第六章(2)地下水数值模拟模型的应用实例xiugai

1、地下水数学模型及数值模型的建立地下水数学模型及数值模型的建立 含水层之间存在的一含水层之间存在的一个弱透水层组由于相个弱透水层组由于相对隔水，地下水流动对隔水，地下水流动特征以水平为主，垂特征以水平为主，垂向为辅。研究区含水向为辅。研究区含水层组概化为层组概化为3层，一层，一个浅层水含水层、一个浅层水含水层、一个弱透水层和一个深个弱透水层和一个深层压含水层。层压含水层。水文地质概念模型水文地质概念模型水文地质概念模型水文地质概念模型o模拟区地下水总体由西北流模拟区地下水总体由西北流向东南；向东南；o北部边界为宿北断裂是一隔北部边界为宿北断裂是一隔水断裂，断裂阻隔了岩溶水水断裂，断裂阻隔了岩溶水

2、和孔隙水之间的水力联系，和孔隙水之间的水力联系，作用阻隔了北区岩溶水与南作用阻隔了北区岩溶水与南区孔隙水的水力联系，因此区孔隙水的水力联系，因此是隔水边界。是隔水边界。o东西南部边界为宿州市规划东西南部边界为宿州市规划区区域边界，均为透水边界。区区域边界，均为透水边界。浅层水水力坡度浅层水水力坡度1/55001/6500；深层水比浅层水；深层水比浅层水稍小，迳流缓慢稳定，故可稍小，迳流缓慢稳定，故可处理成二类流量边界。处理成二类流量边界。地下水数学模型的建立地下水数学模型的建立o 三维、非均质、各向异性、非稳定流三维、非均质、各向异性、非稳定流0, 2 , 1i ,0,i0tzyxDzyxzy

3、xtDzyx，22200, , , , , ,iXyzsXyzztnHHHHKKKSxxyyzztHHHHHKKKKppxyzztH x y z tH x y zHKq x y z tn 地下水流数值模型地下水流数值模型o 1. 本文主要用本文主要用GMS中中MODFLOW模块模块o 2 .网格剖分网格剖分 研究区面积约研究区面积约690Km2，根据模拟区含水层的，根据模拟区含水层的结构和地下水渗流特征，将计算域在垂向上分为结构和地下水渗流特征，将计算域在垂向上分为3层，平面上各层按层，平面上各层按x=y=200 m的网格剖分。的网格剖分。 时间步长为时间步长为30d。 初始条件初始条件199

4、3年浅层含水层等水位线图年浅层含水层等水位线图 1993年深层含水层等水位线图年深层含水层等水位线图含水层参数分区及初步选取含水层参数分区及初步选取 浅层含水层组渗透系数浅层含水层组渗透系数及给水度分区图及给水度分区图深层含水层组渗透系数深层含水层组渗透系数及弹性释水系数分区及弹性释水系数分区源汇项源汇项1.降雨入渗降雨入渗降水入渗系数与降水降水入渗系数与降水量、潜水水位埋深和量、潜水水位埋深和包气带岩性有关。包气带岩性有关。全区年降水量变化不全区年降水量变化不大，但是降水入渗系大，但是降水入渗系数存在着分区分带的数存在着分区分带的差异，下图为按降水差异，下图为按降水入渗系数大小分区入渗系数大

5、小分区 源汇项源汇项降雨入渗系数降雨入渗系数农灌地下水灌溉回渗量农灌地下水灌溉回渗量计算公式为：计算公式为： 其中：其中：灌溉回渗量灌溉回渗量(m3/a)； 灌溉模数灌溉模数(m3/a*km2)； 灌溉区面积（灌溉区面积（m2）；）； 耕地比率系数；耕地比率系数； 灌溉回渗系数灌溉回渗系数源汇项源汇项QqFbaba * * * *灌灌 溉溉Q灌灌 溉溉qFba河流补给量及河流排泄河流补给量及河流排泄计算公式：计算公式： 其中：其中：河流补给或排泄量河流补给或排泄量(m3/a) 河流侧渗系数河流侧渗系数(m/d)； 河流侧渗带宽度河流侧渗带宽度(m)； 平均水力坡度；平均水力坡度； 河流侧渗带长

