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1 1 1 1 1 2 3 4 4 5 6 6 6 6 8 13 13 15 15 24 24 27 27 28 28 29 30 31 41 49 5912(1)科學性原則:地下水污染模擬預測評估工作應建立在34地下水污染模擬預測評估工作基于地下水環境調查與評價2.1.1地下水污染概念模型構建2.1.2地下水污染現狀模擬2.1.3地下水污染趨勢預測5地下水污染模擬預測評估工作主要包括地下水污染概念模6地下水污染模擬預測旨在預測評估區地下水污染分布特征(1)在開展地下水環境狀況調查工作的基礎上,需要對調(2)在開展地下水修復與風險管控工程的技術可行性分析地下水污染概念模型構建所需資料除了地下水環境狀況初73.3.1評估區范圍評估區范圍劃定應能準確反映地下水水流系統的邊界和源需滿足后期開展地下水污染模擬預測評估工作所涉及的空間和3.3.2地層結構及屬性空間變異規律,含水層和隔水層的接觸關系,確認是否存在“天窗”、斷層等連通情形。概念模型需要對含水層非均質性作出分3.3.3邊界條件與源匯項83.3.4地下水水流特征3.3.5水文地質參數概化水文地質參數的概化包括參數的初始取值范圍和初步分區93.4.1地下水污染源3.4.2地下水污染途徑3.4.3地下水污染受體3.4.4地下水污染物遷移轉化過程地下水污染物的遷移轉化過程包括物理過程和生物地球化(4)提出遷移轉化過程的數學表達、假設和簡化的依據、(5)將觀測數據與不同估算方法的計算值進行比對,根據第四章地下水污染現狀模擬4.1.1地下水數學模型的類型根據長時間序列水位監測數據判斷在模擬時間尺度上流場此在模型選擇及模型規劃階段需充分考慮污染物在系統中的遷根據需要選擇簡單剖分的數值模型到分布式數值模型進行模擬模型維度的選擇應當以概念模型階段對污染羽分布的推算確保污染源-污染途徑-污染受體均包含在內。為了定流模型的外部應力設置需綜合反映流場或溶質運移過程中多對于非穩定水流模型,初始條件就是在某一個選定的初始時刻徑流量的二類邊界或給定地下水側向流量與水位關系的三類邊(2)補給濃度污染源:對應連續源載入,濃度隨時間變化(3)初始濃度:濃度逐漸衰減的情況,用于受污染地下水(4)定質量污染源:對應脈沖載入式的短期污染源,可用(1)模型空間信息參數:如模型邊界的位置、地質單元的(3)與源匯項有關的各種參數:如污染物進入量和排出量4.3.8模型校準與驗證的選用需遵循數據代表地下水水文特征和地下水環境污染特征平水期一期水位數據或者一個完整水文年多期水位數據的有效校準方法(1)試錯法校準動”校準之前使用試錯法檢驗模型的總體反應和要求觀測井地下水水位的實際觀測值與模擬計算值的擬合誤差第五章地下水污染趨勢預測校準和驗證完善的模型可用于預測地下水污染在時間和空(2)模擬因子選擇保守性因子,即污染物遷移過程以物理(4)污染源強的設置同樣遵守保守性原則,忽略不能明確(5)模擬時段以污染遷移到環境敏感目標所需時間作為參(4)污染源強設置基于污染調查所確定的盡量準確的污染(5)污染時段以所制定的修復或污染防控目標為參考進行(6)針對當前常用的地下水修復和風險管控技術手段,可水流模型的相關設置運移模型的相關設置無度第六章地下水污染模擬預測評估技術成果地下水污染模擬預測評估成果報告應當完整地體現地下水地下水污染特征概化部分應描述評估區地下水環境基本狀地下水污染模擬預測評估技術報告的圖件應能反映地下水應提供模擬最終結果所依托的原始模型項目文件和模型使(資料性附錄)表A.1地下水污染模擬預測評估數據及資料需求表評估區基礎背景資料評估區及周邊土地利用歷史及潛在產生污染藝流程圖、地下管線圖、化學品儲存和使用清單水流特征概化所需資料水文地質參數(孔隙度、滲透系數、導水系數、給水度地下水與地表水體(河流、湖泊、水渠等)間污染特征概化所需資料制污染羽穩定、縮小、擴大、下潛(由于密度效應、補給影響污染遷移的過程認定(如對流、彌散、吸附、降生物化學環境對污染過程的影響(如pH影響;;包括含水層的水平延伸、邊界類型、頂底板埋深、含水層厚水試驗及分析、地球物理勘探、水力學等方面的研究報告發表的學術論文、學生的畢同含水層之間的水力聯系用發利用量,包括政府部門的統計數據和可估計到的未進位線圖及地下水位過程線用水監測管理部門水質分析據(1)分析主要污染物濃度現狀分布圖,確定地(2)根據識別的污染高濃度區,在其附近核查適用范圍廣,可準確分析各地下水污染源對污染現狀的可在短時間內得出較為精確在水文地質條件較復雜或地下水流場利用溶質遷移軟件模擬示蹤粒子在指定的位置和時間間分布相比較,以判斷和驗證地下水中污染物來源位在水文地質條件復雜的條件下亦能刻畫污染物的空間分下水中污染物的來源,并分析污染物隨時間的遷移變穩定同位素在特定污染源中組成特定,在遷移與反應過程中組成穩定,分析結果精法物質i的源有p種,若已知某排放源j所排放污染物中η=gjgj。