地下水污染評(píng)價(jià)及預(yù)測研究畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　吉林市平原區(qū)地下水污染評(píng)價(jià)及預(yù)測研宄 摘 要</p><p>　　地下水是吉林市居民生活的重要水源，開發(fā)利用程度逐年提高。近年來隨著 經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地下水遭受污染的環(huán)境問題日益凸顯。因此，評(píng)價(jià)本市地下水 質(zhì)的污染現(xiàn)狀，查明地下水中的特征污染物并預(yù)測污染物濃度的變化趨勢和提出 合理的對策措施，對防治地下水污染和改善地下水的環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。</p><p>　　本

2、文依據(jù)吉林省《吉林市城區(qū)地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)》項(xiàng)目而選題。以吉林市 平原區(qū)淺層地下水為研究對象，綜合分析研究區(qū)歷年（1984?2014)地下水水質(zhì) 監(jiān)測數(shù)據(jù)以及在本次地下水污染調(diào)查中所收集的水質(zhì)資料，開展地下水質(zhì)污染評(píng) 價(jià)與預(yù)測研究。</p><p>　　根據(jù)本次地下水污染調(diào)查所收集的60組地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用地下水 單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)法和地下水綜合評(píng)價(jià)法對研究區(qū)地下水質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表 明：研究區(qū)地下水超II

3、I類水質(zhì)的監(jiān)測井個(gè)數(shù)占總數(shù)的65.0%,主要超標(biāo)組分為硝 酸鹽氮（N03--N)、亞硝酸鹽氮（NCV-N)、氨氮（NH/-N)、氟化物（F)、揮發(fā) 酚、溶解性總固體、總硬度和高錳酸鹽指數(shù)，占評(píng)價(jià)指標(biāo)總個(gè)數(shù)的53.80%。為 進(jìn)一步研究區(qū)內(nèi)地下水污染程度，以研究區(qū)的地下水環(huán)境背景值為對照值，利用 污染指數(shù)評(píng)價(jià)法對研究區(qū)地下水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明區(qū)內(nèi)大部分地下水質(zhì)受到 污染，主要為中等污染水體和較嚴(yán)重污染水體。嚴(yán)重影響地下水污染程度的組分

4、為硝酸鹽氮（N03_-N)、亞硝酸鹽氮（N02_-N)、氨氮（NH/-N)等，其中硝酸 鹽氮（N03_-N)的污染率最大，污染面積廣泛。此外，受到污染源的影響，區(qū)內(nèi) 地下水質(zhì)惡化的地區(qū)集中在農(nóng)業(yè)耕作區(qū)、生活和工業(yè)污染源附近等。</p><p>　　根據(jù)研究區(qū)的地下水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，確定特征污染物為硝酸鹽氮（N03_-N)， 綜合分析其年際（1984年?2014年）動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，并分析其來源于農(nóng)業(yè)污染、 生活污染和工業(yè)

5、垃圾堆放以及工業(yè)污水的滲漏污染。為此，建立吉林市平原區(qū)淺 層地下水污染質(zhì)運(yùn)移模型，利用GMS軟件對該模型進(jìn)行求解。首先，依據(jù)研究 區(qū)多年地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測資料，建立地下水流模型，并選取長時(shí)間系列（2004 年~2014年）為模型的識(shí)別驗(yàn)證期，反復(fù)調(diào)試參數(shù)，提高模型的精確度。在識(shí)別 驗(yàn)證好的水流模型基礎(chǔ)上，建立地下水污染質(zhì)運(yùn)移模型，預(yù)測研究區(qū)在現(xiàn)狀污染 條件下，未來10年地下水中特征污染物的濃度變化趨勢。結(jié)果表明，未來10 年研究區(qū)地下水特