6、度；河流侧渗带长度；补给时间补给时间(d)；侧向径流补给量和侧向径流排泄侧向径流补给量和侧向径流排泄计算公式：计算公式： 其中：其中：侧向径流量侧向径流量(m3/a)； 侧向径流边界水力坡度；侧向径流边界水力坡度； 垂直地下水流向的径流带宽度垂直地下水流向的径流带宽度含水层导水系数含水层导水系数(m2/d)；QKBLJt河 流Q河 流KBJLtQJLT侧Q侧TLJ源汇项源汇项蒸发强度蒸发强度潜水年蒸发强度主要取决潜水年蒸发强度主要取决于包气带岩性、地下水埋于包气带岩性、地下水埋深及相应时间水面蒸发强深及相应时间水面蒸发强度。度。根据查区不同地段地下水根据查区不同地段地下水长期观测资料，采用阿维

7、长期观测资料，采用阿维利杨诺夫经验公式进行计利杨诺夫经验公式进行计算。算。源汇项源汇项o 模型识别过程主要是对模型参数进行调整，通过反模型识别过程主要是对模型参数进行调整，通过反复试算调整模型参数使识别期模型计算结果与实际复试算调整模型参数使识别期模型计算结果与实际均衡结果接近。均衡结果接近。o （1）区域流场；（）区域流场；（2）动态长观孔监测资料；）动态长观孔监测资料；(3)模拟计算的水资源量与长期监测水量计算结果吻合。模拟计算的水资源量与长期监测水量计算结果吻合。 o 选用选用1993年年1月至月至2003年年12月为模拟时间段，月为模拟时间段，该时段内区内地下水动态观测资料和各种源汇资

8、料该时段内区内地下水动态观测资料和各种源汇资料及及2003年水位等值线为依据进行模型的识别年水位等值线为依据进行模型的识别 模型识别模型识别 o 水位动态拟水位动态拟合误差基本合误差基本保证在保证在2m以内。这与以内。这与流场拟合误流场拟合误差范围相同。差范围相同。模型识别模型识别 西 三 铺城 西刘 合前 付黄 庙 子宿 州 市丁 寨灰 古 镇三 铺半 铺 店2048500020490000204950002050000020505000205100003715000372000037250003730000204850002049000020495000205000002050500020

9、51000037150003720000372500037300002048500020490000204950002050000020505000205100003715000372000037250003730000西 三 铺城 西刘 合前 付黄 庙 子宿 州 市丁 寨灰 古 镇三 铺半 铺 店模型识别模型识别 模型识别期地下水均衡结果对比表（单位万模型识别期地下水均衡结果对比表（单位万m3/11a）-2.8-4791.2178363.7173272.5合计合计-0.3-1103960039490深层地深层地下水下水3.34401337813618浅层地浅层地下水下水人工开人工开采量采量-

10、4.1-5121.2125285.7120164.5蒸发量蒸发量排泄项排泄项-3.2-5518.4178352.3172833.9合计合计-5-24508484侧向补给量侧向补给量0.56.61445.41452河流补给量河流补给量808灌溉入渗补给量灌溉入渗补给量3.46100.9176998.9170090降雨量降雨量补给项补给项%误差误差数值模数值模拟计算拟计算值值水均衡水均衡法计算法计算值值均衡要素均衡要素模型识别模型识别 0.129160.0014100.03380.17150.001290.121070.022140.000750.1960.00460.035130.000460.

11、03550.000220.046120.000250.03340.000750.022110.007100.1930.00190.077100.00270.121020.001450.02290.00290.0771弹性释水系数渗透系数给水度渗透系数区弹性释水系数渗透系数给水度渗透系数区第三层第一层分第三层第一层分模型识别模型识别 模型的检验模型的检验 以以2003.12至至2006.12月作为模月作为模型验证时期，共计型验证时期，共计36个时段。以个时段。以2003年统测的地年统测的地下水流场作模型验下水流场作模型验证的初始流场证的初始流场 模型检验期观测孔水位动态拟合曲线模型检验期观测孔水

12、位动态拟合曲线20485000204900002049500020500000205050002051000037150003720000372500037300003735000西 三 铺城 西刘 合前 付黄 庙 子宿 州 市丁 寨灰 古 镇三 铺半 铺 店图4-16 2006年浅层含水层水位拟合曲线(实线为实测值，虚线为计算值)图4-17 2006年深层含水层水位拟合曲线(实线为实测值，虚线为计算值)西 三 铺城 西刘 合前 付黄 庙 子宿 州 市丁 寨灰 古 镇三 铺半 铺 店20485000204900002049500020500000205050002051000037150003

