A i j∂h ∂x j +K A æèçöø÷éëêùûúi z -s *(h )(1)式中:h 为压力水头;θ为体积含水量;K 为非饱和水力传导系数;K Ai j为无因子各向异性张量;K (h )为压力水头下的导水率;t 为时间项;s*为源汇项,指代了因为植物吸水引起的体积含水量的减少;本文模拟中不涉及到植物吸水影响[17]㊂H yd r u s -2D 模型在描述非饱和土壤水力特性时利用了V a nGe n u c h t e n 模型[24],方程式如下:q(h )=θr +θs -θr 1+αh []n m ,h <0,m =1-1n ,n >1θs ,h ȡìîíïïï0(2)式中:q (h )为体积含水率;θr 为残余含水率;θs 为饱和含水率;h 为压力水头;K s 为饱和导水率;α,n ,m 为经验常数且m=1-1/n㊂在H yd r u s -2D 软件模拟的理论基础上,结合研究区内的水文地质概念模型和相关地质资料,利用水文地质数学模型的R i c h a r d s 方程和V a nGe n u c h t e n 模型对研究区河道的垂直以及侧向渗流进行数值模拟,以了解研究区内河段的最大入渗能力㊂3.1 模型离散化结合卧虎山水库的放水情况,选择2015年3月27-28日㊁7月24-25日和12月7-8日3个时间段作为模型的模拟期,分别代表了区域地下水位埋深最大㊁最小以及处于两者之间的三种情景,研究区内不同区域平均地下水位埋深在14~42m 之间,同一子河段内的地下水位埋深视为一致,为河段平均值,具体见表2㊂表2 不同子河段不同时期的初始地下水位埋深T a b l e 2 I n i t i a l g r o u n d w a t e r d e pt h s o f r i v e r s u b -r e a c h e s i nd i f f e r e n t s t a g e s 日期情景不同子河段地下水位埋深/mABCD2015.3.27情景一224230352015.7.24情景二142324302015.12.7情景三17302632模拟区为800mˑ50m 或800mˑ100m 的垂直二维区域,网格剖分采用非均匀三角网格剖分,间隔均为20m ,模型中对河道底部进行适当加密,将模拟区域剖分为若干个三角形网格㊂在模拟区域内设置一个观测点,观测点处于地下水面线上且位于实际观测井位置,将观测点处水位变化作为模型验证的依据㊂3.2 初始条件根据实测和收集的水位资料,选取初始压力水头作为模型的初始条件输入,地下水面处压力水头为0,地下水面以下压力水头值为正值,非饱和带压力水头为负值,压力水头在模拟区域垂直方向上呈线性分布㊂模型根据V a nG e n u c h t e n 公式中土壤体积含水量和相应土壤负压值之间的关系,自动计算不同深度的初始含水量㊂3.3 模型参数的选择对于3个模拟时段,每个时间段总共划分10个步长,每个时间步长为0.2d㊂根据模拟范围内岩性的不同对4个子河段进行分区,参数分区的示意图见图4㊂其中Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ为参数分区,代表了不同的岩性,Ⅰ区为砂卵砾石层,Ⅱ区为张夏组灰岩㊁固山长山组页岩或凤山组灰岩,Ⅲ区代表区域壤土㊂由实测渗透系数㊁水文地质资料和相关文献分析,可得不同子河段的参数设置如下表3㊂模型中边界条件定流量的输入值为各河段的稳定下渗速率,根据3个时段内的实测入渗量计算得到定流量的输入值等于实测入渗量除以子河段面积㊂不同时期不同子河段的实测入渗量见表4㊂图4 参数分区示意图F i g .4 S c h e m a t i c d i a g r a mo f p a r a m e t e r z o n i n g3.4 模型验证数学模型的验证是数值模拟中必不可少的一步,对下一阶段的水量的预测起着决定性的作用㊂通过输入实测的入渗量以及相关水文地质参数,对不同子河段分别进行模拟,以实测地下水位作为模型的验证依据㊂02中国岩溶 2018年表3 模型参数T a b l e 3 P a r a m e t e r s o fm o d e l子河段编号主要岩性第四系厚度/m 模型参数θrθsαnK slA第四系砂卵砾石层7.50.0650.367.51.894.750.5寒武系张夏组灰岩0.0680.191.21.090.45360.5壤土0.0780.433.61.560.24690.5B第四系砂卵砾石层120.0650.367.51.8920.30.5寒武系张夏组灰岩0.0890.250.981.237.2930.5壤土0.0780.433.61.560.24690.5C第四系砂卵砾石层250.0650.367.51.893.360.5寒武系固山长山组页岩0.070.090.51.090.000480.5壤土0.0780.433.61.560.24690.5D第四系砂卵砾石层300.0650.367.51.891.450.5寒武系凤山组灰岩0.0860.1211.130.46530.5壤土0.0780.433.61.560.24690.5表4 实测入渗量T a b l e 4 M e a s u r e d i n f i l t r a t i o na m o u n t子河段子河段面积/k m 2入渗量/m3㊃d -13月27日7月24日12月7日寨而头-东渴马0.1075564305032053600东渴马-催马0.278225400221300214300催马-津浦铁路桥0.1235312403010032200津浦铁路桥-南北大桥0.096152001438013270根据3个模拟时段实测地下水位计算出相邻时间步长之间水位的上升值,与模型观测点处水位的上升值进行对比㊂由于放水时间和放水量的限制,3个模拟时段内催马至津浦铁路桥和津浦铁路桥至南北大桥河段的水位模拟值与实测水位均未发生明显的涨幅,只有寨而头至催马河段地下水位有明显的涨幅㊂由于只有催马岩溶井为自动观测井,数据具有连续性,寨而头至东渴马处观测井为人工监测,根据模拟时段的划分,仅在早上9点至20点之间进行了3个时段的监测(图5-7)㊂图5 3月27-28日研究区模型模拟值与实测值对比图F i g .5 C o m p a r i s o nb e t w e e n s i m u l a t e da n dm e a s u r e dv a l u e s 27-28M a r c h i n t h e s t u d y ar e a 12 第37卷 第1期 李凤丽等:济南市玉符河岩溶含水层多水源回灌补源水量优化方案图6 7月24-25日研究区模型模拟值与实测值对比图F i g .6 C o m p a r i s o nb e t w e e n s i m u l a t e da n dm e a s u r e dv a l u e s 24-25J u l y i n t h e s t u d y ar ea 图7 12月7-8日研究区模型模拟值与实测值对比图F i g .7 C o m p a r i s o nb e t w e e n s i m u l a t e da n dm e a s u r e dv a l u e s 7-8D e c e m b e r i n t h e s t u d y ar e a 从图中分析得出,模型模拟值和实测值之间的拟合效果较好,相关系数均大于0.95,因此利用H yd r u s -2D 模型能够较为准确地对研究区玉符河的回灌补给量进行预测,为下一步玉符河地下水回灌补源方案的制定奠定了良好的基础㊂4 基于H yd r u s -2D 的回灌补源水量模拟针对研究区具体的水文地质条件以及年内地下水位埋深的变化范围,在上文H y d r u s -2D 软件能够较好模拟分析玉符河水量变化的基础上,结合H yd r u s -2D 模型和3次测流试验结果,通过分析三种情境下研究区地下水位的变化,得出在不出现地表径流前提下各子河段的最大渗漏量以及所需要的时间,为制定玉符河多水源地下水回灌补源方案提供依据㊂4.1 模型设置根据2015年的地下水位实测资料和已有资料分析可知,研究区不同子河段地下水位埋深情况各不相同,通过数据整理分析得出不同子河段最高或最低水位埋深出现的时期是一致的(表2),3次测流试验结果见表4㊂将不同子河段的地下水位埋深分为最大㊁最小以及处于两者之间三种情况,并将其作为H yd r u s -2D 模型中不同情境下的初始水位的输入值,模型中其余参数均按照前面模型识别验证后的参数(表3)输入㊂根据地下水位变化调整模型的运行期,当地下水位上升至河道底部时即停止模拟,此时该河段的下渗水量最大,对应的时间即为达到最大下渗水量所需的时间㊂22中国岩溶 2018年4.2不同情景下的模拟结果对不同情景下(三种区域地下水埋深条件)不同子河段的最大渗漏量以及到达最大渗漏量所需的时间进行模拟分析㊂不同情景下各子河段的地下水位埋深见表2㊂河道入渗补给可分为3个阶段,分别是非稳定自由渗漏㊁稳定自由渗漏和顶托渗漏,本次研究为计算河道的最大入渗量,即补给水全部下渗,不出现地表径流,因此只考虑前两个阶段㊂由于非稳定自由渗漏阶段持续时间非常短,入渗量也比较小,故采用稳定入渗速率计算河道渗漏量[25]㊂3种情景下的模拟结果见表5,通过计算得到研究区最大的入渗量(Q m a x)㊂根据不同情景下不同子河段的最大入渗量及其所需时间,在保证河段有效入渗的情况下,分析不同放水时间下放水量的变化,具体见表6㊂表5不同情景下的模拟结果T a b l e5 S i m u l a t i o n r e s u l t s i nd i f f e r e n t s c e n a r i o s情景子河段A B C D总量/ˑ104m3一Q m a x/ˑ104m334.94433.6813584.2687.82 t/d6.519.54258.5二Q m a x/ˑ104m313.7233.5293.372412.52 t/d2.5510.529.0550三Q m a x/ˑ104m317.2282.4512775.7502.35 t/d3.212.739.552.6注:情景一㊁二㊁三分别表示区域地下水位埋深最大㊁最小和处于二者之间;Q m a x为不同子河段的最大入渗量;t为子河段到达最大入渗量所需的时间㊂表6不同情景下的放水时间和放水量T a b l e6 R e l e a s i n g w a t e r t i m e s a n dv o l u m e s i nd i f f e r e n t s c e n a r i o s情景放水时间/d子河段渗漏量/ˑ104m3A B C D总量/ˑ104m3放水量/ˑ104m3㊃d-1一734.94155.6822.4810.08223.1831.88 1434.94311.3644.9520.16411.4129.39 2134.94433.6867.4330.24566.2926.97 2834.94433.6889.9140.32598.8521.39二713.7155.6822.4810.08201.9428.85 1413.7233.5244.9520.16312.3322.31 2113.7233.5267.4330.24344.8916.42 2813.7233.5289.9140.32377.4513.48三717.2155.6822.4810.08205.4429.35 