数值模型在青岛市大沽河水源地地下水水质预测中的应用

摘要

大沽河是胶东半岛最大的河流,是青岛市主要饮用水源地之一,每年对青岛市供水量约8000万m<'3>,占市区用水总量的45﹪左右,被称为青岛市的母亲河.近几年随着城市发展,用水量增加,其水环境问题也日益突出,该文主要利用已有资料,结合该次水文地质及环境地质调查、野外试验等工作成果,建立青岛市大沽河水源地地下水质数值模拟,模拟预测地下水污染并分析治理对策.全文共分为五个部分,第一部分主要介绍了数值模型的概念及应用;第二部分主要综述了区域地质及水文地质概况;第三部分讲述了大沽河水源地地下水流数值模型的建立;第四部分讲述了大沽河水源地地下水水质模型的建立;第五部分利用所建数值模型对大沽河水源地水质进行了预测.应用该数据模型,对大沽河水源地2003-2012年水质预测结果如下:(1)NO<,2><'->浓度预测区内NO<,2><'->污染程度多出现减轻的趋势,在下游李哥庄镇附近NO<,2><'->污染程度加重,尽管在模型中考虑了现状污染治理措施的作用,但地下水NO<,2><'->浓度还多不能达到地下水Ⅲ类标准,可见地下水污染仍需加大治理力度,一方面在水源地范围内杜绝不达标排放的工业、乡村企业污染源,另一方面,改善农业种植结构、肥料施用技术,减少化肥施用量.(2)Cl<'->浓度预测在污染治理措施得到实施的条件下,区内Cl<'->污染程度多出现减轻的趋势地下水,Cl<'->浓度多能达到地下水Ⅲ类标准,在下游李哥庄镇附近Cl<'->污染程度加重,下游截渗墙的修建对下游李哥庄镇以南地段地海水入侵起到了较明显的阻滞作用,但截渗墙上游附近仍有部分咸水,当在上游对地下水进行较强烈开采时,截渗墙上游的咸水仍会有倒灌现象.总之,在通过污染治理,进入地下水的污染物质浓度每年平均递减2﹪的情况下,今后10年内,大沽河水源地地下水质大部分地段有变好的趋势,下游李哥庄镇附近有变差的趋势.

目录

文摘

英文文摘

0前言

1数值模型应用简介

1.1数值模型应用的一般过程

1.1.1确定目标和任务

1.1.2现场调查

1.1.3选择模型

1.1.4现场试验

1.1.5编制程序与整理数据

1.1.6模型校正

1.1.7预测与控制

1.2地下水水质模型应用的主要方面

1.2.1地下水污染的模拟与预测

1.2.2海水入侵问题

1.2.3试验设计

1.2.4地下水管理

1.3MODFLOW简介

1.3.1多孔介质中地下水流动的有限差分公式数学模型

1.3.2 MODFLOW程序设计简介

2大沽流域地质环境概况

2.1地形地貌

2.2气象水文

2.2.1气象

2.2.2水文

2.3地质概况

2.3.1地层岩性

2.3.2地质构造

2.4水文地质概况

2.4.1含水岩组的划分与地下水赋存条件

2.4.2地下水的补给、迳流、排泄条件

2.4.3地下水动态特征

2.4.4地下水水化学特征

3大沽河水源地地下水流数值模型的建立

3.1大沽河水源地简介

3.2大沽河水源地水文地质概念模型

3.2.1模型范围及边界条件概化

3.2.2储水层顶底板结构

3.2.3储水层结构及其水动力特征

3.2.4开采条件概化

3.3大沽河水源地地下水流数学模型

3.4数学模型的求解

3.5模型的识别

3.5.1初始流场

3.5.2边界条件的处理

3.5.3垂向补给量的确定

3.5.4排泄量的确定

3.5.5水文地质参数

3.6模型识别及结果

4大沽河水源地地下水水质污染数值模型建立

4.1大沽河水源地地下水水质动态及其原因分析

4.1.1平度仁兆以上段水质变化分析

4.1.2平度仁兆-胶州李哥庄北(中段)水质变化

4.1.3胶州李哥庄以下(下段)水质变化

4.2大沽河水源地水质数值模型的概化

4.2.1水文地质概念模型

4.2.2溶质运移降解及源汇项的概化

4.3大沽河水源地水质数学模型

4.4野外弥散试验与水质数值模型的识别

4.4.1野外弥散试验与弥散系数的求取

4.4.2大沽河水源地污染物质源汇项

5大沽河水源地水质预测

5.1大沽河水源地水质变化规律

5.2预测时段划分及其补给、开采条件

5.3初始浓度

5.4污染源的变化分析

5.5大沽河水源地2003-2012年水质预测结果

6结论与认识

参考文献

致谢