基于Visual MODFLOW的某尾矿库地下水污染模拟

以甘肃省合作市某尾矿库库区作为研究区,应用Visual MODFLOW建立了地下水水流模型和溶质运移模型,模拟了4种特征污染物在尾矿库无防渗和尾矿库人工防渗层破损两种非正常工况下的运移情况。数值模拟预测了污染物的影响范围、超标范围和最大运移距离。由预测结果可知:污染物主要沿水流方向运移,对水环境的影响随时间逐渐增大;氨氮和总磷对水环境的影响较大,总砷和六价铬影响较小;两种工况中,尾矿库无防渗对水环境造成的影响更为恶劣。     

甘肃格宏道金矿尾矿库污染物运移规律

尾矿库污染物运移问题对尾矿库周边地下水安全有重要的影响,因此准确地掌握尾矿库渗流及污染物运移规律,对保护矿区的地下水安全具有重大的意义。根据渗流理论以及河谷区坡度大、地形高差大、含水层倾斜的实际情况,建立以水平多层剖分方式的尾矿库水文地质概化模型,运用Visual Modflow中MT3DMS模块对研究区氨氮在地下水中的运移规律进行模拟分析。结果表明:氨氮在地下水中的运移方向与地下水水流方向基本一致,氨氮浓度随着迁移距离的增大而减小。     

基于GMS的岩溶区火电厂地下水污染物运移模拟

根据毕节市某拟建火电厂水文地质条件,利用GMS软件建立研究区地下水流模型、溶质运移模型。在防火堤底部采取黏土、防水混凝土、土工膜3种不同防渗材料情况下,模拟柴油泄漏在研究区强径流带的运移情况,结果表明:不同防渗材料下污染物渗漏的影响范围相差较大,采用黏土和防水混凝土作为防渗层时,柴油泄漏后向含水层各个方向发生运移,污染羽大致呈椭圆形,污染物以渗漏点为中心沿水流方向向下游扩散,进入强径流带后迅速流入地下暗河;采用土工膜作为防渗层时,污染物几乎未透过土工膜渗入地下水。     

考虑组分活度的多组分污染物扩散模型

在处置固体废弃物时多采用具有隔离和屏障作用的压实黏土衬垫体系,其渗透性极低,渗滤液溶质在其中的主要运移方式为扩散。针对各类堆场渗滤液中多组分污染物并存的实际工程现象,研究了多组分污染物在防渗黏土垫层中的扩散规律。基于混合物组分线性动量平衡,引入可考虑组分有效浓度的活度系数,建立了多组分污染物在黏土垫层中的一维扩散模型。使用有限元软件COMSOL Multiphysics对所建扩散模型进行求解,揭示了多组分污染物在黏土垫层中的扩散规律。结果表明:与单组分污染物扩散相比,多组分污染物共存时组分活度的引入对独立组分的扩散起到了阻滞作用。研究结果能够为各类堆场设计合理经济的防渗隔污屏障提供理论依据。     

两种土压力水平下防渗帷幕的防污能力

为探究防渗帷幕材料在不同荷载作用下导致的渗透性和厚度变化对其防污能力的影响,在对土-膨润土防渗帷幕工程性质分析的基础上,进行了污染物运移计算,分析了不同压力和边界条件下帷幕的击穿时间。结果表明:土-膨润土帷幕材料多属于中压缩性土,帷幕材料在底端压力下渗透系数与初始渗透系数的差异可达1个数量级;常用的相对浓度为10%和稳定通量为5%两种击穿标准所得击穿时间存在较大差异,两者的比值为1.42~2.21;以帷幕底端参数计算的帷幕下游处相对浓度和通量均小于以初始参数计算的结果,前者击穿时间大于后者,以最大压力对应参数所得的设计结果偏于危险。     

基于GMS的油库污染物渗漏迁移过程研究

大型油库项目在建设和运行过程中可能对区域环境造成不良影响,尤其是发生事故时可能对地下水造成一定的污染.以滨海地区拟建的某原油商业储备基地工程为例,采用GMS软件,对未采取防渗措施、采取了防渗墙和防渗层3种情景下石油类物质对地下水的污染状况进行模拟.污染物运移20 a后未采取防渗情况下,受污染的面积为5.96 km2;采取防渗墙、防渗层措施后,污染面积分别为0.72,0.83 km2.研究结果表明,采用防渗墙和防渗层均可较好地阻滞石油类污染物在地下水环境中的迁移,且防渗墙的效果更好.     

