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【摘 要】利用FEELOW数值模拟软件，建立非均质、各向异性三维非稳定流地下水概念模型，对化工区地下水中的1，2-二氯乙烷及二氯甲烷进行模拟预测。预测结果分析可知：区域水文地质条件有利于地下水污染物的扩散，周边地表水对其有稀释扩散的作用，随着时间推移和距离的增加，地下水中污染物浓度可迅速降低，扩散范围较小，主要集中在污染源附近。
【关键词】数值模拟;地下水;化工区;预测评估
中图分类号： P641.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）25-0164-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.081
Prediction of Groundwater Pollution based on three-dimensional unsteady flow
——A Case Study In Typical Chemical Industry Zone of Eastern Zhejiang
HE Hua-yan LOU Lin-jie SUN Yan
（Zhejiang Taicheng Environmentsl Technology Co.， Ltd， Taizhou Zhejiang 318000， China）
【Abstract】A concept model of heterogeneous and anisotropic three-dimensional unsteady flow groundwater was established by using FEELOW numerical simulation software， the1， 2-dichloroethane and dichloromethane in the groundwater of chemical industry area were simulated and predicted. The prediction results showed that the regional hydrogeological conditions were conducive to the diffusion of groundwater pollutants， and the surrounding surface water had the effect of dilution and diffusion. With the passage of time and distance， the concentration of pollutants in groundwater could be rapidly reduced and the diffusion range was small.
【Key words】Numerical Simulation; Groundwater; Chemical Industry Zone; Prediction
0 前言
研究區域的化工区始于上世纪70年代建立，鼎盛时期占地约42亩，随着城市建成区逐年扩大和“退二进三”不断推进，化工区面临整体搬迁和二次开发。随着地下水保护工作重要性日益增强，区域地下水调查评估及污染防治，是保障区域社会人群健康的关键性工作，也是工业用地二次开发过程中的重要基础性工作。
1 区域水文地质
研究区域地貌单元属天台盆地之始丰溪冲洪积平原，地势基本平坦。场地内出露的地层主要有白垩系下统赖家组及第四系，按照地基土的成因类型、物理力学性质特征可分为-0素填土（mlQ）、-3卵石（al-plQ4）和-3中等风化粉砂岩（K2l）。
研究区域地下水主要为赋存于第四系地层中的孔隙潜水和少量基岩裂隙水。勘察期间，浅层孔隙潜水稳定水位埋深在0.50m～5.71m之间，稳定水位高程在52.86～63.17m之间;基岩裂隙水的埋藏、分布及水动力特征都非常不均匀，一般水量较贫乏，为相对隔水层。区域地下水流向主要为西北至东南流向。测试期间第四系孔隙潜水含水层主要为（5）-3层卵石层，分布比较稳定，透水性较好，静止水位标高52.86～63.17m，渗透系数推荐值k=2.73m/d;对应的影响半径15.38～131.20m。
2 模型建立
利用FEELOW数值模拟软件，通过对水文地质概念模型的分析，依据渗流连续性方程和达西定律，建立非均质、各向异性三维非稳定流地下水概念模型，结合实测水文地质参数，反演计算得到最优水文地质参数[1]。预测评价重点：主要预测因子为1，2-二氯乙烷及二氯甲烷;预测区域：1，2-二氯乙烷为GW01点位，二氯甲烷为GW25、GW28点位;预测情景：上述点位二氯甲烷、1，2-二氯乙烷点位浓度不变情况下，模拟时长至区内污染物浓度至地下水Ⅳ类标准范围。
式中，Ω：地下水渗流区域，量纲：L2;H0：初始地下水位， 量纲：L;H1：指定水位，量纲：L;S1：第一类边界;S2：第二类边界;μs：单位储水系数，量纲：L-1;Kxx，Kyy，Kzz：分别为x、y、z主方向的渗透系数，量纲：LT-1;w：源汇项，包括蒸发，降雨入渗补给，井的抽水量，量纲：T-1;q（x，y，z，t）：表示在边界不同位置上不同时间的流量，量纲：L3T-1;■：表示水力梯度在边界法线上的分量。
3 结果与分析
3.1 1，2-二氯乙烷的模拟预测
初次模拟结果显示，污染物在预测区内迁移范围较小，主要沿南向始丰溪方向扩散，基本符合地下水迁移特征，经过多次时间优化，最终选取时间点为2190d和3650d进行分析说明。在2190天后，地下水受影响区域较小，且3650天后，地下水受影响区域基本变化不大，相较2190天前有所减少，减少区域主要是南侧池塘附近，说明地表水体有利于控制污染物的扩散，但污染物也会进入地表水体环境，从而对地表水造成一定的影响。进一步分析可知，随着时间的增加，其污染影响区域逐渐扩大，但影响区域到达始丰溪后，时间继续推移，污染区域不变，且随着距离的增加，污染物浓度迅速降低，污染物浓度较高区域主要集中在GW01附近。
3.2 二氯甲烷的模拟预测
初次模拟结果显示，污染物在预测区内迁移范围较小，主要沿东南向始丰溪方向扩散，基本符合地下水迁移特征，经过多次时间优化，最终选取时间点为1400d和3650d进行分析说明。在1400天后，地下水受影响向东南方向扩大，并进入始丰溪，但3650天后，地下水受影响区域减少，但最终还是扩散始终向始丰溪方向汇入，说明本区域地下水动力条件有利于污染的扩散，地表水体有利于控制污染物的扩散，但污染物也会进入地表水体环境，从而对地表水造成一定的影响。进一步分析，可发现严重污染区域主要集中在GW25、GW28附近，随着距离的增加，污染物浓度迅速降低，其总体影响范围不大。
4 结论与建议
4.1 结论
根据本次区域地下水预测结果可知，区域水文地质条件有利于污染物的扩散，且周边始丰溪对其有稀释扩散的作用。非水溶性氯代烃（1，2-二氯乙烷、二氯甲烷）而言，其水溶性较差，但该含水层主要以砾石为主，污染物不易被吸附，因此其仍以迁移扩散为主，向南侧沿始丰溪方向迁移，随着距离的增加，污染物浓度迅速降低，扩散范围较小，主要集中在污染浓度较高点位（GW01、GW25、GW28）附近。
4.2 建议
根据本次区域地下水预测结果，本区域水文地质条件有利于地下水中污染物的迁移与扩散，随着时间的推移，地下水中污染物浓度可明显降低。因此，需要做好需要地下水的“防”“控”措施。因为该区域还存在较多工业企业，这是地下水的一大潜在污染来源，“防”即需要防止这些企业物料、废水区域、溶剂、储罐区等泄露，“控”即可设置长期观测井等方式，监测污染的事件发生，并立即启动相关的防护措施，来减缓污染事件对地下水的影响。
【参考文献】
[1]柳山，罗朝晖，金晓文，等.基于数值模拟的地下水环境影响预测评价体系初探：以黔西南岩溶某场区为例[J].环境工程，2017，35（8）：135-140.