13、720000372500037300003735000模型的检验模型的检验 均衡要素均衡要素水均衡法水均衡法计算值计算值数值模拟数值模拟计算值计算值误差误差%补给项补给项降雨量降雨量47362.549057.03-1474.17-3.1灌溉入渗补给量灌溉入渗补给量220.36河流补给量河流补给量396414.46-18.46-4.66侧向补给量侧向补给量132140.56-8.56-6.48合计合计48110.8649612.04-1501.19-3.12排泄项排泄项蒸发量蒸发量31772.1433163.09-1390.95-4.38人工开采人工开采量量浅层地下水浅层地下水37143829.

14、74-115.74-3.12深层地下水深层地下水1277012652.99117.010.92合计合计48256.1449645.81-1389.68-2.88模型的检验模型的检验 模型可靠性分析模型可靠性分析o1、识别模型模拟结果的宏观效果与区内水文地质条件、动态观测结、识别模型模拟结果的宏观效果与区内水文地质条件、动态观测结果基本一致，反映出数值模型对于实际模型有良好的相似性，保证了果基本一致，反映出数值模型对于实际模型有良好的相似性，保证了模型预测的可靠性。模型预测的可靠性。o2、模型调参期间，将流场与水均衡分析结果结合起来，对水力梯度、模型调参期间，将流场与水均衡分析结果结合起来，对水

15、力梯度场进行了对比，减少了调参的自由度，保证了调参结果准确性。场进行了对比，减少了调参的自由度，保证了调参结果准确性。o3、模型求参结果与钻孔抽水所确定的参数基本接近。、模型求参结果与钻孔抽水所确定的参数基本接近。o综上所述，从观测孔水位动态、流场和均衡量对比等三个方面看，观综上所述，从观测孔水位动态、流场和均衡量对比等三个方面看，观测孔拟合精度相对较高，水力梯度场宏观效果较好，模型计算的均衡测孔拟合精度相对较高，水力梯度场宏观效果较好，模型计算的均衡量与均衡法得到的结果相差不大，模型识别得到的水文地质参数值及量与均衡法得到的结果相差不大，模型识别得到的水文地质参数值及参数分区与水文地质条件基

16、本相符，能够反映区内地下水流动系统特参数分区与水文地质条件基本相符，能够反映区内地下水流动系统特征，具有较高的仿真性。因此，可以用上述模型对区内地下水开采方征，具有较高的仿真性。因此，可以用上述模型对区内地下水开采方案进行模拟预测。案进行模拟预测。预测方案设计预测方案设计 宿州市现阶段地下水开采处于稳定阶段，但城区中心水宿州市现阶段地下水开采处于稳定阶段，但城区中心水位过低。针对开采现状提出以下位过低。针对开采现状提出以下3种方案：种方案：n1.现有开采水源井位置不变开采量增加现有开采水源井位置不变开采量增加50%。n2.现有开采水源井不变，同时在水源地研究区西北部增设现有开采水源井不变，同时

17、在水源地研究区西北部增设开采井，总开采量约开采井，总开采量约15万万m3/d。 n3.现有开采水源井不变，同时在水源地研究区西北部增设现有开采水源井不变，同时在水源地研究区西北部增设开采井，总开采量约开采井，总开采量约20万万m3/d。模型预测模型预测 预测模型的各项参数参照上文模型识别检验的结果，预测模型的各项参数参照上文模型识别检验的结果，预测时段选用预测时段选用2006年年1月月-2020年年12月，时间步长为月，时间步长为90天，以天，以2006年年平均流场作为模拟的初始流场。年年平均流场作为模拟的初始流场。 大气降水量在时间和空间上分布都极为不均，由此，大气降水量在时间和空间上分布都

18、极为不均，由此，采用多年平均降水量作为预测期各年的降水量，年内每采用多年平均降水量作为预测期各年的降水量，年内每月的的变化也按多年统计平均的的比例赋值于模型开采月的的变化也按多年统计平均的的比例赋值于模型开采量在现有开采基础上按开采方案以定开采量输入模型。量在现有开采基础上按开采方案以定开采量输入模型。其它源汇项数据，按照检验模型给出。其它源汇项数据，按照检验模型给出。 o 三种方案得到的预测水位在模拟的三种方案得到的预测水位在模拟的15年时间内都年时间内都呈下降的趋势，下降最严重的地方是城区，三种方呈下降的趋势，下降最严重的地方是城区，三种方案水位分别下降案水位分别下降 23 m、10m 和