測定n種物質可建立n個方程,只要測定從一個受體樣品的分析項目出發就可以得到結果,可以避免大量的樣品采集所帶來能夠檢測出是否遺漏了某重要源,可以檢驗其他方法的要求對污染源和受體地下水長期采樣從排放源到受體之間排放的物質組成要求排放源物質成分線性獨立很難滿未區分同一類排放源排放的成分差別和同一排放源在不同的時間排放物質多元統計方法是利用觀測信息中物質間的相互關系來析能將具有復雜關系的變量歸結為數量較少的幾個綜P個指標(P<M)來描述原來的樣品集合。應用簡單且不需要事先對評估區域污染源進行監測,只需對排放源組成有大致的了解,并不需要準確的源成分利用一般的統計軟件便可計不用事先假設排放源的數目和類型,排放源的判定比較能夠解決次生或易變化物質的來源,能利用除濃度以外本方法不是對具體數值進行分析而是Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型等等等Ⅳ型表A.5地下水污染物遷移轉化過程概算方法A.5.1對流K—滲透系數,m/d;Dh=D*+avD*—有效擴散系數,m2/s;2/s;的參數設置。不同類型吸附過程的分配系數估算方式參見附K=CsdCK=CsdC1/NCK=sC—液相中污染物濃度,mg/L;b—污染物最大吸附量,mg/kg;V=u/RfRf=1+pKd/nRf—遲滯因子,無量綱;Kd—分布系數,1/kg;p—容重,kg/L;A.5.4物理衰變或生物降解0C=Ce?λt0λ—衰減速率,1/d。A.5.5化學反應A.5.6揮發=HC(A.10)H—亨利定律常數,無量綱。A.5.7變密度流混溶的有機污染物時,污染過程較常規污染過程復雜并多元,需開展針對性分析。根據(DNAPL),如雜酚油、柏油、氯化烴等。解相的NAPLs隨地下水流場運移;蒸氣相的NAC=SXdX—有機污染物在自由體中的質量分配比例,無量綱。(資料性附錄)B.1數學模型B.1.1地下水水流模型對于非均質、各向異性、空間三維結構、非穩定地下水流系μs=|2h2hμs=Kx2+μsδHδ(δH)δ(δH) =|KH—水位,m。h(x,y,z,t)=h0(x,y,z)(x,y,z)—已知水位分布;(x,y,z)=Ω,t=0(B.4)1h(x,y,z,t)Γ=h(x,y,z,t)1(x,y,z)=Γ1,t>0h(x,y,z,t)—一類邊界上的已知水位Kδh(x,yKδh(x,y,z)eΓ2,t>0=q(x,y,z,t)2Γ2—二類邊界;n—邊界Γ2的外法線方向;3(K(h?z)δh+Ch)=q(x,y,z)3ΓΓ3—三類邊界;n—邊界Γ3的外法線方向;B.1.2地下水溶質運移模型(B.6)(B.7)水是溶質運移的載體,地下水溶質運移數值模擬應在地下水流場模擬基礎此,地下水溶質運移數值模型包括水流模型(見附錄B1.1)和溶質運移模型(B.8)js?Wc(B.8) pb—介質密度,mg/(dm)3; ;Dij—水動力彌散系數張量,m2/d;λc(x,y,z,t)=c0(x,y,z)(x,y,z)—已知濃度分布;c(x,y,z,t)Γ1=c(x,y,z,t)2)第二類邊界—給定彌散通量邊界2θDijδc=fi(x,y,z,t)δxjΓ2Γ2—通量邊界;fi(x,y,z,t)—邊界Γ2上已知的彌散通量函數。(B.12)δxjΓ3θDijδC?qic=gi(x,y,z,t)(x,y,z)eΓ3,(B.12)δxjΓ3Γ3—混合邊界;gi(x,y,z,t)—Γ3上已知的對流-彌散總的通量函數。B.2解析法B.2.1一維無限區域瞬時注入點源和連續注入點源=Dx?V?λC+C0δ(x?Xc)δ(t?t′),3.邊界條件:4.初始條件:Dx—溶質擴散系數[L2/T];Xc—點源的x坐標;B.2.2第一類邊界條件的半無限系統2.控制方程:3.邊界條件:4.初始條件:B.2.3第三類邊界條件的半無限系統a.