污染物扩散过程模拟研究

摘要

水污染问题一直备受全球关注，近年，随着对水环境质量的重视，水污染问题逐步得到控制，而研究工作更多的转移至污染物扩散过程模拟领域。本文通过建立正确的水流溶质运移模型，有助于全面地认识污染物在地下水中的迁移转化过程，有效管理开发水资源，提前做好水资源污染防治工作。
　　锦溪，位于昆山市西南，全镇占地面积90.69平方公里，古镇区面积1.6平方公里。研究区为古镇区中心，区内水资源丰富，地表水系发达，其主要污染源为生活污水。地下水埋深浅，主要为孔隙潜水，赋存于素填土、粉粘土中，来源为大气降水和地表水入渗补给，排泄途径为自然蒸发和侧向径流。本文在充分调查和分析研究区水文地质概况后，各选取地表水地下水监测点16个和9个，对监测点水质进行长期动态监测，分析地表污染水体对地下水体污染的影响规律，并利用GMS软件中MODFLOW和MT3D模块，分别模拟研究区地下水流和污染质扩散过程，预测其运移趋势，同时结合水质数据，调整模型参数，对模拟结果进行拟合验证，并提出相应的水环境保护措施。
　　本课题通过对锦溪古镇水质长期动态监测，发现当地水体已被严重污染，主要污染源为生活污水。以地表《GB3838-2002》和地下《GB/T14848-93》为标准，经模糊综合评价法评判知地表水隶属劣Ⅴ类，主要污染组分为DO、CODCr、IMn，地下水受地表污水影响，属Ⅲ类水体，主要污染组分为NH3-N、IMn。建立的地下水系统三维模型模拟数据与观测数据基本一致，进出模型水量误差小于0.5m3/d，满足水均衡条件，可应用于当地地下水污染运移趋势预测。主要污染组分迁移时，污染晕呈椭圆形扩散，长轴方向与水流场方向一致。当污染物随地表水渗透，预测时间为18个月、15年、30年、45年时，IMn最大迁移距离分别为105m、160m、175m、185m，NH3-N最大迁移距离为118m、165m、177m、182m。当污染物随生活污水渗透，预测时间为18个月、15年、45年时，IMn最大迁移距离分别为125m、256m、368m，NH3-N最大迁移距离为114m、188m、272m。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 污染物扩散过程模拟研究进展

1.3 主要研究内容

1.4 研究思路及手段

1.5 GMS软件简介

第二章 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.2 区域地质概况

2.3水文地质概况

2.4 区内水资源现状

第三章 研究区水体现状分析及污染质确定

3.1 水体现状分析

3.2 污染质确定及时空分布规律分析

3.3 地下水污染质时空分布规律

第四章 地下水污染物扩散基本理论与方法实现

4.1 地下水污染物扩散影响因素

4.2 地下水污染物扩散现象及机理

4.3 主要污染物在地下水中扩散机理

4.4 地下水系统污染扩散模型的有限差分法实现

第五章 地下水污染物扩散过程模拟及模型检验

5.1 污染物扩散过程模型模拟

5.2 模型校准和可靠性分析

第六章 污染物扩散过程模拟与预测

6.1 主要污染组分扩散过程模拟与分析

6.2 主要污染组分迁移趋势预测与分析

第七章 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

致谢

作者简历