19、和 20m。深层含水层漏斗中心水位历时曲线图深层含水层漏斗中心水位历时曲线图模型预测模型预测 从水均衡计算结果看侧向补给量及河流补给量随开采量的增大而增大，蒸发量依旧是主要排泄项。三种方案均处于负均衡。方案二补给项与排泄项相差较小，基本保持平衡。增加开采量在短期内必然会消耗含水层储存量，长期开采将造成含水层的枯竭。三种预测方案三种预测方案2020年水均衡表年水均衡表 单位：万单位：万m3/a-1959.37-278.93281-989.172745均衡差均衡差-19983.6-18156.175-18273.59701合计合计-7297.07-5500.6335-5321.35045深层地下水

20、深层地下水-1405.84-1405.844-1423.328585浅层地下水浅层地下水人工开采人工开采量量-11280.7-11249.698-11328.91797蒸发量蒸发量排泄项排泄项18024.2317877.242617184.42426合计合计789.8412708.561523339.8412006侧向补给量侧向补给量835.1049767.396287485.1048819河流补给排泄量河流补给排泄量16399.2816401.284716359.47818降雨量及灌溉入渗补给量降雨量及灌溉入渗补给量补给项补给项方案三方案三方案二方案二方案一方案一均衡要素均衡要素模型预测模型

21、预测 结论结论 o1.经过系统收集宿州市的气象、水文、地质、地貌、水文地质和地下水经过系统收集宿州市的气象、水文、地质、地貌、水文地质和地下水开发利用状况等资料，查明研究区第四纪地质及地下水系统的空间分布开发利用状况等资料，查明研究区第四纪地质及地下水系统的空间分布与结构。与结构。o2.根据水文地质资料分析将研究区概化为根据水文地质资料分析将研究区概化为3层，中间有层，中间有1个弱透水层。含个弱透水层。含水层的上边界为潜水面；四周边界均处理为流量边界；下边界为第三系水层的上边界为潜水面；四周边界均处理为流量边界；下边界为第三系顶部的厚层灰绿色粘土，局部为胶结、半胶结状泥岩、隔水性能好，因顶部的

22、厚层灰绿色粘土，局部为胶结、半胶结状泥岩、隔水性能好，因此也处理成为隔水边界。含水层间通过垂向渗透系数进行水量交换。将此也处理成为隔水边界。含水层间通过垂向渗透系数进行水量交换。将研究区地下水系统概化为空间三维、非均质各向异性、非稳定的地下水研究区地下水系统概化为空间三维、非均质各向异性、非稳定的地下水流系统概念模型。流系统概念模型。o3.建模过程中首先选择建模过程中首先选择1993年的资料建立了地下水流模型，通过调参年的资料建立了地下水流模型，通过调参识别了潜水含水层的给水度和承压含水层储水系数；模型识别的含水层识别了潜水含水层的给水度和承压含水层储水系数；模型识别的含水层参数渗透系数范围在

23、为参数渗透系数范围在为2-10m/d，给水度范围在，给水度范围在0.02-0.15内，弹性内，弹性给水度值在给水度值在0.0002-0.0014；输入模型的补给项包括：降雨入渗、西；输入模型的补给项包括：降雨入渗、西面的侧向径流补给、灌溉回渗和河流入渗等；排泄项包括：人工开采、面的侧向径流补给、灌溉回渗和河流入渗等；排泄项包括：人工开采、潜水蒸发、北东边界流出等。潜水蒸发、北东边界流出等。o4.运用运用2003年的资料输入模型进行了模型的验证，计算结果与地下水位年的资料输入模型进行了模型的验证，计算结果与地下水位观测结果相差最大不超过观测结果相差最大不超过2m。所建立的宿州市地下水流数值模型能