6、征污染物濃度緩慢升高。在污染源附近，污染物濃度升高幅度 大，污染暈逐漸向下游擴(kuò)散，特征污染物濃度超過地下水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)IV、V類水面積 占總面積的比例緩慢增大，III類水面積所占比例減少。</p><p>　　根據(jù)上述地下水質(zhì)量與污染評(píng)價(jià)結(jié)果以及地下水水質(zhì)預(yù)測結(jié)果，從經(jīng)濟(jì)、技 術(shù)、工程、管理等方面針對研究區(qū)地下水污染現(xiàn)狀及污染特征提出地下水污染防 治對策，為防治地下水污染和保護(hù)地下水環(huán)境質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。</p&

7、gt;<p><b>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　吉林市平原區(qū)；地下水質(zhì)量與污染評(píng)價(jià)；水質(zhì)預(yù)測；數(shù)值模擬；防治對策</p><p>　　Study on the evaluation and prediction of groundwater pollutionin the plain area of Jilin CityAbstrac

8、t</p><p>　　Groundwater is an important water source in Jilin City. The development and utilization degree of the water source is increasing year by year. Therefore, evaluating the groundwater quality in the

9、city, identifying the variation characteristics of pollutants, predicting the concentration of pollutants in groundwater and putting forward reasonable prevention measures has important significance on the prevention and

10、 control of groundwater pollution and improve environmental quality of groundwater.</p><p>　　In this thesis, on the basis of research topic of “Investigation and evaluation of groundwater pollution in Jilin

11、city?,, taking the shallow groundwater in Jilin city as the research object, we comprehensively analyzes the data collected in the groundwater pollution investigation, evaluate the groundwater quality and predict the gro

12、undwater quality.</p><p>　　At first, according to the 60 sets of groundwater quality monitoring data in the groundwater pollution investigation, the single index evaluation methods and the comprehensive asse

13、ssment of groundwater pollution are used to evaluate the quality of groundwater in the study area. The evaluation results show that the main contaminants in the groundwater ofthe study area is N〇3_-N、N〇2_-N、NH4+-N、F、 vol

14、atile phenol、TDS、Th and the number of the groundwater monitoring wells whose water quality exceed gr</p><p>　　pollution combined with the pollution source distribution.</p><p>　　Besides, accordi

15、ng to the groundwater quality assessment results in the study area, we determin the typical pollutants in the groundwater is^nitrate nitrogen^and analyze the dynamic variation of the annual (1984?2014years)，we find the m

16、ain source is agricultural pollution and life pollution. To this end, we establish the contaminant transport model of shallow groundwater in the plain area of Jilin plain, and we use the GMS software to solve the problem

17、. According to the observation well quality </p><p>　　At last, according to the evaluation results and prediction results, we put for ward some control measures from economic measures, technical measures, en

18、gineering measures and management measures in order to protect the water resources security and this provide decision-making basis for the protection of groundwater resources security.</p><p><b>　　Keyw

19、ords:</b></p><p>　　Plain area of Jilin city; Quality evaluation and pollution of groundwater; The quality prediction of water; Prevention and control countermeasures.</p><p><b>　　IV&

20、lt;/b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　0 1</b></p><p>　　1選題依據(jù)及研究意義1</p><p><b>　　1.1選題依據(jù)1</b></p><p>　　0.1.2研究意義1&

21、lt;/p><p>　　0.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢2</p><p>　　0.2.1地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)研究2</p><p>　　0.2.2地下水污染評(píng)價(jià)研究3</p><p>　　0.2.3地下水水質(zhì)預(yù)測研究4</p><p>　　0.3研宄內(nèi)容、方法及技術(shù)路線6</p><p>　　0.3

22、.1研究ft容6</p><p>　　0.3.2研究方法6</p><p>　　0.3.3技術(shù)路線7</p><p>　　第1章研究區(qū)概況9</p><p>　　1.1自然地理概況9</p><p>　　1.1.1交通位置9</p><p>　　1.1.2經(jīng)濟(jì)概況9</p&g

23、t;<p>　　1.2氣象水文條件10</p><p><b>　　氣象10</b></p><p><b>　　水文11</b></p><p>　　1.3地質(zhì)條件11</p><p>　　1.3.1地形地貌11</p><p>　　1.3.2地層巖