基于FEFLOW的高尔夫球场地下水污染风险预测研究与效果评估

针对日益严重的高尔夫球场地下水污染问题,以高尔夫球场的地下水污染防渗和保障城市供水安全为目标,为了预测高尔夫球场的地下水污染风险和探究其防渗方法,以北方某高尔夫球场为例,通过分析研究区概况,基于FEFLOW建立了地下水流和溶质运移模型,采用数值分析方法,预测球场污水处理设施失效时的地下水污染风险,并评估防渗效果。结果表明:在污水处理设施失效100 d时,锰扩散最远距离为112. 45 m,六六六扩散最远距离为48. 50 m,短期内扩散较快,对下游居民区产生威胁;防渗措施应用后100 d时,污染物扩散最远距离约为50. 2 m;应用1 000 d时,污染物扩散最远距离约为54. 8 m,扩散范围变化不大且控制在球场范围内,防渗效果良好。该数值分析方法很好的预测了污染物在有无防渗两种工况下的迁移情况,通过设置防渗层和防渗帷幕有效阻滞了污染物迁移,研究成果对高尔夫球场的地下水污染控制具有一定的借鉴意义。     

考虑固结、扩散和降解耦合作用下污染物在黏土中的运移解析模型

为了研究在固结、扩散和降解耦合作用下污染物通过黏土衬垫的运移规律,建立了有机物在其中的运移模型,并获得了零通量和零浓度下边界条件的解析解。本文模型计算结果与数值分析程序Comsol获得的结果较为一致。结果表明有机污染物的降解作用能有效地减少其在黏土衬垫中的浓度和底部通量。针对2 m黏土衬垫,半衰期为10年工况的底部通量仅为半衰期100年的24%;半衰期为10年的工况底部浓度分别是无降解和半衰期为100年的11.78%和15.8%。本文解析模型相对简单,可用于验证复杂数值模型,以及评价扩散、固结和降解耦合作用对污染物运移的影响等。     

填海工程背景下半岛地下水流场及污染物运移的数值模拟分析

以古雷半岛为例,基于GMS地下水数值模型探索海砂填海(情景一)、海砂+黏土填海(情景二)、黏土填海(情景三)这三种填海情景对研究区地下水流场及污染物运移的影响。结果表明:(1)研究区在填海背景下地下水水位整体抬升,水位上升幅度由小到大依次为情景一、情景二、情景三,最高升幅达4.78m。(2)不同填海情景下的地下水流场差异在填海区的黏土区域最为明显,情景二、情景三与情景一的地下水水位差最大值分别为4.44 m和8.20m。(3)在仅考虑物理作用的情况下,三种填海情景下污染物运移均呈现以水平运移为主、垂向运移为辅的特点。(4)相较于污染物运移基本相同的情景一与情景二,预测时间30a时,水平方向上情景三污染物迁移面积、迁移速率分别下降23.07%、18.89%;垂向上污染物主要积聚于第一层含水层,情景三观测井在第一层含水层的污染物浓度为情景一(或情景二)的5.87倍。说明采用低渗透性黏土填海对于污染物运移具有一定的阻滞作用。     

湖泊防渗对地下水水质影响的数值模拟

为研究湖泊防渗对地下水水质的影响，在现场和室内试验的基础上，运用二维包气带溶质运移模型进行防渗对地下水中氨氮污染物的浓度影响的模拟。分析结果表明：当湖水氨氮浓度保持目前的0.14mg/l时，无防渗时，地下水中氨氮平均浓度由0.43mg/l下降到0.23mg/l，有防渗时，则下降至0.29mg/l；当湖水中氨氮污染物浓度为1mg/l，无防渗时，在计算期末地下水中氨氮平均浓度由0.43mg/l上升到0.77mg/l，有防渗时，则上升至0.53mg/l。因此，在湖水水质好于地下水时，湖底防渗将降低地下水环境质量改善的速度；而在湖水水质较差时，湖泊防渗将显著降低地表水污染物向地下水的扩散强度，有利于地下水水质的稳定。     

非正规垃圾填埋场地下水污染控制技术比较

以我国北方某非正规垃圾填埋场为例,应用数值模拟方法,分别对不同的地下水污染控制技术效果进行了模拟预测。结果显示:针对研究区的水文地质结构特征及场区内垃圾特性,抽水为短期内最优控制技术;源项去除控制技术则为长期的最优选择;帷幕灌浆、河流防渗以及顶部覆盖不透水层的控制技术,只能阻滞场区内潜水中污染物向外迁移,无法阻止污染物对微承压水的入渗。     

基于数值模拟的某临河工业固体废物渣场地下水污染控制研究

简易渣场无规范环保措施,是地下水和土壤的重要污染源。针对简易渣场,以彻底清除污染源和重新规范渣场建设为优先方案,但确无条件实施上述方案时,一些地方也采用封场配套物理阻隔和抽出-处理等措施,最大程度控制和缓解渣场对周边地下水环境的影响。以某临河工业渣场为例,建立了就地封场、就地封场联合水动力阻隔、就地封场联合防渗帷幕及抽出-处理方案的Modflow模型,模拟了各方案的控制效果。结果表明:封场虽可较快恢复渣场区地下水质量,但并未从根本上消除污染物;封场基础上在临河侧设置抽水量170 m~3/d的水井1口亦有较好的控制效果,但存在运行管理困难的问题;封场基础上联合帷幕注浆及抽出-处理,相对有一定优势,但运行管理仍有一定难度。因此,若条件允许,最好的方案仍是彻底清除污染源或重新规范渣场建设。     