24、够反。所建立的宿州市地下水流数值模型能够反映研究区含水层水流运动特征，因此可用此模型来做不同开采方案下的映研究区含水层水流运动特征，因此可用此模型来做不同开采方案下的地下水流场预测。地下水流场预测。o5.通过水均衡法计算宿州市多年平均地下水资源补给资源量为通过水均衡法计算宿州市多年平均地下水资源补给资源量为15781.77万万m3/a，排泄资源量为，排泄资源量为15823.47万万m3/a；数值法计算；数值法计算多年平均补给资源量为多年平均补给资源量为16283.17万万m3/a，排泄资源量为，排泄资源量为16286.39万万m3/a。蒸发为主要排泄方式，约占排泄量的。蒸发为主要排泄方式，约占

25、排泄量的60%。o6.针对宿州市水资源开采现状及供需状况设计针对宿州市水资源开采现状及供需状况设计3种开采方案，通过模型对种开采方案，通过模型对3种开采方案的预测得出如下结论：种开采方案的预测得出如下结论：3种方案得到的预测水位在模拟的种方案得到的预测水位在模拟的15年时间内都呈下降的趋势，下降最严重的地方是城区下降水位粉分别为年时间内都呈下降的趋势，下降最严重的地方是城区下降水位粉分别为23m，11 m和和20 m，三种方案综合比较，为不至于由于开采地下水，三种方案综合比较，为不至于由于开采地下水使水位下降引起各种地质环境问题，建议今后不应增加原水源地的开采使水位下降引起各种地质环境问题，建

26、议今后不应增加原水源地的开采量，如需增加开采量需增设新水源地，可采取第二种开采方案开采。量，如需增加开采量需增设新水源地，可采取第二种开采方案开采。结论结论 建议建议 o1. 蒸发为研究区地下水主要排泄方式，约占排泄量的蒸发为研究区地下水主要排泄方式，约占排泄量的60%。但由于浅层。但由于浅层水单井出水量较小不宜集中开采。可考虑增加浅层地下水的面状开采，增大水单井出水量较小不宜集中开采。可考虑增加浅层地下水的面状开采，增大浅层地下水埋深减少有效增发量。浅层地下水埋深减少有效增发量。o2.本文所设开采方案仅考虑增加开采量，没有考虑增加补给量的开采方案。本文所设开采方案仅考虑增加开采量，没有考虑增

27、加补给量的开采方案。在增加开采井时同时可考虑增加回灌井，或以原来部分水源井改为回灌井，在增加开采井时同时可考虑增加回灌井，或以原来部分水源井改为回灌井，以增加补给量。以增加补给量。o3.本文大部分参数都是由前人研究成果得来，下一步应直接获取第一手资本文大部分参数都是由前人研究成果得来，下一步应直接获取第一手资料。料。o4.由于资料有限，所建宿州市规划区模型范围较小，当取水量稍大时，对由于资料有限，所建宿州市规划区模型范围较小，当取水量稍大时，对整体流场都会产生较大影响，因此在开采方案预测时本文仅能在开采区周边整体流场都会产生较大影响，因此在开采方案预测时本文仅能在开采区周边把握流场变化趋势。下

28、一步工作应扩大研究区范围。把握流场变化趋势。下一步工作应扩大研究区范围。o5.建立模型的过程中，由于缺少河流水位动态资料，对河流刻画较为粗略，建立模型的过程中，由于缺少河流水位动态资料，对河流刻画较为粗略，为了模型能够更加真实反映研究区特征，建议今后对河流资料应充分收集。为了模型能够更加真实反映研究区特征，建议今后对河流资料应充分收集。应用研究应用研究 地下水开采引起的环境问题地下水开采引起的环境问题 （1）地面沉降）地面沉降（2）开采深层水引起浅层水位下降）开采深层水引起浅层水位下降（3）浅层水位下降导致的地下水污染）浅层水位下降导致的地下水污染总体目标总体目标o 查明长江三角洲地区典型垃圾

29、填埋场地下水污染现查明长江三角洲地区典型垃圾填埋场地下水污染现状，并建立相应的地下水污染数值模型；状，并建立相应的地下水污染数值模型；o 研究不同地质背景条件的垃圾场地下水有机污染物研究不同地质背景条件的垃圾场地下水有机污染物迁移演化特征及其影响因素；迁移演化特征及其影响因素；o 建立地下水污染综合评价方法；建立地下水污染综合评价方法；o 建立地下水防污性能评价指标体系。建立地下水防污性能评价指标体系。研究区概况研究区概况 如图，在地图东南角，垃圾场如图，在地图东南角，垃圾场傍水而建，东、西、南三面都靠傍水而建，东、西、南三面都靠临河流。临河流。 填埋场垃圾平均堆放高度约填埋场垃圾平均堆放高度