流體的密度和黏度為常數;c.流動只發生在x方向,且速度為常數;2.控制方程:3.邊界條件:4.初始條件:對于不發生一級化學反應(λ=0)的溶質運移問題,其解析解為:B.2.4二維無限平面瞬時注入點源和連續注入點源=Dx+Dy?v?λC+tC0δ(x?Xc)δ(y?Yc)δ(t?t′),3.邊界條件:4.初始條件:C(x,y,t)=4nDYexp[?(x?)2?(2?λt]C(x,y,t)=4nπxDYexp[v(c)]?exp[?(+令t趨于+∞,得到穩態解:C(x,t)=2nπxDYexp[v(c)]?K0{√(+λ)[(xc)2+(y)2]}B.2.5含有有限寬度溶質源的無限寬度含水層假設含水層為半無限長度并且在入流邊界處(x=0)含有溶質源。含水層的2.控制方程:3.邊界條件:4.初始條件:C(x,y,t)=4xexp()?τ?exp[?(+λ)τ?4τ]{erfc[]?erfc[()]}dτY1—溶質源寬度的下限值(x=0處溶質源y坐標的較YB.2.6含有瞬時注入點源或連續注入點源的無限長度含水層=Dx+Dy+Dz?V?λC+Qt3.邊界條件:4.初始條件:C(x,y,z,t)=c00)]{expβ=[V2+4Dxλ]1/2.(資料性附錄)參數滲透系數型驗對選定含水層(組)抽取地下化關系,測定含水層(組)富Aqtesolv),(GB50027-驗值潛水給水度型法料法法Aqtesolv值承壓Aqtesolv參數水單位釋水系數驗THCVFITTHEISFIT值彌散度驗研究污染物在地下水中運移時其濃度的變化規律,并通過試驗獲得進行地下水環境質量定量評估的彌范(DZ55-值孔隙度法孔隙度的測定是在實驗室中進行的,用的是小塊的巖芯或巖屑。法值地下水流速場驗參見《城市環境水文地質工地質手冊(第參數地下水流向場法法降水入滲系數算法值分配系數降解系數K/(m·d-/%/mm/%土>50>50砂>70500~>50表C.4承壓含水層釋水(貯水)系數釋水系數(1/m)釋水系數(1/m)<3.3×10-6表C.5各種巖石的滲透系數、孔隙度、給水度及干容重經驗值礫2.4×102所27.2×10-24.8×10-22.3×10-52.5×10-6d50=0.02mm2×10-4d50=0.2mm0.438~0.074~d50=5mm2.4×10-32.5×10-16.72×10-2注:資料源自《水文地質手冊(第二版)》———注:資料源自《水文地質手冊(第二版)》---注:資料源自《水文地質手冊(第二版)》潛水埋深/m —注:資料源自《水文地質手冊(第二版)》潛水埋深/m注:資料源自《水文地質手冊(第二版)》巖巖注:資料源自《水文地質學基礎(第六版)》(2表C.12沉積物中有機碳質量分數?oc有機碳質量分數?oc(g/g)表C.13估算有機碳分離常數(Koc)的經驗關系式代表的化學物類型Karickhoff等(1979)Kenaga和Goring(1980)Roa和Davidson(198log(Koc)=0.937logKow-0.006log(Koc)=0.524logKow-0.618代表的化學物類型log(Koc)=4.277-0.557loKarickhoff等(1979)Kenaga.和Goring(1980)Kd=Koc?oc),S1:水中溶性度(μmol/L)S2:水中溶性度(μmol/mol)?oc:含水介質中的有機碳質量分數(g),當含水層中的有機物吸附過程可假設為服從線性分離系數Koc(2)由實驗測得或取經驗值得到含水介質有機碳質量分(3)由上式Kd=Koc?oc求得Kdt1/2年t1/2年230Th232Th36Cl231Pa63Ni241Am90Sr243Am7×10393Zr79Se94Nb2×10493Mo7×1062×1052×107106Ru1210Pb235U7×108226Ra238U4.5×109227Ac237Np2×106(規范性附錄)評估成果表達示例表D.1地下水污染模擬預測評估圖件要求文地質邊界、單點污染綜合評價級別、區域綜合污評估區目標含水層主要污染物濃度文地質邊界、各目標層位地下水中主要污染物濃度評估區范圍、主要居民點及標志性的地形、對于承壓含水層,頂底板等值線圖或含水層等厚度圖;對于潛水含

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