基于Visual Modflow的重庆某工业园区地下水污染物运移模拟

【目的】预测重庆市江津区某工业园地下水污染情况,模拟主要污染物在地下水中的运移过程和分布特征。【方法】通过对研究区进行水文地质调查和查阅文献资料得到相关参数,利用Visual Modflow数值模拟软件建立地下水流概念模型,以化学需氧量(COD)和氨氮质量浓度做为污染物运移模拟研究的主要指标,对污水处理站发生泄漏后进入地下水中的主要污染物进行溶质运移模拟。【结果】在非正常状况下,污水处理站地下排污管道破裂导致废水持续下渗,污染羽沿水流方向扩散,COD和氨氮质量浓度在此过程中缓慢增加,第7300天时污染物影响范围和迁移距离达到最大,向东南方向迁移最远距离均达到808m。【结论】模拟结果显示第7300天时污染物影响范围已超出园区并进入长江,为防止污染物对当地生态环境造成威胁,需及时发现问题并采取控制措施。
     

闽东地区某化工企业污水处理站地下水污染预测及防治措施研究

以闽东地区某化工企业污水处理站为研究对象,对地下水污染情况进行模拟预测,并提出相应的污染防治措施。通过对该化工企业污水处理站场地野外水位和水质观测数据以及水文地质条件等资料,利用GMS软件构建场地地下水水流和溶质运移模型。对非正常工况下污水处理站防渗破损后特征污染物CODMn和六价铬环境影响进行预测,预测表明,污染物主要沿水流方向迁移,对地下水环境的影响范围随时间逐渐增大,污染物浓度随着迁移距离的增加而减少,不同污染物在地下水含水层中的溶质迁移距离和运移范围不同,预测时间10年后,污染物影响至北厂界处。     

随机模拟方法在地下水中COD迁移模拟研究中的应用

本文对地下水中COD运移规律进行模拟研究,考虑到弥散度取值存在不确定性,建立三维对流—弥散模型,将弥散度作为确定性参数和随机函数分别进行模拟。通过模型计算,揭示了研究区COD的空间分布规律以及弥散度取值的随机性对COD在地下水中迁移转化的影响。结果表明,COD运移受地下水流场的影响,其在地下水中的运移主要集中在研究区第一层的砂性土中,考虑随机性时COD在地下水中的运移扩散加快,浓度峰值增大,且在运移过程中横向偏离污染中心的距离更大,污染羽的形状发生变化,浓度等值线也变得略不规则。根据COD浓度及运移范围,对研究区划定出不同等级的水资源污染风险区,为水资源保护及污染防治提供科学技术依据。     

随机模拟方法在地下水中化学需氧量迁移模拟研究中的应用

对地下水中化学需氧量(COD)运移规律进行模拟研究。考虑到弥散度取值存在不确定性,建立三维对流-弥散模型,将弥散度作为确定性参数和随机函数分别进行模拟。通过模型计算,揭示了研究区COD的空间分布规律以及弥散度取值的随机性对COD在地下水中迁移转化的影响。结果表明,COD运移受地下水流场的影响;其在地下水中的运移主要集中在研究区第一层的砂性土中。考虑随机性时COD在地下水中的运移扩散加快,浓度峰值增大;且在运移过程中横向偏离污染中心的距离更大,污染羽的形状发生变化,浓度等值线也变得略不规则。根据COD浓度及运移范围,对研究区划定出不同等级的水资源污染风险区,为水资源保护及污染防治提供科学技术依据。     

加油站地下水苯系物迁移模拟研究

以天津市某加油站为例,采用污染指数法进行地下水污染评价,并在水文地质调查的基础上,采用Visual MODFLOW模型进行地下水流场和溶质迁移模拟,预测苯系物在地下水中的迁移过程和污染趋势。结果表明:加油站监测井水质基本指标的现状污染级别为Ⅵ级极重污染,基本指标污染的主要贡献指标为挥发酚、高锰酸盐指数色度、浊度和铁,其次为总氟;特征指标的现状污染级别为轻污染,最明显的污染贡献者为苯系物。采用Visual MODFLOW模型进行地下水流场及溶质运移模拟,结果显示:通过多次模型的校验,所建立的模型基本达到精度要求,符合评估区水文地质条件,能基本反映该区地下水系统的动态特征,可用于溶质运移模拟。污染物运移模拟结果显示,随着时间的推移,污染羽不断随着地下水向东南方向迁移;地下水流速缓慢,苯系物随地下水缓慢迁移,污染下游地下水。     