30、约20m20m，整个地区高程在，整个地区高程在4.2m4.2m到到2.0m2.0m之间。之间。 潜层含水层由潜层含水层由巨厚型粘性土巨厚型粘性土组成，区内组成，区内无大型水源地开采无大型水源地开采，浅层地下水的开采主要来自于当浅层地下水的开采主要来自于当地居民的生活用水，开采量较地居民的生活用水，开采量较小，特别是近几年来，由于地下小，特别是近几年来，由于地下水污染加重而不能继续用来饮水污染加重而不能继续用来饮用，对浅层地下水的抽取量则更用，对浅层地下水的抽取量则更小。小。嘉兴垃圾填埋场的基本情况嘉兴垃圾填埋场的基本情况 由于该垃圾填埋场不由于该垃圾填埋场不是实际意义上的垃圾卫生填是实际意义上

31、的垃圾卫生填埋场，它没有底部、侧部和埋场，它没有底部、侧部和顶部的防护系统，没有隔绝顶部的防护系统，没有隔绝氧气的进入，降雨比较容易氧气的进入，降雨比较容易渗入垃圾场中，使渗滤液的渗入垃圾场中，使渗滤液的量增大，组分变化复杂。由量增大，组分变化复杂。由于垃圾场直接位于第四系粘于垃圾场直接位于第四系粘性土之上，与地下含水层之性土之上，与地下含水层之间没有稳定的隔水地层的存间没有稳定的隔水地层的存在，所以，垃圾渗滤液渗透在，所以，垃圾渗滤液渗透进入地下水中，使地下水遭进入地下水中，使地下水遭受污染。受污染。嘉兴垃圾填埋场的基本情况嘉兴垃圾填埋场的基本情况 20062006年年9 9月月 20072

32、007年年1212月月湖州松鼠岭垃圾填埋场的基本情况湖州松鼠岭垃圾填埋场的基本情况 湖州垃圾填埋场位于市区西北部杨家埠松树岭，距市区10公里。填埋场靠王母山，面对104国道，其原始地形为东、北、西三面高、向南敞开的山坳。 o湖州垃圾填埋场湖州垃圾填埋场20002000年年5 5月份动工建造，月份动工建造，20012001年年8 8月竣工投入使用，月竣工投入使用，总投资总投资63506350万元。填埋场占地面积万元。填埋场占地面积15.6715.67公顷，库区面积公顷，库区面积6.326.32公顷，库公顷，库区总容积区总容积147147万立方米。设计使用年限万立方米。设计使用年限1414年，日处

33、理能力年，日处理能力470470吨。吨。o湖州垃圾填埋场的整个区域高程在湖州垃圾填埋场的整个区域高程在2.2m2.2m到到171.9m171.9m之间。周围土壤为之间。周围土壤为中生界侏罗系上统黄尖组的灰色含砾晶屑熔结灰岩风华后的中生界侏罗系上统黄尖组的灰色含砾晶屑熔结灰岩风华后的黄褐色粘黄褐色粘土土。为防止渗滤液直接流入填埋场下方的小溪，在填埋场下方挖有污水。为防止渗滤液直接流入填埋场下方的小溪，在填埋场下方挖有污水池，通过导流以收集渗滤水。池，通过导流以收集渗滤水。o区内无大型水源地开采，浅层地下水的开采主要来自于当地居民的区内无大型水源地开采，浅层地下水的开采主要来自于当地居民的生活用水

34、，开采量较小，特别是近几年来，由于地下水污染加重而不能生活用水，开采量较小，特别是近几年来，由于地下水污染加重而不能继续用来饮用，对浅层地下水的抽取量则更小。继续用来饮用，对浅层地下水的抽取量则更小。湖州松鼠岭垃圾填埋场的基本情况湖州松鼠岭垃圾填埋场的基本情况嘉兴垃圾填埋场概况图及布置钻孔位置嘉兴垃圾填埋场附近钻探取样孔嘉兴垃圾填埋场附近钻探取样孔嘉兴垃圾填埋场剖面图图嘉兴垃圾填埋场剖面图图地形测量地形测量4057780040578000405782004057840040578600405788004057900034036003403800340400034042003404400 为了准

