工业污染场地三维地质建模技术规范编制说明

《工业污染场地三维地质建模技术规范》随着我国产业结构升级和城市布局调整，大量过去在中心城区的老旧工业企业执行“搬改关转”政策，部分技术落后、污染严重的工业企业停产或搬迁后，出现了许多工业污染场地。我国工业场地土壤污染严重，《全国土壤污染状况调查公报》显示，以重金属为主的无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%，工业废弃在积极推进国家生态文明建设的战略背景下，伴随着《关于切治行动计划》、《关于保障工业企业场地再开发利用环境安全的通知》、《中华人民共和国土壤污染防治法》等系列政策法规的发布，工业污染场地环境调查与修复治理工作日益受到重视，成为社会环境关注的重大问题。在工业污染场地调查中，往往通过地质勘察、钻孔采样及监测井的方式对地质构造和污染物分布进行刻画和表达。但地质勘查和污染调查过程中由于钻孔和监测井数量有限，很难对整个场地的信息进行完整精确的刻画和表达，且施工工程涉及到地下空间、地质信息及监测数据众多，以地统计学方法和二维空间分析为主，难以全面、准确地整体理解地下空间的环境水文地质情况和污染物依存和扩散趋势，导致后续修复过程中无法有效清除污染近年来，随着空间信息技术的发展，三维地质建模技术的应用得到广泛报道。它是一种以计算机技术为基础，结合地统计学、地理信息数据管理、空间分析技术、三维可视化及空间预测等的技术，具有强大的数据统计功能和清晰的三维图形图像可视化功能。在污染场地实际应用过程中，将场区地质情况和场地污染信息整合，进而建立可实时化查询的场地地层结构和污染分布等三维可视化空间模型，能清晰且直观地获得场地的空间地质信息、评估污染物扩散，为预测环境影响提供准确的基础数据。同时，结合气象、水文等监测数据和污染源排放模型，可以模拟污染物在水体和土壤中的迁移和转化过程，预测污染物的扩散范围和时间，有助于指导环境风险评估和管理决策，降低环境风险和人身安全风险。此外，场地三维地质结构建模有利于环境监测数据的整合和分析，建立场地的数字化档案，方便对监测数据进行统一管理、查询和分析，更加直观的分析并解决污染场地调查和修复过程中的问题，指导现场精准化施2.1标准编制的目的三维地质建模技术已被广泛应用于国外内地质、油藏工程和水利工程等领域，但在工业污染场地调查与修复中的应用还不普及、效果并不理想，缺乏统一的应用导则和技术规范。《工业污染场地三维地质建模技术规范》的制定通过规范工业污染场地三维地质建模技术的建模要求、建模工作流程、模型构建方法、模型质量检查与评价、建模成果管理以及模型应用等内容，能够使三维地质建模技术在工业污染场地环境调查与修复中的应用更加科学、严谨和可2.2标准编制的必要性及意义面对我国整体严峻的土壤污染问题，土壤污染防治对三维地质建模与可视化的需求越来越大。但由于工业污染场地地质结构的特殊性与复杂性，污染物分布与赋存形态各异，场地三维地质建模技术在工业污染调查与修复管理中的应用技术体系尚未建立。与此同时，通过对国内外相关标准规范的调研发现，现有的标准规范集中在对工业污染场地调查的工作程序、土壤、地下水及岩土工程采样分析、修复模式和修复技术筛选以及修复方案制定等方面，目前还《工业污染场地三维地质建模技术规范》的制定，可填补我国工业污染场地三维地质建模领域技术规范的空白，推动工业污染场地三维地质建模技术的标准化、规范化，指导相关方开展工业污染场地三维地质建模工作，为三维地质建模技术在工业污染场地的推广应用提供坚实的技术支撑，为土壤环境管理部门的土壤污染管理循《中华人民共和国标准化法》、《中华人民共和国标准化法实施条例》、《团体标准管理规定（试行）》等国家法律法规相关规定的结构和起草规则》的规定起草。相关内容依托国家重点研发计划“场地土壤污染成因与治理技术”重点专项《铬渣遗留场地土壤强化生物修复技术与装备》项目《铬渣遗留场地修复过程与效果三维可视化模拟预测》课题形成的系列理论成果，以及基于项目示范场地地质勘察、污染监测修复设施及污染物分布三维建模实践编制而《工业污染场地三维地质建模技术规范》的由中南大学、中节能工程技术研究院有限公司等单位编制。