基于溶质运移模拟的某磷矿污染物迁移预测

矿山开采过程中所产生的矿坑排水含有一定的有害物质,给周围地区的地下水环境质量造成了一定的影响。以四川省某磷矿为研究对象,运用地下水溶质运移分析法和Visual Modflow软件溶质运移模拟模块对磷矿区污染物在地下水中的迁移范围和迁移趋势进行了模拟预测分析,结果表明在不考虑污染物在迁移过程中受到土壤和微生物影响的情况下,污染物总体迁移范围不大,污染物随着地下水迁移,总体向金沙江方向扩散,并且浅层地下水与深层地下水具有稳定隔水层,水力联系较弱,污染物不会通过上覆含水层进入深层地下水含水层。     

基于Visual Modflow地下水污染物溶质运移的模拟

垃圾填埋场渗滤液向地下含水层的渗漏是地下水受到污染的一个重要因素,而地下水溶质运移模型是找出污染迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段。为研究垃圾填埋场渗滤液对周边地下水的污染状况,本文基于地下水流动模型Visual Modflow和多组分溶质运移模型MT3DMS软件平台之上,通过建立的三维数学模型预测了研究区域未来30年内特征污染物Cl-的污染羽迁移范围。模拟分析结果表明:距污染源越近污染物浓度越高,主要危害沿地下水流动方向的远场地地表水和浅层地下水,深层地下水和污染源上游不受影响;污染物不易污染深层地下水,但是在深层地下水中的迁移速度最大;湖泊对溶质有持续捕获作用;在污染源周围开采地下水会影响溶质迁移速度和方向。上述结果为垃圾场防渗措施的选择和地下水的治理、修复提供了定量依据。     

煤矸石淋溶重金属对地下环境污染风险评价

通过分析重金属污染物在地下环境系统中迁移转化特征,建立了土壤水分运移模型和重金属污染物传输风险评价模型,并分别采用隐式差分和算子劈裂方法对模型进行数值求解.数值模拟结果表明重金属镉在地下环境系统中的浓度范围将沿地下水水流方向逐渐扩展,同一点位的浓度值呈逐渐增大的趋势,并且粘性土壤比砂性土壤对重金属具有较强的截留能力.不仅为煤矸石在地下环境系统中迁移的动态规律,预测煤矸石堆放在周围可能造成的污染规律和污染程度提供理论指导,而且还可为对矿区开采前的规划与管理以及环境评价提供决策依据.     

煤矸石淋溶重金属运移过程的水动力学模型及应用

通过分析重金属污染物在地下环境系统中迁移转化特征，建立了包气带土壤水分运移模型和重金属污染物传输耦合数学模型，并分别采用隐式差分和算子劈裂方法对模型进行数值求解。数值模拟结果表明：重金属镉在地下环境系统中的浓度范围将沿地下水水流方向逐渐扩展，同一点位的浓度值呈逐渐增大的趋势，并且粘性土壤比砂性土壤对重金属具有较强的截留能力。这不仅为煤矸石在地下环境系统中迁移的动态规律，预测煤矸石堆放在周围可能造成的污染规律和污染程度提供理论指导，而且还可为对矿区开采前的规划与管理以及环境评价提供决策依据。     

基于GMS应用的化工区地下水污染模拟与分析

 GMS是目前地下水数值计算的重要应用软件之一,运用GMS可以模拟地下水流分布和地下水污染物的迁移规律等。以化工厂区为例,经过地质模型概化、参数确定、调参等过程,预测污染物的浓度及污染范围。研究了该厂区渗滤液的扩散对下游抽水井的影响,建立了该厂区地下水流模型及溶质运移模型。结果表明,该区域地下水流向为自北向南,沿水流方向水位逐渐下降,水降幅度较为缓和,在下游抽水井附近形成地下水降落漏斗;污染物的浓度在持续增加,局部污染物浓度高达4.1mg/L,污染的范围也逐渐扩大,污染面积约为8.23×10⁵ m²,污染物向下游扩散长度约1084.64 m,在垂向上,厂区位置污染物已经扩散到第二层深水含水层。若不加以控制抽水量,会加剧污染物的扩散速度。     