水源热泵直线型异侧抽灌系统渗流场影响分析

以西安市某地下水源热泵直线型异侧布井为例,分别运用解析法、数值模拟方法分析了渗流场影响范围,并确定了渗流场影响范围、安全距离与井距的对应函数关系。结果表明:在含水层水文地质参数、井孔抽回灌量参数确定的条件下,渗流场影响范围、安全距离均与抽回灌井距呈正相关关系;水源热泵布井时应考虑抽回灌井群系统对渗流场区和周边建筑物地基沉降造成的影响,以便合理规划水源热泵布井区和优化抽灌井布井间距。     

GMS在地下水污染质运移数值模拟预测中的应用

利用地下水模型系统软件GMS,对研究区污染物在地下水中污染运移进行数值模拟.根据模拟结果,规划基地的防渗减小了对地下水的污染影响.建议加强监测,在做好防渗的同时,开展水力调控措施研究,降低地下水污染应急处理的技术难度.     

陈家冲垃圾填埋场地下水环境健康风险评价

垃圾填埋是目前国内处理城市生活垃圾的主要方式,由垃圾渗滤液引发地下水环境污染已成为当前主要的水环境问题之一。选择武汉市陈家冲垃圾填埋场为研究对象,通过对该区周边地下水布孔取样和监测,分析了垃圾填埋场对其周围地下水环境的影响。结果表明:研究区地下水的主要污染因子为Pb、Cd和Fe,且各污染物的浓度与采样深度、井距呈负相关关系。垃圾填埋场产生污染的影响范围主要在距离800m以内、深度小于5.5m的地下水。为进一步了解该区地下水对人体健康危害的风险程度,对研究区地下水进行了水环境健康风险评价,结果显示:研究区各采样井地下水的总风险值在2.71×10~(-4)/a~7.12×10~(-3)/a,均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值5.0×10~(-5)/a,主要风险因子为基因毒物质Cd和Cr(VI)以及躯体毒物质硝态氮;其中,Cd和硝态氮所致的健康风险值超标率100%,而Cr(VI)的健康风险值超标率为50%,对暴露人群存在健康危害风险。此外,对男性和女性健康风险值的研究显示,研究区地下水环境中污染物的男性健康危害风险值普遍高于女性。     

基于GMS的云南德厚水库下游废弃砒霜厂地下水溶质运移模拟

地下水溶质运移模拟是找出污染物迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段,可以为合理开发地下水资源、优化设计地下水开采方案及地下水污染修复提供定量依据。在分析德厚水库咪哩河流域裂隙岩溶含水层的水力性质和污染物运移特征的基础上,运用GMS软件建立地下水流场模型和溶质运移模型,对裂隙岩溶水的流场和污染物进行了数值研究,判断出了污染源分布及污染羽扩展范围,分析了砒霜厂污染物运移对水库建设的影响。     

扶余油田开发中石油类污染物对地下水环境影响模拟分析

分析了扶余油田开发建设过程中对地下水环境的污染来源和途径。针对该油田工程工艺分析的特点,建立地下水环境中石油类污染物运移的数学模型,并进行了预测分析。结果表明,在油田正常工作状态下石油类污染物不会污染第四系潜水;在出现事故时,石油类污染物会污染潜水,分别预测了1 a、3 a、5 a、10 a后石油类污染物运移的范围分别是160.2 m,439.5 m,711.8 m和1 381.4 m。为提出科学的油田开发地下水环境保护措施提供了可靠依据。     

基于MT3DMS的某采煤厂污染物运移模拟

随着工业化发展速度加快,大量采煤带来的环境污染问题日益突出。为了保护安康石煤开采区域的生态环境,掌握当地污染物运移规律尤为重要。因此,基于安康市2018年2月地下水流场资料,利用Visual Modflow中的MT3DMS模块建立溶质运移模型,对采煤厂污染易发区域的多种特征污染物在不同情况下的运移进行研究,并提出相应的污染防治建议。结果表明:当未采取任何措施时,Al~(3+)、Fe~(3+)和NH_4~+这3种特征污染物在泄漏1 000 d后超标面积在1 893～5 975 m~2之间;当安装防渗层或加快检漏频率后,仅NH_4~+在泄漏1 000 d后出现1 693 m~2的超标,其余污染物浓度均低于超标限。