各参编单位高校及科研院所科技创新人员和企业工程技术人员专业领域涉及三维地学建模、环境科学、环境工程、生态学等方面，拥有坚实的研究基础、科研实力和工程开发能力，可形成互补型的专业团队结构，能够为《工业污染场地三维地质建模技术规范》的编制提供充分的技术支持和三维地质建模技术是一种运用计算机技术，将空间信息管理、地质解译、空间分析与预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，并用于地下三维结构建模分析的技术。三维国外对三维地质建模技术的研究主要集中在水文地质、矿山等软件对于三维地质建模功能强大，得到了国际上大多数国家的认可，在各个行业都得到了广泛的应用；澳大利亚GEM目前该软件的用户遍布全球各地，同时它也是中国矿山企业应用最前国际上流行且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟的标准可视化专业软件系统，该软件具有强大的图形可视界面功能。设计新颖的菜单结构允许用户非常容易地在计算机上直接圈定模型区域和剖分计算单元，并可方便地为各剖分单元和边界条件直接在机上赋值,做到真正的人机对话；美国杨百翰大学环境模型研究良好的操作界面，强大的前后处理功能及优良的三维可视化效果，国内三维可视化建模软件的研发起步比较晚，但是发展非常迅Quantymine、MineExplor和块体建模的功能，能够在地质三维建模的基础上离散化为块体单元，为进一步开展地质体形态定量分析和数值模拟研究奠定了基础，在地矿部门找矿勘查和采矿规划设计中得到了广泛的应用，如由中面实现了从三维地学建模、储量计算与动态管理、测量验收及数据的快速成图等功能；北京3DMINE矿业软件科技有限公司开发的3DMine工程软件，重点服务于矿山三维地质建模、测量、储量估算的三维软件系统平台，实现了二维与三维的完美结合。随着计算机图形学与可视化技术的快速发展，一些学者结合三维可视化建模技术已开始应用于土壤-地下水三维数值模拟，用于污染物迁移扩散过程静态和动态可视化的分析，确定污染源位置以及各类水文地质参本规范编制工作由中南大学牵头，参与单位有中节能工程技术研究院有限公司、北京大学、湖南省和清环境科技有限公司、有研资源环境技术研究院（北京）有限公司、华南理工大学、昆明理工大学、安徽环境科技集团股份有限公司，主要负责完成本标准有关中南大学拥有国家重金属污染防治工程技术研究中心，拥有多项重金属重污染场地修复等技术，编制组成员所属团队在地学三维建模与三维GIS、三维空间分析与信息提取、深部资源三维可视化预测、成矿过程三维数值模拟以及重金属污染动力学模拟与三维预测等方面具有雄厚的研究基础和技术储备，依托于中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，主持/参与国家重点研发计划课题、国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家科技项目和省部级科研项目。在三维建模、重金属污染动力学模拟与三技术一等奖、中国有色金属工业科技进步一等奖，测绘科技进步二中节能工程技术研究院有限公司依托中国节能环保集团在生态修复、场地污染物处理等领域具备强大的产业规模与技术实力，建有重金属污染治理分院、水环境修复与土壤治理分院、中节能大地环境修复有限公司研发中心、国家环境保护工业污染场地及地下水修复工程技术中心等科研与验证基地，近年来在在土壤修复工程领染防治技术目录（固体废物和土壤污染防治领域）》。先后牵头和控制与生物修复技术与示范”、“半挥发性有机物污染场地物化与生物修复技术”，国家环境保护公益性行业科研专项项目“工业企业场地排查及潜在污染场地清单管理技术研究”、“地下水污染监控预警西南郊有机污染物治理工程技术示范、黄石尾矿处理项目、大型农药厂退役场地清理与修复、地下水污染事故应急处理等各级科研或北京大学地球与空间科学学院设有我国唯一的环境矿物学专业博士点，占据领域学术中心地位，北京大学矿物环境功能北京市重点实验室、材料及环境矿物学研究中心，创立了矿物学环境属性研究体系，提出了无机界矿物天然自净化作用原理与矿物法去污染防治新技术；开辟矿物光电子能量研究领域，揭示矿物协同微生物作用机制，提出了污染防治光燃料电池方法技术，发表相关领域学术场地修复领域取得突出成果，为本规范的顺利开展奠定了坚实的基湖南省和清环境科技有限公司是一家集咨询、设计、施工、技术研发及运营管理为一体，提供综合性环境污染解决方案的高新技术企业。