24、性13</p><p>　　1.4水文地質(zhì)條件15</p><p>　　1.4.1含水層與地下水類型</p><p>　　1.4.2地下水循環(huán)特征15</p><p>　　1.4.3地下水位動(dòng)態(tài)類型16</p><p>　　1.4.4地下水化學(xué)特征22</p><p>　　1.5主要污

25、染源分布概況22</p><p>　　1.5.1生活污染源22</p><p>　　1.5.2工業(yè)污染源22</p><p>　　1.5.3農(nóng)業(yè)污染源23</p><p>　　第2章地下水質(zhì)量與污染評(píng)價(jià)25</p><p>　　2.1地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)25</p><p>　　2.1.1

26、評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法25</p><p>　　2.1.2評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)26</p><p>　　2.1.3單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果分析27</p><p>　　2.1.4綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析27</p><p>　　2.2地下水污染評(píng)價(jià)29</p><p>　　2.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法30</p><p&

27、gt;　　2.2.2評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及背景值的確定31</p><p>　　2.2.3單因子污染評(píng)價(jià)結(jié)果分析32</p><p>　　2.2.4地下水污染綜合評(píng)價(jià)分析37</p><p>　　2.3特征污染物濃度變化趨勢及成因分析39</p><p>　　2.3.1硝酸鹽氮濃度年際變化分析40</p><p>　　2

28、.3.2硝酸鹽氮來源及成因分析42</p><p>　　第3章地下水流數(shù)值模擬44</p><p>　　3.1水文地質(zhì)概念模型的建立44</p><p>　　3.2地下水水流數(shù)學(xué)模型45</p><p>　　3.3模型識(shí)別驗(yàn)證50</p><p>　　第4章地下水溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值模擬59</p>

29、<p>　　4.1數(shù)學(xué)模型的建立59</p><p>　　4.2地下水溶質(zhì)運(yùn)移模型的建立60</p><p>　　4.3模型識(shí)別驗(yàn)證65</p><p>　　4.4水質(zhì)模擬預(yù)報(bào)分析68</p><p>　　第5章地下水污染防治對策研究74</p><p>　　5.1經(jīng)濟(jì)措施74</p>

30、<p>　　5.2技術(shù)措施74</p><p>　　5.3工程措施75</p><p>　　5.4管理措施76</p><p>　　第6章結(jié)論與建議78</p><p><b>　　6.1組侖78</b></p><p><b>　　6.2建議79</b&

31、gt;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)80</b></p><p>　　指導(dǎo)教師及作者簡介85</p><p>　　發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它研究成果87</p><p><b>　　至夂i射88</b></p><p><b>　　0緒論</b>

32、;</p><p>　　0.1選題依據(jù)及研宄意義 0.1.1選題依據(jù)</p><p>　　本文依據(jù)項(xiàng)目《吉林市城區(qū)地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)》而選題，從吉林市地下水 資源管理的實(shí)際需要出發(fā)，在分析研究區(qū)自然地理、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ) 上，對地下水污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定研究區(qū)的地下水質(zhì)級(jí)別和特征污染物，并 建立研究區(qū)地下水污染質(zhì)運(yùn)移模擬模型，預(yù)測污染物的濃度變化。研究結(jié)果為防 治地下水污染和保護(hù)

33、吉林市的地下水環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。</p><p><b>　　0.1.2研究意義</b></p><p>　　地下水是水資源的重要組成部分。近幾十年來地下水污染事件頻繁發(fā)生，地 下水污染問題成為人們普遍關(guān)注的環(huán)境問題[1]。在中國，約有一半以上的城市以 地下水作為首要的供水資源，除此之外，大部分的農(nóng)田灌溉也依靠地下水資源。 目前，地下水污染問題越來越嚴(yán)重，對國民經(jīng)濟(jì)起