35、确的掌握嘉兴垃圾填埋场附近的地形地貌，为垃圾渗为了准确的掌握嘉兴垃圾填埋场附近的地形地貌，为垃圾渗滤液在地下水中的迁移数值模拟提供精确的的地形数据。于滤液在地下水中的迁移数值模拟提供精确的的地形数据。于20072007年年1212月月5 5号项目组利用全站仪，对嘉兴垃圾填埋场周围的地形进号项目组利用全站仪，对嘉兴垃圾填埋场周围的地形进行了测量。行了测量。采样测试采样测试o第一次于第一次于20072007年年1010月月，主要采集了两个垃圾填埋场（嘉兴与湖，主要采集了两个垃圾填埋场（嘉兴与湖州松鼠岭）的渗滤液，共六组，用于对比州松鼠岭）的渗滤液，共六组，用于对比20062006年的有机测试结果及

36、年的有机测试结果及增加测试的连续性。测试在国土资源部武汉监督检测中心进行。增加测试的连续性。测试在国土资源部武汉监督检测中心进行。o第二次采样于第二次采样于2007.11.30-2007.12.102007.11.30-2007.12.10进行，共采集有机样进行，共采集有机样1919组，无机样组，无机样2424组，其中嘉兴垃圾填埋场有机样组，其中嘉兴垃圾填埋场有机样1616组、无机样各组、无机样各2121组，湖州松鼠岭垃圾填埋场有机样与无机样各组，湖州松鼠岭垃圾填埋场有机样与无机样各3 3组（测试结果见附组（测试结果见附件）。件）。o 第三次采样于第三次采样于2008.3.19-2008.3.

37、252008.3.19-2008.3.25，共采集有机、无机样各，共采集有机、无机样各2525组组。2006年嘉兴采样点分布2007年嘉兴采样点分布嘉兴无机物检测情况分析嘉兴无机物检测情况分析-Cl-1 总的来说，总的来说，Cl-Cl-最忠实的记录着垃圾场渗滤液对地下水及地表水的污染程度，且规律性最忠实的记录着垃圾场渗滤液对地下水及地表水的污染程度，且规律性较明显，靠近污染源的井点浓度值较高，远离污染源的井点浓度值较低，没有超标。较明显，靠近污染源的井点浓度值较高，远离污染源的井点浓度值较低，没有超标。 嘉兴总硬度与溶解性检测情况分析嘉兴总硬度与溶解性检测情况分析 垃圾填埋场对周围地区地下水的

38、污染是主要的污染源，且通过总硬度的数据可以说明垃圾填埋场对周围地区地下水的污染是主要的污染源，且通过总硬度的数据可以说明，除了垃圾渗滤液的影响外，生活污染、工业废水的排放都有很大的关系，这些污染，除了垃圾渗滤液的影响外，生活污染、工业废水的排放都有很大的关系，这些污染共同作用使得这一地区地下水化学类型复杂，是地下水污染的严重区。共同作用使得这一地区地下水化学类型复杂，是地下水污染的严重区。嘉兴无机物检测情况分析嘉兴无机物检测情况分析-三氮三氮 三氮的浓度也反应了该区域的污染状况，该区域地下水三氮的浓度都三氮的浓度也反应了该区域的污染状况，该区域地下水三氮的浓度都出现不同程度的超标，地下水中出现

39、不同程度的超标，地下水中NO3- NO3- 的检测值差别很大，范围在的检测值差别很大，范围在0.64-0.64-130mg/L130mg/L，超标率最高，达到，超标率最高，达到58.3%58.3%， NO2-NO2-、NH4NH4 的检测值范围分别在的检测值范围分别在0.004-1.66 mg/L NO3- NO2- NO3- NO2-，而在地下水，而在地下水中，三氮浓度大小为中，三氮浓度大小为NO3-NO3-NH4NH4和和NO2-NO2-，且硝酸盐的超标率最高，亚硝，且硝酸盐的超标率最高，亚硝酸盐次之，氨氮最低。酸盐次之，氨氮最低。 第二次和第三次的检测值较低可以说明靠近垃圾填埋场的浅层地