新疆某地浸采铀矿山退役井场地下水污染特征

地浸采铀对地下水的污染及退役后地下水的复原是铀矿冶工业中的一个重要环境问题.本文对某退役地浸井场地下水的污染状况进行了系统的监测与分析.地浸生产对矿层上部和下部的含水层没有影响,各项指标处于该区地下水的本底范围内,也符合Ⅲ类地下水水质标准.地浸对采区内含矿含水层地下水造成严重的污染,污染组分主要有SO2_4、NO3_、H＋、U、Ca、Mg、Ba、Fe、Cu、Zn、Pb、Mn、Cd、As、Ni、F等,污染物的来源包括地浸生产中加入的化学试剂和岩石、矿物中的各种常量元素、微量元素被浸出释放进入地下水中.污染范围主要分布在地浸采区内,对采区上游地下水的污染影响较小;对采区下游地下水的污染程度较高,污染范围已达到采区下游700~1000 m.退役后天然地下水流场的恢复导致污染晕圈向井场下游迁移,但是由于岩石的“自然净化”作用导致污染物浓度随水流方向显著降低.     

土壤中有机污染物运移的数值模拟方法研究

有机物对环境和地下水资源的污染日益严重,它们在土壤水中的运移转化规律被各种物理、化学和生物过程所控制,相应的迁移转化模型主要由对流-扩散方程决定。地下水数值模拟方法通过有机污染物在包气带及饱水带中运移的调参耦合,可以较好的解决参数选取问题,可以更加准确的模拟出有机污染物在地下介质中的运移情况。     

基于MOLDFLOW的某污染地块地下水重金属污染风险评价

为摸清某污染地块地下水重金属污染及风险,在开展地下水调查工作的基础上,采用数值模拟的方法,通过地下水条件背景分析、水文地质概念模型构建、地下水流模型构建、地下水水质模型构建等,评估了地下水中重金属的迁移风险.调查表明,污染地块内地下水污染物主要为氨氮、锌、铅、砷、镉、镍,其中镉污染超标最为严重,超标率为67.7％.本污染地块地下水不具有饮用水途径,地下水中有毒有害物质不存在暴露途径.经模拟预测,在不考虑吸附和化学反应时,地表污染物进入含水层的时间小于21 d.在仅考虑对流弥散作用,不考虑污染物在含水层中的吸附与化学反应时,现状条件下地下水中的污染物迁移速度约0.8 m/a.结合区域地下水功能需求和环境管理要求,确定本污染地块地下水修复/风险管控目标为《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中IV类标准,其修复/管控范围为整个污染地块所在区域.     

离子型稀土矿原地浸矿开采对地下水环境影响数值模拟

以某离子型稀土矿为例,通过对矿体赋存特征和采矿工艺的分析,建立数学模型,对浸矿液在地下水中运移规律进行模拟.根据模拟预测结果提出地下水污染防治措施,再对采取措施后地下水中污染物分布规律进行模拟.模拟结果表明:截渗措施能有效防止原地浸矿开采对地下水环境的污染.     

地浸采铀地下水中放射性污染物迁移的模拟

地浸采铀对地下水的放射性污染是一个倍受关注的环境问题．本文对新疆某地浸采铀矿山井场地下水污染的监测结果进行了分析,建立了地浸采铀井场地下水中污染物迁移的动力学模拟,对污染物在地下水中的迁移规律进行了数值模拟．在地浸生产期间,有少量的放射性污染物U和硫酸向井场外迁移,但污染物：迁移速度和迁移距离都比较小,污染物浓度较低,污染物呈不规则的齿形迁移,U和SO4^2-的迁移规律与迁移趋势是一致．数值模拟对分析地浸采铀矿山地下水中污染物的迁移规律、预测和控制污染物的迁移提供有效的途径和依据．     

