基于GMS软件的某工业园区地下水水质影响的数值模拟预测.pdf
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1、第11期2023年11月文章编号:16 7 3-9 0 0 0(2 0 2 3)11-0 0 9 6-0 3陕西水利Shaanxi WaterResourcesNo.11November,2023基于GMS软件的某工业园区地下水水质影响的数值模拟预测高孟宁,杨力伟,石闯(安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院,安徽蚌埠2 330 0 0)摘要以安庆市高新技术产业开发区某厂区为例,基于CMS软件的MODFLOW和MT3DMS模块模拟分析污染物中模拟预测因子(COD、氨氮)在正常工况、非正常工况条件下在地下水中的运移路径、影响范围及浓度分布情况,评估其泄露可能引起的地下水污染风险。结果表明:正常工况下
2、,2 0 年后COD和氨氮在第一含水层最大迁移距离分别为12 2.6 m和7 1.3m,在第一弱透水层最大迁移距离分别为10 0.1m和54.3m;正常工况下,2 0 年后COD和氨氮在第一含水层最大迁移距离分别为19 4.3m和159.8 m,在第一弱透水层最大迁移距离分别为17 9.7 m和146.1m,均小于污染源与下游方向最敏感点石门湖之间最短距离。因此,在污染泄露得到及时的处理后,对敏感点处地下水环境污染风险低。【关键词GMS软件;地下水;数值模拟【中图分类号X52【文献标识码BNumerical Simulation and Prediction of Groundwater Qu
3、ality in an Industrial ParkBased on GMS SoftwareGao Mengning,Yang Liwei,Shi Chuang(The First Institute of Hydrologic and Engineering Geological prospecting Anhui Geological prospecting Bureau,Bengbu,233000,Anhui)Abstract:Taking a factory in Anqing High-tech Industrial Development Zone as an example,
4、MODFLOW andMT3DMS modules based on GMS software simulated and analyzed the migration path,influence range and concentrationdistribution of simulated predictors of pollutants(COD and ammonia nitrogen)in groundwater under normal and abnormalworking conditions,and assessed the groundwater pollution ris
5、k caused by their leakage.The results show that the maximummigration distances of COD and ammonia nitrogen in the first aquifer are 122.6 m and 71.3 m,respectively,and 100.1 m and54.3 m,respectively,in the first weak permeable layer after 20 years under normal working conditions.Under normal working
6、conditions,after 20 years,the maximum migration distances of COD and ammonia nitrogen in the first aquifer are 194.3 m and159.8 m,and the maximum migration distances in the first weak permeable layer are 179.7 m and 146.1m,respectively,whichare smaller than the shortest distance between the pollutio
7、n source and Shimen Lake,the most sensitive point downstream.Therefore,after the pollution leakage is treated in time,the risk of groundwater environmental pollution at sensitive points islow.Key words:GMS software;ground water;numerical simulation随着人口的快速增长、经济及工业事业的高速发展,污染物的排放量日益增多,众多工业园区出现地下水污染问题,园
8、区地下水污染迁移对地下水使用功能和价值的影响及其引起的环境风险和安全问题日益突出-3。地下水污染的隐蔽性、长期性、广泛性与不确定性,加之其环境系统及运动特征复杂性,使得地下水一旦受到污染,造成的生态破坏和环境安全问题往往难以恢复和逆转。我国对地下水污染问题的研究主要集中在大江大河的冲击三角洲地区,通过对监测数据的统计结果分析得出污染物的时空演化趋势。目前对地下水污染研究通常以行政区域为收稿日期2 0 2 3-0 1-0 6【作者简介高孟宁(19 9 5-),女,安徽宿州人,助理工程师,主要从事水工环地质研究工作。96.第11期2023年11月单位,针对工业园区地下水污染的时空分布研究较少。因此
9、,研究工业园区地下水污染迁移特点,掌握其污染的时空分布特征,对消减工业园区地下水污染危害、保障周围生态环境安全具有重要的意义。GMS作为被广泛认可的地下水三维数值模拟软件,具备强大的可视化与模拟功能。本文选取安庆市高新技术产业开发区某材料有限公司厂区为研究区,通过GMS软件的MODFLOW和MT3DMS模块模拟研究区的地下水流场和污染物时空分布特征,给出模拟污染因子COD和氨氮在地下水中的运移、扩散和浓度变化,从而为研究区地下水污染风险评估提供依据。1研究区概况研究区位于安徽省安庆高新技术产业开发区。属暖温带半湿润季风气候,多年平均气温16.6,多年平均降水量1363mm。地处长江丘陵平原区,
10、总体地势呈东高西底、北高南低的趋势,最高点位于石门湖北侧,标高为12 6 m,最低点位于石门湖东岸,标高为10 m。研究区在大地构造的分区上属扬子准地台()下扬子台坳(I2)沿江拱断褶带(I)安庆凹断褶束(I2-2),其西北部发育有三组断裂,研究区及地表出露地层新生届第四系(Q4)和白垩系上统赤山组(K2c)。区内地下水类型主要陕西水利Shaanxi Water Resources项,1/d;h o 为初始水位,m;I,为一类边界;I,为二类边界;n为边界面的法线方向;p(x,y,z)为一类边界水头,m;q(x,y z)为二类边界的单宽流量,m/(d m),流入为正流出为负,隔水边界为零。c_
11、cDxD+xaya(u,c)a(u.c)oyc(x.y,z,t)l-o=co(a.y,z,to)式中:右端前三项为弥散项;后三项为对流项;Da、D mvDa为、y、z 三个主方向的弥散系数;uuy、u 为x、y、z方向的实际水流速度;c为溶质浓度;co为初始浓度;为边界溶质通量。2.3模型的概化及网格划分本次模拟采用GMS软件的3Dgrid模块对研究区进行离散化处理,并利用矩形网格进行剖分,在污染源强位置进行网格加密,最小网格间距为2 m2m,最大为15m15m。本模拟根据钻探资料将含水层概化为两层,见图1。-axls(x1No.11November,2023cca(u,c)Dayz(x,y,
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