自创立以来公司积极建设自主知识产权及研发体系，创建自主研发中心，开展废水治理、土壤修复、固废治理等方向的研究。研发中心先后获批创建了4个技术创新平台，分别为湖南省城镇水体有机污染控制工程技术研究中心、湖南省工业固废资源化与安全处置工程技术研究中心、矿井涌水治理重点开放实验室。通过省级创新平台的建设与华中科技大学、湖南大学、湘潭大学、中南大学等高校及科研院所建立紧密的合作关系，互相打通人才培养通道，通过组建相关的科研平台，整合省内外优势科技研发资源，研发及掌握先进的污染防治新技术，形成系列具有自主知识产权的新材料、新装备和新工艺，为契合方向的环保工程项目提供专业的技术支撑。截止目前公司共主导和参与多项国家和省级科研课题，拥有专利19有研资源环境技术研究院（北京）有限公司长期从事重金属污染土壤及地下水修复研究工作，具有丰富的工程示范经验。有研资源环境技术研究院（北京）有限公司国家工程技术中心在“九五”至“十三五”期间，承担了国家自然科学基金、“973”、“863”、国家科技支撑/攻关等国家级科研项目几十项。工程上完成了我国首个铅锌尾矿库微生物原位修复工程、国家环境保护部督办项目“来冶公司老渣库遗址重金属污染微生物原位修复技术示范”、国防科工局项目“铀尾矿(渣)库渗水微生物源头控制”等重金属污染矿山、农田等项目，在重金属污染治理方面储备了丰富的基础研究和应用华南理工大学环境与能源学院在环境污染控制方面有雄厚研究控制技术与装备国家工程实验室、工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室。尤其在污染场地修复等方向优势明显，污染土壤重金属-有机物同时去除等技术达到了国内领先水平。近年来，主昆明理工大学污染过程模拟与控制团队致力于水污染、供水安全保障等领域的科研创新团队，开展了污水的资源化利用技术，水污染控制过程及给水处置过程模拟，市政固废的高效处置与高值化利用等方面的研究。近年来，在废弃物污染控制与资源化处置等相关研究领域承担国家自然科学基金、国家重点研发计划课题、云南安徽环境科技集团股份有限公司以综合环境服务为支撑，着力打造安徽省最具价值创造能力、国内著名的科技型服务型国有环境保护产业集团。近年来，公司开展了由小试到中试再到污染场地应用的系列研发工作，针对生物电化学系统电极材料、装置结构、环境适用性及处理对象特殊性等方面进行了深入探索，最终形成了低能耗生物电化学修复技术。目前该技术已成功应用于多项场地土壤及地下水污染原位修复及地表水及底泥污染原位修复项目，并取得‘前期筹备工作技术规范》编制队伍的组建与分工工作。其中中南大学为本标准草案提出方，主要负责标准前期准备、标准起草、所需的技术指标及相关要求的提出、协调组织工作；中节能工程技术研究院有限公司、北京大学、湖南省和清环境科技有限公司、有研工程技术研究院有限公司、华南理工大学、昆明理工大学、安徽环境科技集团股份有材料的起草工作。主要工作包括成立标准起草组，开展工业污染场地三维地质建模行业调研、资料收集、规范信息查询，明确本标准的编制方向及框架性内容，完成《工业污染场地三维地质建模技术际建模工作为参考，完成《工业污染场地三维地质建模技术规范》标准初稿及编制说明大纲编制工作，编制单位开展多轮讨论，对立项材料进行充分评估和修改，并征求场地调查与修复、环境建模等草案进行修改，并征求行业专家、高校、企业意见，形成征求意见《工业污染场地三维地质建模技术规范》为相关方开展工业污染场地三维地质建模、质量控制和成果验收提供了指导，规定了工业污染场地三维地质建模时应遵循的原则和流程。主要章节由基本要求、建模工作流程、模型构建方法与质量评价、模型成果管理、（1）基本要求。工业污染场地三维地质建模过程中应符合《工业污染场地三维地质建模技术规范》基本要求中规定的时空基准、括工业污染场地三维地质建模需求分析、场地资料获取与数字化、场地三维地质建模主题数据库构建、场地三维地质结构模型和属性（3）模型构建方法与质量评价。工业污染场地三维地质建模根据数据结构的不同采用点、线、面元建模和体元建模方式，根据建模对象及数据结构不同，规定了地质体三维结构建模方法（基于钻孔数据的结构建模方法、基于地质剖面数据的线框建模方法、基于地形地质平面数据的表面建模方法、融合多源数据的结构建模方法）、污染检测修复设施结构建模方法、污染物空间分布三维建模方法。从建模的合规性、合理性、准确性、完整性四个方面对模型（4）建