34、到一定的制約作用，城市的大 部分淺層地下水以及少部分的深層地下水均遭受一定程度的污染。城市地下水的 污染主要來源于三氮、微量有毒有害元素以及有機(jī)烴等，其污染問題日益嚴(yán)重呈 現(xiàn)由點(diǎn)向面、由城市向農(nóng)村擴(kuò)展的趨勢[2]。</p><p>　　因?yàn)榈叵滤邆潆[蔽性、不可逆性、系統(tǒng)的復(fù)雜性以及構(gòu)成因素的多樣性等 特點(diǎn)，它的污染問題沒有地表水體現(xiàn)的直觀，如果受到污染則很難恢復(fù)，并將影 響生態(tài)平衡和人體健康。因此，針對我國地下

35、水污染問題的嚴(yán)峻形勢，保護(hù)地下 水和防治地下水污染對保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[3]。</p><p>　　吉林市是一座有300多年歷史的文化古城，市區(qū)人口 150萬人左右，市轄昌 邑、船營、龍?zhí)丁⒇S滿4個(gè)區(qū)[4]。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著研究區(qū)經(jīng)濟(jì)的日益 發(fā)展，工業(yè)廢水的排放、農(nóng)業(yè)大量施肥及城市居民生活垃圾的大量排放等人類活 動(dòng)導(dǎo)致地下水受到嚴(yán)重污染，地下水質(zhì)情況趨于惡化。</p>&

36、lt;p>　　因此，本文以吉林市平原區(qū)地下水為研究對象，依據(jù)研究區(qū)的地下水質(zhì)監(jiān)測 數(shù)據(jù)，對研宄區(qū)開展地下水質(zhì)量與污染評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，確定特征污染物并 建立污染物的地下水?dāng)?shù)值模擬模型，預(yù)測未來10年污染物濃度變化趨勢。研究結(jié) 果為吉林市平原區(qū)地下水資源的保護(hù)和地下水污染的防治提供借鑒和科學(xué)依據(jù)。</p><p>　　0.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢 0.2.1地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)研宄</p><p

37、>　　地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)是對地下水環(huán)境規(guī)劃和管理的必要前提，也是對地下水污染 進(jìn)行防治的重要依據(jù)[5]。近幾十年來，國內(nèi)外學(xué)者展開大量研宄，同時(shí)提出數(shù)種 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法。其評(píng)價(jià)以水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，主要分為單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)法、綜合 評(píng)價(jià)法、系統(tǒng)聚類分析法、灰色聚類分析法、模糊數(shù)學(xué)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法 等[6]。</p><p>　　在國外，從20世紀(jì)開始，國外學(xué)者開始用數(shù)學(xué)模型對地下水質(zhì)進(jìn)行定量描 述[7]。20世

38、紀(jì)60年代，國外學(xué)者首次提出“環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)”，美國學(xué)者LAZadch[8] 首次提出模糊集合(Fuzzy Set)的概念，此后模糊綜合評(píng)價(jià)法在地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)中 得到廣泛應(yīng)用。隨后，美國教授John.H.Holland?提出遺傳算法，此種算法在地 下水質(zhì)評(píng)價(jià)中得到應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，美國教授TL.Saaty[1(^S出層次分析法， Brown等[11]學(xué)者提出了布朗水質(zhì)指數(shù)的評(píng)價(jià)方法，選取9種水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了水質(zhì) 評(píng)價(jià)。20世紀(jì)90年代

39、以后，國外學(xué)者相繼運(yùn)用有關(guān)數(shù)學(xué)模型對地下水水質(zhì)進(jìn)行 評(píng)價(jià)，Puckett等[12]運(yùn)用主成分分析法對研究區(qū)地下水質(zhì)的主要化學(xué)成分進(jìn)行了 分析。已.(：叩?〇1&等[13]應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型展開地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)。認(rèn)5.處肪[14]應(yīng)用 支持向量機(jī)對韓國某地區(qū)的地下水質(zhì)開展評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果合理可靠。</p><p>　　我國地下水質(zhì)評(píng)價(jià)的研究工作開展較晚。從20世紀(jì)70年代開始，中國學(xué)者 有組織、有計(jì)劃地開展環(huán)境保