1417.2282.4544.9520.16364.7626.05 2117.2282.4567.4330.24397.3218.92 2817.2282.4589.9140.32429.8815.35注:情景一㊁二㊁三分别表示区域地下水位埋深最大㊁最小和处于二者之间㊂32第37卷第1期李凤丽等:济南市玉符河岩溶含水层多水源回灌补源水量优化方案4.3玉符河地下水回灌补源方案根据表6中三种地下水埋深条件下放水时间和放水量的对应关系绘制了放水量随放水时间的变化曲线图见图8㊂图8不同情境下放水时间和放水量关系图F i g.8 R e l a t i o no f r e l e a s i n g w a t e r t i m e s a n dv o l u m e su n d e r d i f f e r e n t s c e n a r i o s根据放水量随放水时间的变化规律,利用最小二乘法推算出不同情景下放水量与放水时间的回归方程,用于指导玉符河放水补源工程进行合理放水,以达到水分下渗量最大的效果㊂不同情景下放水时间和放水量的回归方程见表7㊂根据相关系数和残差平方和,可以看出回归方程和已知数据拟合性较好,可以利用其协调放水量与放水时间㊂根据前面研究以及研究区水文地质条件和已有资料分析可知,东渴马至催马河段的入渗量最大,为玉符河的强渗漏段,并且该河段下伏的张夏组灰岩与奥陶系灰岩的水力联系较好,对下游的岩溶地下水的补给能起到良好的效果,而催马至津浦铁路桥河段下伏页岩,补给的水量均存储在上层第四系含水层中,对岩溶水未起到补给作用㊂因此,方案制定时以满足东渴马至催马河段的入渗为主,使尽可能多的水在该段能够补给到岩溶含水层中,具体方案见表8㊂表7不同情境下的放水量与放水时间的回归方程T a b l e7 R e g r e s s i o ne q u a t i o n s o f r e l e a s i n g w a t e r t i m e s a n dv o l u m e su n d e r d i f f e r e n t s c e n a r i o s情景回归方程相关系数R2残差平方和情景一Q1=-0.469t+36.070.88856.87情景二Q2=-0.797t+34.680.95428.66情景三Q3=-0.738t+35.790.95187.26注:Q代表放水量(万m3);t代表放水时间(d)㊂表8不同情境下的放水补源方案T a b l e8 R e c h a r g e s c h e m e s i nd i f f e r e n t s c e n a r i o s情景放水时间/d子河段渗漏量/ˑ104m3A B C D总量/ˑ104m3放水量/ˑ104m3㊃d-1情景一19.534.94433.6862.6128.08559.3128.68情景二10.513.7233.5233.7215.12296.0628.20情景三12.717.2282.4540.7818.29358.7228.255结论(1)根据卧虎山水库放水情况,分别在2015年3月㊁7月和12月对玉符河研究区进行测流,得到不同子河段不同时期的实际入渗量,子河段B(东渴马-催马)的入渗量最大㊂(2)利用H y d r u s-2D软件对各个子河段的垂直以及侧向渗流进行数值模拟,对比观测点处模型模拟42中国岩溶2018年的水位变化值与实测水位变化值之间关系,结果显示拟合效果良好㊂(3)优化结果表明当小流量放水时:地下水位埋深较大的情况下,以28.68万m3㊃d-1的放水量连续放水19.5d;在地下水位埋深较小的情况下,以28.20万m3㊃d-1的放水量持续放水10.5d;在地下水位埋深位于最大和最小之间时,以28.25万m3㊃d-1的放水量持续放水12.7d㊂后期,随着地表水㊁地下水监测设备的自动化发展,使用H y d r u s-3D继续深入研究㊂相比孙斌[26]在回灌补源期间卧虎山水库持续放水一个月,本文提出的水量优化方案采用间歇式放水,根据地下水位埋深不同,放水时间12.7~ 19.5d不等,补给效率更高,减少了无效补给㊂参考文献[1] T h o m a sC.R e c e n t a d v a n c e s i nu n d e r s t a n d i n g t h e i n t e r a c t i o no fg r o u n d w a t e r a n d s u r f a c ew a t e r[J].R e v i e wo fG e o p h y s i c s,1995,33:985-994.[2]李旺林.从美国的A S R看我国地下水库的发展[N].中国水利报,2006-06-22.[3] E b r a r y I.G r o u n d w a t e r r e c h a r g e u s i n g w a t e r s o f i m p a i r e d q u a l i-t y[M].W a s h i n g t o n:N a t i o 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渭南市某医药建设项目地下水环境影响预测摘要：本次在详细介绍渭南市某医药项目厂址区水文地质条件的基础上，对项目实施后的地下水环境影响进行了预测，预测结果表明：在非正常状况下生产废水发生渗漏后，HN3-N的污染羽将不断向下游扩散，对调节池周围的地下水造成小范围的超标，但污染物运移至1000d时，HN3-N未对地下水造成超标，厂界处最大浓度满足地下水Ⅲ类水质标准，项目实施可以满足评价标准的要求。

