基于数值模拟的再生水对地下水质影响实例

为了探讨在再生水地表回灌条件下,再生水对地下水中氨素和主要盐分浓度变化的影响,选取现实存在的清河再生水湿地公园为例,以氨氮、Cl-离子为主要研究对象,利用Hydrus-1D溶质运移模型和Modflow、MT3DMSD耦合地下水模型,模拟了再生水长期利用后的地下水氨氮和Cl-指标变化情况。研究结果显示,再生水到达包气带底部时,水中氮氨、Cl-离子含量高于研究区潜水地下水中的相应指标含量,氨氮超出地下水质量Ⅲ类标准。预测5~20年后,潜水中氨氮超标面积不断扩展,20年后将达14km2,氨氮超标垂向延伸至第一层弱透水层;Cl-离子在潜水中不超标,但在湿地公园周边浓度有所增加。湿地公园再生水的长期地表回灌将给当地地下水质量带来负面影响。     

北京市大兴新城水源地保护区划分

北京地下水资源持续超采,已出现水资源枯竭和浅层地下水大面积污染问题,建立饮用水源地保护区是保护地下水水源的有效手段。本文应用数值模拟法和公式法,对北京大兴新城水源地保护区进行划分。考虑大兴水厂所在地水文地质条件,分别对第四系和基岩进行保护区划分,对不同分区进行叠加,得出水源地保护区范围。通过两种方法计算出的保护区面积相差不大,但是数值模拟法计算出的二级保护区面积比公式法计算的结果小5.5km2,主要因为公式法计算时没有考虑地下水含水层边界条件和岩溶地下水富水性不均一等因素,而数值模拟模型在水文地质条件的基础上进行水源地保护区划分,比较符合水源地所在区域实际的水文地质条件。通过对划分结果的对比和分析可以看出,公式法划分水源保护区的方法简便易行,但是概化结果与实际地质条件差异较大。数值模拟法对含水层结构和水文地质条件的概化相对客观、详尽,但是该法应用过程较复杂。在实际划分水源保护区的工作中,应将公式法和数值模拟法结合应用。     

加油站地下水甲基叔丁基醚(MTBE)的迁移模拟研究

本文以北京市某加油站为例,在水文地质调查、地下水水质评价的基础上,采用Visual MODFLOW模型进行地下水流场及溶质运移模拟,预测MTBE在地下水中的迁移及污染趋势。结果表明:监测井水质污染现状为VI级极重污染,主要贡献指标是锰和MTBE;所建立的模型基本达到精度要求,符合工作区水文地质条件,能基本反映该区地下水系统动态特征;利用模型对地下水中MTBE的运移模拟可知,运移100天后,加油站下游约500m处潜水中MTBE将检出,运移800天后,距离加油站最近的水源井一级保护区内潜水将能检出MTBE,1500天后,距离加油站最近的水源井处潜水中的MTBE浓度将远超过0.5μg/L,另外运移2550天后,MTBE将影响至承压水,4015天后,距离加油站最近的承压水水源井中MTBE的浓度将达到0.5μg/L。     

某加油站地下水基础环境调查及健康风险评估

本文以某地下水源保护区内一加油站为典型案例。通过对典型加油站场地及周边水工环地质条件的调查,分析该场地浅层地下水水质特征,建立水流数值模型和溶质运移模型对地下水流场及特征污染物运移进行模拟预测,并在此基础上评价特征污染物对下游水源井所在地周边人群的健康风险。调查结果表明:该加油站监测井地下水质量为V类,有机污染的主要特征指标为甲基叔丁基醚(MTBE);对特征污染物MTBE运移模拟预测可知:800d后,距加油站最近的下游水源井一级保护区内潜水中MTBE将可被检出,1500d后,距加油站最近的下游水源井北侧潜水MTBE浓度将会达到0.04mg/L的水平;健康风险评估的结果显示,该加油站对下游水源井造成的MTBE污染所引发的致癌风险会达到1.2E-06,超过了人体健康致癌风险可接受水平1.0E-06,对人体健康存在风险。该场地关注污染物MTBE的地下水风险控制值应在0.033mg/L以下。     

垃圾渗漏液在包气带及含水层中的联合运移模拟

近年来,全国各地新建了大量的垃圾填埋场,其中多有不符合垃圾处理处置场地建设规范的,垃圾填埋场渗滤液对地下水的污染风险也逐年凸显,这就要求对后续垃圾填埋场建设时,在环评阶段做好垃圾填埋场渗滤液对地下水的污染风险预测,为垃圾填埋场地下水污染预防设施的设计与建设提供指导。本文探索了垃圾渗滤液在包气带和含水层中的联合运移模拟,首先利用Hydrus建立包气带模型,模拟垃圾渗滤液中氨氮在包气带中的迁移转化,在此基础上用Visual Modflow软件建立地下含水层模型,对比渗滤液经过包气带过滤和没经过包气带过滤两种情景下的污染范围和程度。模拟结果显示,包气带和含水层联合运移模拟渗滤液泄漏后的运移途径和路线,更接近渗滤液进入含水层的实际情况。     

北京市海淀区某些重点企业周边表层土壤重金属污染风险评价与变化趋势研究

采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法与潜在生态危害指数法对2018—2020年海淀区重点企业周边表层土壤样品中8项重金属元素全含量进行污染、累积与生态风险评价,浅析重金属累积来源及变化趋势.结果表明,PN最大值为0.55,低于0.7,土壤环境质量为安全等级.Cr、Cu、Zn、Hg、As为主要累积元素,Cu、Zn、Pb、Hg、Ni两两之间存在极显著相关性,Cr与其他元素相关性相对较弱.分析土壤中Cr累积主要受成土母质影响,Hg累积主要为点源污染造成.土壤中重金属全含量各年均值变化趋势平稳,仅个别企业周边土壤潜在生态风险相对略高,建议加强企业内部和周边土壤监测等.     

北京市海淀区某些重点企业周边表层土壤重金属污染风险评价与变化趋势研究

采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法与潜在生态危害指数法对2018—2020年海淀区重点企业周边表层土壤样品中8项重金属元素全含量进行污染、累积与生态风险评价,浅析重金属累积来源及变化趋势.结果表明,PN最大值为0.55,低于0.7,土壤环境质量为安全等级.Cr、Cu、Zn、Hg、As为主要累积元素,Cu、Zn、Pb、Hg、Ni两两之间存在极显著相关性,Cr与其他元素相关性相对较弱.分析土壤中Cr累积主要受成土母质影响,Hg累积主要为点源污染造成.土壤中重金属全含量各年均值变化趋势平稳,仅个别企业周边土壤潜在生态风险相对略高,建议加强企业内部和周边土壤监测等.     

数值模拟法在地下水水源地保护区划分中的应用

地下水资源是北京供水系统的支柱,设立地下水水源地保护区,是保护水源地最大可能免受人类活动影响、保证水质安全的重要措施。论文以北京市某典型水源地为例,在收集相关水文地质勘查、长期动态观测、水源地开采现状、规划及周边污染源调查等成果资料的基础上,建立了地下水系统水文地质概念模型,模拟出地下水流场。通过质点追踪技术,计算水源地水力捕获带范围。综合考虑水源地周边地形、地物和潜在风险污染源等因素,确定了水源地保护区的范围。结果表明,数值模拟法能客观详细地刻画实际地下水含水层的结构与水文地质条件,划分结果可靠、准确,能为地下水管理部门提供有效合理的保护依据。