40、護(hù)的科學(xué)研究，圍繞著特定區(qū)域環(huán)境進(jìn)行了環(huán)境質(zhì) 量的探索[15]。20世紀(jì)80年代以前，在地下水環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法中，相關(guān)學(xué)者 的研究成果較為簡單，主要采用給定臨界判定指數(shù)法[16]評(píng)價(jià)地下水質(zhì)。20世紀(jì) 80年代以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到快速發(fā)展，使現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于水環(huán)境評(píng)價(jià)的 想法得以實(shí)現(xiàn)，與此同時(shí)，模糊數(shù)學(xué)、灰色系統(tǒng)和人工智能等理論與計(jì)算機(jī)技術(shù) 相結(jié)合的方法也逐漸被廣泛應(yīng)用于水環(huán)境評(píng)價(jià)當(dāng)中，一些研究工作者把水體污染 的全部或部分變量或參

41、數(shù)處理為灰色變量獲得灰色解進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)[17]。20世紀(jì) 90年代以來，在國內(nèi)一度掀起模型熱，灰色關(guān)聯(lián)分析法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、因子 分析法、集對分析法[18_21]都被大量運(yùn)用到地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中。21世紀(jì)初，</p><p>　　新的地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)方法出現(xiàn)，崔玉波等[22'23]將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法改進(jìn)，并實(shí)際應(yīng) 用在地下水質(zhì)評(píng)價(jià)中。盧京、周念清等[24'25]將數(shù)值模擬應(yīng)用在地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)中。&

42、lt;/p><p>　　0.2.2地下水污染評(píng)價(jià)研宄</p><p>　　地下水由于受到人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響，導(dǎo)致其朝著惡化趨勢演變，這種現(xiàn)象 稱為地下水污染。因此，地下水污染評(píng)價(jià)是關(guān)于人類活動(dòng)對地下水質(zhì)量影響程度 的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)目的是認(rèn)識(shí)地下水污染現(xiàn)狀，為水資源的保護(hù)提供合理依據(jù)。地下 水污染評(píng)價(jià)主要依據(jù)研究區(qū)域的地下水環(huán)境背景值構(gòu)建評(píng)價(jià)公式。</p><p>　　目前，

43、國內(nèi)外區(qū)域地下水污染評(píng)價(jià)方法較多，主要有單因子污染指數(shù)法、 綜合污染指數(shù)法[26]、參數(shù)分級(jí)評(píng)分疊加指數(shù)法[27]、層次分析評(píng)價(jià)法[28]、統(tǒng)計(jì)分 析法[29■、灰色系統(tǒng)和模糊數(shù)學(xué)方法[31]等。</p><p>　　在國外，國外學(xué)者注重地表水與地下水環(huán)境質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)。20世紀(jì)60 年代，外國學(xué)者Nemerow提出內(nèi)梅羅的計(jì)算模式，計(jì)算結(jié)果真實(shí)可靠反映了研 究區(qū)的水質(zhì)污染情況，隨后，外國學(xué)者Jac〇bs[32]

44、提出污染水體的水質(zhì)評(píng)價(jià)，并應(yīng) 用在實(shí)際水質(zhì)評(píng)價(jià)中。20世紀(jì)80年代以來，Neuman等[33]將水質(zhì)評(píng)價(jià)和人工智 能模型結(jié)合，在污染評(píng)價(jià)中取得了較好結(jié)果。20世紀(jì)90年代以來，Konikon等 [34]提出了遺傳算法并結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開展了污染評(píng)價(jià)。這些新型算法均在國外 得到了廣泛應(yīng)用。</p><p>　　在國內(nèi)，地下水污染評(píng)價(jià)的實(shí)例較多。1998年周淑敏[35]以地下水環(huán)境背景 值為對照值，對秦皇島市地下水進(jìn)