40、下水第二次和第三次的检测值较低可以说明靠近垃圾填埋场的浅层地下水氮污染主要是由垃圾渗滤液造成的，而远离垃圾场污染源的浅层地下水氮氮污染主要是由垃圾渗滤液造成的，而远离垃圾场污染源的浅层地下水氮污染主要是由居民人为污染造成的。污染主要是由居民人为污染造成的。嘉兴无机物检测情况分析嘉兴无机物检测情况分析重金属元素重金属元素 该地区三次地下水水该地区三次地下水水样检出重金属有：样检出重金属有：FeFe、MnMn、ZnZn、CdCd、PbPb、Cr6+Cr6+等，检出结果表明：垃圾等，检出结果表明：垃圾场附近的地下水中重金属场附近的地下水中重金属含量要高于距离垃圾场稍含量要高于距离垃圾场稍远处，这说明

41、垃圾场附近远处，这说明垃圾场附近区域的地下水已经受到渗区域的地下水已经受到渗滤液重金属的污染，以、滤液重金属的污染，以、FeFe、Mn Mn 较明显。较明显。 部分嘉兴有机物检测情况分析部分嘉兴有机物检测情况分析 从总体上看，氯代烃的检出率较高，尤其是氯仿，且分布广泛，具有面状分布特从总体上看，氯代烃的检出率较高，尤其是氯仿，且分布广泛，具有面状分布特征，这可能与多个污染源（垃圾填埋场、排污积水池、排污沟）有关。征，这可能与多个污染源（垃圾填埋场、排污积水池、排污沟）有关。20072007年年1111月和月和20082008年年3 3月水样检测的氯代烃浓度和检出率都比月水样检测的氯代烃浓度和检

42、出率都比20072007年年1 1月水样高，这主要原因可能是采月水样高，这主要原因可能是采样点重新布置，且采样点更靠近垃圾场、污水沟等污染源样点重新布置，且采样点更靠近垃圾场、污水沟等污染源由图由图3-143-14可以看出，采样点可以看出，采样点BS102BS102的检出浓度相对较高，主要原因的检出浓度相对较高，主要原因可能是该点是紧邻垃圾场的地表水样，垃圾渗滤液随地表径流直接进入河流，可能是该点是紧邻垃圾场的地表水样，垃圾渗滤液随地表径流直接进入河流，加上污染物在河流中迁移能力差，溶解度小，主要累积在沉积物中，导致该加上污染物在河流中迁移能力差，溶解度小，主要累积在沉积物中，导致该处的地表水

43、浓度高。处的地表水浓度高。部分嘉兴有机物检测情况分析部分嘉兴有机物检测情况分析 部分有机物浓度分布变化部分有机物浓度分布变化 湖州垃圾场主要有机污染物湖州垃圾场主要有机污染物的浓度分布特点的浓度分布特点 研究区水文地质条件研究区水文地质条件 嘉兴垃圾堆放场处于降雨丰富的杭嘉湖平原上，紧傍河道，且研究嘉兴垃圾堆放场处于降雨丰富的杭嘉湖平原上，紧傍河道，且研究区地下水位埋深浅区地下水位埋深浅(0.5m)(0.5m)，因此堆放场淋滤液与地下水形成统一的水，因此堆放场淋滤液与地下水形成统一的水力联系。垃圾渗滤液不经包气带而直接进入地下水中。其浅层（厚度力联系。垃圾渗滤液不经包气带而直接进入地下水中。其

44、浅层（厚度610m610m左右）岩性主要由冲淤积松散砂粉细砂构成，渗透性变化较大左右）岩性主要由冲淤积松散砂粉细砂构成，渗透性变化较大（0.53m/d0.53m/d）。在松散粉砂层下是一厚度约）。在松散粉砂层下是一厚度约1020m1020m左右的粘土。左右的粘土。模型控制方程模型控制方程()()()xyzdHHHHKKKxxyyzzt()()()kkkkijissnijiCCDCq CRtxxxo 地下水流方程 o 地下水污染物运移方程地下水溶质运移模型地下水溶质运移模型Cl-o由于嘉兴垃圾填埋场是一个没有封闭的垃圾填埋场（由于嘉兴垃圾填埋场是一个没有封闭的垃圾填埋场（2007.82007.8前），降雨直接补给垃圾填埋场，因此此次研究中应用分析模型计算前），降雨直接补给垃圾填埋场，因此此次研究中应用分析模型计算垃圾渗滤液的产量，选取保守型离子垃圾渗滤液的产量，选取保守型离子-Cl-Cl- -作为模拟因子，模拟垃圾渗作为模拟因子，模拟垃圾渗滤液在地下水中的迁移距离及范围。