广西崇左市拟建稀土分离项目对岩溶地下水污染的数值模拟及预测研究

摘要

为促进稀土行业持续健康发展,利用广西的稀土资源优势,拟在崇左市新建稀土分离项目,将资源优势转化为经济优势,带动地方经济发展。但是,稀土分离项目在生产过程中可能对当地的地下水环境造成直接和间接未知的污染,影响周边居民生活饮用水的安全,故需要进行地下水环境污染预测。
　　本论文通过对水文地质测绘、水文地质钻探、物探、水文地质实验及地下水动态监测资料的搜集和野外实地调查,分析和研究了拟建项目影响区内的水文地质条件、地下水与河水之间的补排关系、岩溶管道的分布特征、包气带防污性能等,然后利用耦合了达西流与非达西流于一体的GMS软件对地下水流场和溶质运移进行二维数值模型。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。在进行溶质运移模拟时,针对假设拟建项目发生几种突发性污水泄露事件中含水层被污染的状况进行模拟,并根据预测结果提出防污措施。
　　本文的研究发现:
　　1、模拟结果表明,在现阶段的技术水平下,采用GMS沟渠包来模拟岩溶管道流、管道段的水流用等效水力传导系数的概念来模拟我国南方管道型岩溶含水层中这种裂隙流与管道流并存、线性流与非线性流并存的复杂系统不仅在理论上是合理的,而且在模拟技术上也是可行的。
　　2、研究区内属于典型的南方型岩溶区,岩溶管道十分发育,岩溶地下水的运动既受区域性水势场的控制,也受岩溶管道分布的影响,在这种地区绘制地下水等水位图时,不能采用传统的插值软件来绘制,必须利用数值模拟的结果绘制。利用数值模拟结果所绘制的地下水位等值线图不仅能反映出地下水在水势场下由高水位处向低水位处渗流,同时也能反映出岩溶管道对地下水的汇集作用。另外还发现,研究区在丰水期地下水的运动明显受到岩溶管道分布的影响,而在枯水期的运动则不受岩溶管道的影响,这是因为枯水期地下水位低于岩溶管道底板。
　　3、污水的渗漏点与拟建厂区北侧的岩溶管道还有一定的距离,渗漏后的污水没有很快就受到管道流的影响,污染物在以裂隙-孔隙控制的岩体介质中的运移主要以分子扩散为主,其污染晕大致呈圆形向四周扩散;未经处理的污水若发生泄露下渗,就会在含水层内形成浓度较高的污染晕,使地下水变成严重污染。

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第一章 引言

1.1 研究背景和意义

1.2 岩溶区地下水流动数值模型和溶质迁移的研究现状

1.3 研究内容

1.4 研究创新点

1.5 技术路线

第二章 研究区域简述

2.1 项目概况

2.2 区域自然地理条件

2.3 地质环境

2.4 水文地质条件

2.5 区域地下水质量评价

2.6 水文地质试验及参数计算

第三章 模型概述

3.1 岩溶区地下水流数学模型

3.2 岩溶区溶质迁移控制方程

3.3 参数选取

第四章 工程实际模拟预测

4.1 建立模型

4.2 稳定流与非稳定流模拟

4.3 分析水流模拟结果

4.5 预测模拟泄露事故情景

4.6 溶质运移模拟结果

4.7 防污建议

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 尚存在的问题与建议

参考文献

附表1：建设项目给排水水量表

附表2：预测污染物种类及其典型水质表

个人简历

致谢