45、行了污染評(píng)價(jià)，確定研究區(qū)地下水污染情況較 為嚴(yán)重；1999年吳國企[36]應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)法，舉例開展某地區(qū)的地下水污染評(píng)價(jià)， 評(píng)價(jià)地下水污染程度，評(píng)價(jià)結(jié)果有指導(dǎo)意義；2006年馬成有[37]等以磐石市地下 水為例，采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對研宄區(qū)進(jìn)行地下水污染評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果有實(shí)際 意義；2012年張兆吉等[38]集中分析各種評(píng)價(jià)方法的優(yōu)劣，利用改良后的單因子 污染指數(shù)法評(píng)價(jià)了華北平原地下水質(zhì)，結(jié)果較為直接的反映了研究區(qū)的地下水污 染情況。20

46、14年李立軍等[39]采用分級(jí)評(píng)分疊加指數(shù)法基于地下水水質(zhì)的環(huán)境背 景值對吉林省松原市開展了地下水污染評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果具有科學(xué)價(jià)值。</p><p>　　地下水污染評(píng)價(jià)與地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)存在一定差異。地下水污染評(píng)價(jià)以環(huán)境背 景值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定區(qū)域的地下水環(huán)境背景值為地下水污染評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ) “環(huán)境背景值”的概念由美國學(xué)者JJ康納等人首次提出，其主要內(nèi)容為： 在環(huán)境中的水、土、植物、大氣和水生生物等未受到污染的前提下

47、，其固有化學(xué)</p><p>　　物質(zhì)成分在自然界的存在和發(fā)展過程中，不受人為因素影響，所反映的原有面貌 [6]</p><p><b>　　〇</b></p><p>　　0.2.3地下水水質(zhì)預(yù)測研宄</p><p>　　地下水的水質(zhì)預(yù)測就是以己有的水質(zhì)調(diào)查資料和水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對地 下水水質(zhì)將來發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行估計(jì)和

48、推測，提前防止地下水水質(zhì)惡化和盡早制定改 善水質(zhì)的相關(guān)措施，是地下水資源評(píng)價(jià)和開發(fā)利用等方面的主要研究內(nèi)容。目前， 我們常用的地下水水質(zhì)預(yù)測方法主要有時(shí)間序列預(yù)測模型、灰色預(yù)測模型以及溶 質(zhì)運(yùn)移模型[4243]。</p><p>　　近幾十年來，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展成熟，有關(guān)數(shù)值模擬模型的研究也日益增 多。國內(nèi)外有很多研究者應(yīng)用數(shù)值模擬研究了地下水污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，其 模擬效果良好，并且，真實(shí)地反映了研究區(qū)地下

49、水的污染等級(jí)。</p><p>　　目前，常用的模擬軟件有 Waterloo、Visual MODFLOW、WASY 和 FEFLOW 以及美國BrihgmaYoung大學(xué)環(huán)境模型系統(tǒng)試驗(yàn)室的GMS等。GMS (Groundwater ModelingSystem)是地下水模擬系統(tǒng)的簡稱，它綜合了己有的 MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、SEEP2D、SEAM3D、RT3D、 UTCHE

50、M、PEST和UCODE等地下水模型，是一個(gè)具有可視化功能的三維地 下水模擬軟件包，可模擬水流、溶質(zhì)運(yùn)移，也可以模擬溶質(zhì)反應(yīng)運(yùn)移過程[44]。</p><p>　　在國外，國外學(xué)者應(yīng)用地下水?dāng)?shù)值模擬技術(shù)的實(shí)例較多。1996年，Rivera等 [4546]采用數(shù)值模擬軟件模擬德國放射性廢棄物堆場地地下水中污染物遷移模型， 研究了人類活動(dòng)對地下水中污染物濃度的變化影響。1998年，IslamM等[47]建立 美國圣保