一次连续降雨过程中氨氮在不同介质中迁移模拟柱实验

氨氮在包气带中迁移与介质含水量多少有关。自然界中,降雨是影响介质含水量多少和运移的主要因素。通过动态土柱实验模拟降雨过程中氨氮迁移规律。结果表明,降雨时包气带处于饱和状态,氨氮下移平均速率10 cm/5 h,明显比非降雨情况污染扩散速度高1个量级。降雨后包气带处于非饱和状态,介质可固定氨氮。粗颗粒中氨氮浓度变化稳定;细颗粒中氨氮浓度缓慢减少。72 h连续实验,浅层氨氮达到吸附平衡,深层未达到吸附平衡,粗颗粒吸附速率慢于细颗粒。     

基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟

针对重金属污染物在土壤中的运移扩散问题,采用有限体积法对二维稳态水流中污染物运移的基本方程进行离散,获得污染物在饱和土壤中运移的有限体积法计算模型.运用Matlab模拟不同条件下重金属污染物运移的动态过程,研究污染物运移规律.研究表明,当污染源始终存在时,随着时间的推移,质量浓度等值线近似由中心抛物线形渐变为外围椭圆形,水平向和竖直向浓度均不断减小;当污染源存在10天后移除时,随着时间的推移,质量浓度等值线呈椭圆形,污染范围逐渐变大,浓度不断减小,椭圆中心处浓度最大.     

浑河扇地典型区域地下水有机污染物运移与预测

在地下水污染调查的基础上,根据室内外实验和文献资料获取的参数,利用Visual Modflow数值模拟软件建立浑河冲洪积扇地下水流模型;以水流模型为基础建立浑河扇中游,浑河与细河地表水交叉污染地下水的典型区域的溶质运移模型,选取检出率最高的苯并(a)芘(BaP)作为模拟因子进行有机污染物运移规律的研究与预测,预报BaP在未来10年内的迁移特征,进而提出区域规划建议。研究结果表明:以地表水为污染源,至未来10年,BaP对周边的最大影响面积约9.54 km2,潜水中预测的质量浓度峰值为1.80μg/L,承压水中预测的质量浓度峰值为0.08μg/L;对流-弥散作用是BaP迁移的驱动力,生物降解及吸附作用使其持续衰减;地下黏性土分布连续的区域,BaP扩散滞缓,黏性土对BaP具有阻滞作用。建议将BaP影响区规划为景观带,从而降低污染水发病率。     

某简易污泥填埋场污染物调查与扩散迁移研究

未经规范处理进行简易填埋处置的污泥对周围环境存在较大的污染风险。基于某简易污泥填埋场项目,通过对场地地貌及地质条件分析,从污泥、渗沥液、周围土壤、地下水四个方面出发进行污染物调查;并建立污染物Mn的扩散迁移模型,分析不同时间段Mn的扩散迁移规律。调查及模拟结果表明,污泥填埋场存在渗透性较好的沙砾石层,地下水水力联系条件良好,污染物易发生迁移扩散现象;大部分污染物对周边环境影响较小,少部分污染物指标超标;Mn在填埋场周围的地层中迁移速度较为显著,其污染范围在25年后可以达到距离1号坑约400 m的距离,为了防止扩散迁移可在地下水流向方向设置相应污染防治措施。     

焦作地区浅层地下水硬度污染机理及迁移预测

分析焦作地区浅层地下水硬度污染物与地下水其他化学特征的相关性,研究该区浅层地下水硬度的污染机理,运用Visual Modflow软件建立水质模型,模拟预测浅层地下水中硬度污染物的迁移规律。结果表明:该区浅层地下水硬度污染严重,主要原因是工矿企业污废水排放和对浅层地下水的不合理利用,造成进入浅层地下水的污染物增多,直接引起浅层地下水硬度升高;另一方面使得本区浅层地下水的化学场、动力场发生变化间接引起本区浅层地下水硬度升高。模拟结果显示,浅层地下水中硬度污染物的迁移明显受到水文地质条件的影响,迁移方向与地下径流方向基本一致,自西北向东南方向迁移。