关键词：地下水环境；医药项目；影响预测引言地下水环境的影响评价是整个环境影响评价工作中重要内容之一，《导则》（HJ610-2016）实施以来对于地下水环境影响评价工作起到很好的指导作用，根据建设项目对地下水环境影响程度的不同，导则将建设项目划分为四类，其中化学药品制造属于Ⅰ类项目，项目实施对地下水影响较大，本次以渭南市某医药建设项目为例，详细的介绍了医药项目地下水环境影响预测的重点与过程。

1、项目概况渭南市某医药建设项目为氯嘧啶项目，本项目属于化学药品原料药制造。

该项目位于陕西省渭南市经济技术开发区，厂区内分布有生产车间、办公楼、锅炉房、污水处理站、原料仓库和产品仓库等；项目对地下水环境的影响因素为项目运行过程中产生的生产废水和生活污水，生活污水经化粪池处理后排入市政管网，生产废水经厂区污水处理站处理后全部回用，不外排。

2、水文地质条件项目厂址区位于渭河北岸一级阶地，厂址区包气带厚度为10.8-11.5m，包气带分布连续、稳定，包气带岩性主要为第四系黄土、粉土质砂和粉砂，包气带饱和垂直渗透系数一般为5.79×10-4～1.16×10-3cm/s，厂址区包气带防污性能“弱”。

项目运行过程中直接影响的含水层为第四系全新统冲积层（Q4al）潜水含水层，含水层岩性为细砂、中砂及中粗砂，潜水位埋深为10.8-11.5m，含水层厚度为15-23m，隔水底板深度在41～65m。

