地下水环评中污染物运移规律对比研究

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1、地下水环评中污染物运移规律对比研究胡伟伟中煤西安设计工程有限责任公司（作者简介：胡伟伟，男，工学硕士，地下水科学专业，主要从事与地下水相关的工作和研究，公开发表论文十余篇。邮箱huzhognwei636@126.comQQ:2286149116电话：029-87853455）摘要：污染物在地下水中的运移规律研究是当下地下水污染研究及其防治的一项基础工作。本文以某危险废物综合处置中心为例，结合《环境影响评价技术导则—地下水环境》HJ610-2011要求，分别应用解析法与数值法分析污染物在事故渗漏条件下溶质在含水层

2、中的运移特征及污染羽扩散规律。分析结果显示：同一污染背景下两种方法预测的结果趋势相同，但污染物扩散程度和距离却差异较大。主要原因是两种方法的适用条件不同。不同水文地质条件及基础资料条件下建议采用相应的方法以更好的分析和评价污染物运移规律。关键字：危废处理中心；渗漏液；解析法；数值法；影响预测0前言地下水资源是支撑经济社会可持续发展的重要战略资源，防治地下水污染是我国水环境保护和饮水安全保障体系建设的重要组成部分。在干旱、半干旱地区，地下水则是主要的、甚至是唯一的可用水源。在全国660多个城市中，利用地下水作为饮

3、用水源的城市就有400多个，全国有近1/3的人口饮用地下水[1]。近年来，随着我国经济社会的快速发展，地下水环境压力逐渐增大，区域地下水污染问题日益凸现，局部地区地下水污染问题十分突出，部分地下水饮用水水源水质安全得不到保障。由于地下水水文地质条件复杂，治理和修复难度大、成本高、周期长，一旦污染，所造成的环境与生态破坏难以逆转[2]。1地下水污染现状2009年，经对北京、辽宁、吉林、上海、江苏、海南、宁夏和广东等8个省（区、市）641眼井的水质分析，水质Ⅰ类－Ⅱ类的占总数2.3%，水质Ⅲ类的占23.9%，水质Ⅳ

4、类－Ⅴ类的占73.8%，主要污染指标是总硬度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铁和锰等。2009年，全国202个城市的地下水水质以良好－较差为主，深层地下水质量普遍优于浅层地下水，开采程度低的地区优于开采程度高的地区。由于地下水水文地质条件复杂，治理和修复难度大、成本高、周期长，一旦污染，所造成的环境与生态破坏难以逆转。目前，我国地下水环境管理基础相当薄弱，地下水基础状况和污染状况底数不清，法律法规和标准建设滞后，水环境监管体系不完善，对环境协调发展和经济社会可持续发展产生严重影响，地下水污染防治工作面临严峻考验[

5、2]。2污染物运移研究方法污染物在地下水中的运移规律研究是当下地下水污染研究及其防治的一项基础工作。目前常见的研究地下水运移规律的方法有解析法和数值法，结合《环境影响评价技术导则——地下水环境》HJ610-2011，分别介绍两种方法。2.1解析法求解复杂的水动力弥散方程定解问题非常困难，实际问题中依据数值方法求解的较多。但当求解参数不足时候，利用解析法较为方便。同时，可以利用解析法对数值法进行检验和比较，并用解析法拟合观测资料以求得水动力弥散系数。依据污染物注入量及频率，自然界中污染物泄漏或排放有两种方式，即污

6、染物瞬时注入或污染物以一定的浓度持续注入。依据《环境影响评价技术导则——地下水环境》HJ610-2011推荐的公式，当污染物瞬时注入时（现实中多为事故情况下突然泄漏），将含水层概化为一维无限长多孔介质柱体，污染物运移规律可用公式（1）表示[3]。2(xut)m/wC(x,t)e4DLt（1）2nDtL式中：x—距注入点的距离，m；t—时间，d；C（x，t）—t时刻x处注入污染物浓度，mg/L；m—注入的示踪剂质量，kg；w—横截面面积，m2；u—水流速度，m/d；n—有效孔隙度；D2L—纵向弥散系数，m

7、/d；π—圆周率。实际情况中往往存在危险废物渗滤液在不为人知的情况下以相对固定的浓度不断的渗入地下水含水层中，类似此类情况可用公式（2）表示污染物的运移规律。uxC1xut1Dxuterfc()eLerfc()（2）C022DLt22DLt式中：x—距注入点的距离，m；t—时间，d；C—t时刻x处注入污染物浓度，mg/L；C0—注入的污染物浓度，mg/L；u—水流速度，m/d；D2L—纵向弥散系数，m/d。2.2数值法水是溶质运移的载体，地下水溶质运移数值模型应在地下水流场模拟的基础上进行。因此，地下水

8、溶质运移数值模型包括水流模型和溶质运移模型两部分。溶质运移部分控制方程为：CCRDijviCWCsWC1C2bC（3）txixjxi式中：R—迟滞系数；—介质密度，mg/L；b—介质孔隙度；C—组分浓度；C—介质骨架吸附的溶质浓度；t—时间，d；D2ij—水动力弥散系数张量，m/d；Vi—地下水渗流速度张量，m/d；W—