广西平果铝赤泥堆场对岩溶含水层污染风险评价

摘要

为促进铝矿行业持续健康发展，充分利用平果县的铝矿资源优势，拟在平果县新建一个赤泥堆场以满足平果县铝业的发展要求，将资源优势转化为经济优势，带动地方经济发展，但是新建的赤泥堆场可能对地下岩溶含水层造成污染，所以要对广西平果铝赤泥堆场对岩溶含水层污染做出风险评价。
　　为了评估广西平果铝赤泥堆场对岩溶含水层污染，对堆场周边进行水文地质勘察。勘察中利用地球物理探测、钻探、示踪试验等多种技术手段查明堆场周边岩溶管道的分布规律及管道水的水流方向，并利用压水试验和注水试验测试得到含水层的渗透系数。然后利用耦合了达西流与非达西流于一体的 GMS软件对地下水流场进行数值模型。针对南方型岩溶水系统中岩溶管道比较发育的特点，模拟时采用 GMS软件中的 Drain模拟岩溶管道。利用数值模拟计算出各月份流经堆场下方的岩溶水流量。还利用达西定理计算赤泥淋沥液穿透防渗层的量。根据模拟和计算的结果对广西平果铝赤泥堆场对岩溶含水层污染风险做出评价。
　　本文的研究发现：
　　1、模拟结果显示：在目前的技术状况，运用 GMS沟渠包对岩溶管道流的模拟、运用等效水力传导系数对岩溶含水层的裂隙流和管道流并存、线性流与非线性流同时存在的比较复杂的含水层系统的模拟在理论上是可行的，技术上也是可行的。
　　2、利用GMS软件中MODFLOW的排水沟渠子程序包以及河流子程序包计算管道流量，计算结果与在管道中的实际抽水量基本一致。堆场下方的岩溶含水层中的地下水流量较大，表明含水层对堆场赤泥淋沥液的自净能力较强。
　　3、平果铝赤泥堆场中的淋沥液向含水层下渗量（41.28m3/d）虽远大于其允许渗透量（1.65m3/d），但淋沥液在防渗层中的迁移速度很慢，赤泥淋沥液穿透防渗层的时间为42年，远超堆场的服务年限（25年），赤泥堆场中的淋沥液不会对岩溶含水层造成污染，由此得出堆场防渗层的设计是合格的和可靠的结论。
　　4、老堆场建设已有20年，现对赤泥堆场下游及其周边的溶潭水进行地下水水质监测，结果证实，堆场的防渗效果很好，所以新堆场的建设对地下水环境污染很小。

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目录

第 1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 岩溶区地下水流动数值模型研究现状

1.3 地下水污染风险评价内涵

1.4 研究内容

1.5 研究创新点

1.6 技术路线

第 2章 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.2 地质条件

2.3 水文地质条件

2.4 研究区岩溶发育特征与规律

2.5 水文地质试验

第 3章 模型概述

3.1 GMS地下水数值模型系统简介

3.2 MODFLOW地下水流数学模型及其解法

第 4章 研究区地下水流场的数值模拟

4.1反求水文地质参数

4.2 利用数值模拟计算堆场下方含水层的流量

第 5章 堆场对地下水的污染评价

5.1 堆场地下水的水质背景值

5.2 堆场的防渗设计

5.3 堆场最大允许渗透量的确定

5.4 赤泥淋出液穿透防渗层的量和时间

5.5 堆场防渗层的防渗效果评价

5.6 研究区地下水的水质现状评价

第 6章 结论与建议

6.1 结论

6.2 尚存在的问题与建议

参考文献

附 录：

附图 1：研究区域综合水文地质图

附图 2：堆场综合水文地质图

附图 3：研究区域丰水期等水位线图

附图 4：研究区域枯水期域等水位线图

个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文

致谢