含水岩渗透系数为3.7～8.48 m/d，涌水量仅792～968m3/d，含水层富水性中等，水化学类型为HCO3-Ca•Mg型，矿化度小于1g/L，含水层的有效孔隙度一般为0.27，根据区域潜水流场图可知，厂址区地下水由西北向东南方向径流，水力坡度为3.5‰。

地下水模型在地下水环评中的应用探讨本文主要从地下水模型出发，在对其进行简要介绍的基础上，探讨其在地下水环评中的应用，以此来为日后环评工作质量的提升提供参考。

标签：地下水模型地下水环评应用1适用于地下水环评中的数学模型就目前地下水环评工作的开展现状来看，对于相关的数学模型的应用可以说是非常成熟了，例如GMS、FE-FLOW、Visual MODFLOW以及PMWIN等。

这些模型不仅具有较强的功能，而且还能够实现外部数据的可视化，因此在地下水环评工作中发挥了重要的作用。

1.1地下水模型的建设思路图1给出的是河流浅层地下水概念模型，从图中我们能够看出，构成地下水模拟系统的要素有很多，例如，含水层、河流和水库、潜水蒸发排泄以及大气降雨之后入渗等，且每个要素之间都存在着必然的联系，所以，模型的建设需要以这些要素为核心，从而确保模型系统的科学性和实用性。

与此同时，整个地下水模型又包含了多种成分对象，例如，透水层对象、网格单元对象、算法对象和含水层对象，每一个对象都是组成模型的一个部分，因此，用户在对每一个对象进行建立的时候，首要任务就是对这些对象进行详细、系统的描述，然后结合实际情况进行建模，这一过程便是地下水模型的建设思路。

1.2地下水模型的计算方法就目前地下水模型的分类来看，大致可以分为两种类型，即二维模型和三维模型。

每一个类型都有其各自的计算方法，其中，二维模型的计算方程为：δ/δz（k1hδh/δz）+ε（x、y、t）=μδh/δth1=θ（x、y、t）=h0式中，h、k1、ε（x、y、t）和θ（x、y、t）分别表示的是潜水位水头、潜水含水层垂向渗透系数、x、y点在t时刻的垂直水量变化和x、y点在t时刻的轴水量。

而相对于二维模型来说，三维模型涵盖的内容较多，与之相应的计算方法也要相对复杂一些，计算方程如下：δ/δx（Kxxδh/δx）+δ/δy（Kyyδh/δy）+δ/δz（Kzzδh/δz）-W=Ssδh/δt式中，Kxx、Kyy和Kzz是X、Y、Z轴方向的水利传导系数，h、W、Ss 则分别为势能水头、单位体积的过水流量和单位释水系数或单位储水量。

济南大学资源与环境学院王维平教授、清华大学环境学院王政博士都涉及到了初期雨水水质污染的问题，前者主要研究屋面径流如何收集净化弥补地下水，后者探讨了重污染区地表径流。

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王维平教授在水文方面有着多年的研究经验，认为地表地下水文系统在规划层面应该进行联系，小区绿化应与雨管网、污水处理、河渠联系在一起，雨洪管理中多部分之间的协调问题十分重要。

“泉城”济南受岩溶地下水超采影响，泉水喷涌面临危险，而弥补了黄河水源之后，水质又受到了影响。

同时，城区面积向山地扩大，地表径流增加，城市受到洪灾威胁。

在“济南市城市屋面雨水回灌岩溶地下水试验研究”中，选取位于济南大学西校区的工程试验区，运行期为2008—2012年，利用城市屋面雨水回灌岩溶地下水，呵护地下水生态系统并增加供水量。

济南市屋面径流主要污染物为浊度、氨氮、硝酸盐、铅、锌和挥发酚。

根据分析确定初期弃流量为6mm，来确保雨水回灌平安的目标，又能最大限度增加屋面雨水回灌地下量。

将屋面雨水和地下水进行对比，发现在丰水期屋面雨水水质除了氨氮、挥发酚和浊
度超标外，其他指标均满足地下水三类尺度。

和天然雨水分歧，屋面雨水水质不但受空气质量影响，还受降雨时间、降雨强度、降雨历时和降雨间隔影响。

屋面雨水回灌前有需要进行预处理。

在项目区岩溶含水层中有很多溶蚀孔和溶蚀裂隙，固有的脆弱性高，因此，可以通过在过滤池中用活性炭和沸石来改进预处理技术。