例说一维稳定流动溶质运移模型预测地下水污]

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1、例说一维稳定流动溶质运移模型预测地下水污染-精品资料本文档格式为WORD,感谢你的阅读。最新最全的学术论文期刊文献年终总结年终报告工作总结个人总结述职报告实习报告单位总结　　摘要：本文通过某矿山尾矿库环境水文地质试验及一维稳定流动溶质弥散模型进行预测和评价的实例，简述如何结合地形地貌及地下水流场特征选择一维稳定流动溶质弥散模型，并简要介绍利用新设备进行弥散试验及参数的求解、并利用试验值在一维稳定流动溶质弥散模型中进行数值法预测和评价的方法与过程，并阐述这一方法的实用意义。　　关键词：弥散模型;弥散试验；渗流速度；弥散系数；弥散度　

2、　TU74A　　目前，地下水污染问题越来越受到人们的关注。如何评价人为活动和自然污染源可能造成影响，已经成为环境影响评价技术的核心内容之一。《环境评价技术导则》（HJ610-2011）[1]实施以来，要求一级评价项目对地下水水质采用数值法进行影响预测和评价，从而对预测和评价工作提出了新要求。污染源的形成、迁移和转化过程极其繁杂，对水质的变化及预测也是难题。国际上（美国、加拿大及欧盟各国）在这一领域有较为成熟的评价体系，如MapGIS下的DRASTIC模块、GMS下的Mt3dmas模块、VisualMODFLOW等[2]。由于我国在

3、这一领域的研究起步较晚，还未形成自己的具有自主产权的评价体系，业内人士大都是应用上述软件进行预测和评价工作。虽然近几年来在这一领域我国也得到了一些发展，但由于上述软件界面多未汉化，使得应用难以普遍，多局限于院校及科研单位。本文利用某矿山环境影响评价报告之地下水环境尾矿库部分的溶质运移预测及评价的实例，简要介绍环境水文地质试验和运用地下水环境中的一维稳定流动溶质弥散模型进行预测和评价过程。这一弥散模型因其简捷易懂，可避难就简，这也是一维稳定流动溶质弥散模型纳入国家环境保护标准之缘由所在。　　1弥散模型的选择及参数涵义　　与大多数尾矿

4、库一样，实例中的尾矿库也是建设在两侧为高山的狭窄地带，天然流场地下水流向与山之走向平行，与设计初期坝近于垂直。所以，在预测沿流向方向和垂深方向溶质浓度随时间变化时，可选择一维无限长多孔介质柱体，一端为定浓度边界一维稳定流动一维水动力弥散模型进行概化。以沟谷作中轴线，以中轴线于初期坝交点作原点，垂直于中轴线不同距离溶质浓度随时间变化时，可选择连续注入平面点源一维稳定流动二维水动力弥散模型进行概化。　　⑴一维半无限多孔介质柱状定浓度边界预测模型　　…………………………………………………………………………………（1）　　式中，x为距注入

5、点的距离（m）;t为时间（d）;为t时刻x处的污染质浓度（mg/L）；C0为污染质源汇浓度（初始浓度）（mg/L）；uT，uL分别为水平和垂直渗流速度（m/d）;DL为纵向弥散系数（m2/d）；Erfc()为余误差函数[3]。　　⑵连续注入污染质—平面连续点源预测模型　　………………………………………………………（2）　　式中，x，y为计算点处位置坐标（m）;M为含水层厚度（m）；mt为单位时间注入污染水的质量（kg/d）；n为有效孔隙度;DT为y方向的弥散系数；（m2/d）；为第二类零级修正贝塞尔函数[3];为第一类越流系数井函

6、数[3]。　　2环境水文地质试验　　环境水文地质试验需根据求得上式中各参数来进行设计，其中弥散试验最重要。本案中考虑了岩土的吸附能力还进行了淋滤试验，但未考虑化学分解及生物降解作用。限于篇幅，本文仅简要介绍弥散试验的过程及获得的参数。根据土壤淋滤试验：土壤对淋滤液中Cu离子及Pb离子吸附能力在逐渐降低，至库首已无吸附能力，转变为解吸土壤中的Cu进入地下水。有鉴如此，在建立污染质运移数学模型时，不考虑考虑污染物在地下含水层中的吸附、挥发、生物化学反应。　　⑴综合评价法污染因子的确定　　按标准指数及综合评价法确定尾矿库水质均属Ⅴ类（极

7、差）。污染因子确定为重金属Cu、Cd、Zn。本文仅以Cu为例。　　⑵弥散试验　　本次弥散试验的目的是确定基岩裂隙含水层的动力弥散系数，为污染物在该含水层中的迁移、扩散规律的预测提供基础的水文地质依据。　　试验选位于矿尾矿库的中部（如图1所示），共由ZK57-1、ZK57-2、ZK57-3三个钻孔组成，间距分别为1.50m和1.71m，孔深分别为20.50m和20.70m，分别揭穿了表层第四系粉质粘土和侏罗系强风化和中风化砂岩。其中表层第四系残坡积粉质粘土结构致密，为相对隔水层；侏罗系强风化和中风化砂岩裂隙较发育，富含基岩裂隙水，具

8、承压性。由于试验场地侏罗系砂岩裂隙含水层的渗透性较差，且天然条件下地下水的水力坡度较小（约为1.27%），地下水的流速非常缓慢，采用在人工抽水流场条件下进行。ZK57-1抽水，ZK57-3、ZK57-2投放荧光素钠示踪剂示踪剂，监测抽水孔示踪剂浓度