51、羅地區(qū)地下水流模型進(jìn)而研究該地區(qū)污染物運(yùn)移問題，發(fā)現(xiàn)該規(guī)律與實(shí) 際情況相符，為政府解決地下水污染問題提供了科學(xué)依據(jù)。2002年，Gaganis等 [48]運(yùn)用數(shù)值模擬法研究包氣帶石油類污染物受到大氣降水淋濾作用對其產(chǎn)生的 影響。2004年，Crowe AS等[49]采用數(shù)值模擬方法構(gòu)建了加拿大某濕地的地下水 溶質(zhì)運(yùn)移模型，預(yù)測了污染物的變化和地下水與濕地間的相互作用。</p><p>　　我國開展地下水?dāng)?shù)值模擬起

52、步較晚[5G],開始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過40多 年來數(shù)學(xué)工作者、水文地質(zhì)工作者以及科研院所的齊心努力，現(xiàn)在己接近國際水 平。與此同時(shí)，在該領(lǐng)域國內(nèi)很多科學(xué)家做了大量充實(shí)的工作，針對建立地下水 系統(tǒng)數(shù)值模擬模型中出現(xiàn)的問題，他們在理論和方法上不斷創(chuàng)新，并將數(shù)值模型 理論與相關(guān)研究方向的理論結(jié)合，大大提高了模型的可靠性。在國內(nèi)，研究和使 用數(shù)值模擬法對地下水水質(zhì)預(yù)測的例子很多。蔣輝（1996)以水文地質(zhì)概念模型 為基礎(chǔ)，建立了河南沁陽市

53、地下水溶質(zhì)運(yùn)移模型[51]，對地下水水質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測， 取得了較為滿意的效果。吳吉春等（2000)通過野外調(diào)查，建立了反映某泉區(qū) 實(shí)際情況的三維可混溶溶質(zhì)運(yùn)移模型，經(jīng)過模型的識(shí)別驗(yàn)證，據(jù)此預(yù)報(bào)研究區(qū)水 源地投入使用后的咸水入侵的可能[52]。岳梅等（2002)根據(jù)水動(dòng)力彌散理論，構(gòu) 建淮南市區(qū)的地下水污染物遷移轉(zhuǎn)化模型[53]，模擬結(jié)果揭示了區(qū)內(nèi)地下水污染物 質(zhì)濃度在時(shí)間和空間上的演變規(guī)律，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了地下水中污染物的濃度變化趨 勢。李艷梅

54、等（2005)采用VisualModflow軟件的MT3DMS模塊[54]，建立了遼河油 田地下</p><p>　　自20世紀(jì)80年代，吉林市的水文地質(zhì)工作者開展了大量的環(huán)境水文地質(zhì)工 作，基本查清了吉林市的地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)條件、地下水動(dòng)態(tài)變化情況等基 礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，為區(qū)內(nèi)的地下水質(zhì)污染評(píng)價(jià)和預(yù)測研究奠定了基礎(chǔ)。近 幾十年來，關(guān)于吉林市地下水質(zhì)的評(píng)價(jià)研究實(shí)例較多，而針對地下水水質(zhì)的預(yù)測 研宄實(shí)例較少

55、。例如，何炳喬等研究了吉林市的地下水質(zhì)情況，分析了污染源并 提出要治理污染源[58];王珊林等根據(jù)吉林市的地質(zhì)水文地質(zhì)條件，建立了水質(zhì)灰 色系統(tǒng)模型預(yù)測了未來年份的水質(zhì)變化[59];張偉等基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)了吉林 市地下水質(zhì)并預(yù)測[6()];劉博等運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)和層次分析法評(píng)價(jià)了吉林市的地下水 質(zhì)[61];危潤初等研究了吉林市地下水污染時(shí)空變化特征，對地下水污染狀況和成 因進(jìn)行了分析[62]。吉林市在地下水質(zhì)方面擁有大量的基礎(chǔ)資料，但是

56、結(jié)合區(qū)內(nèi)污 染源全面的研究地下水污染現(xiàn)狀以及污染趨勢的研究還未開展。本文進(jìn)一步根據(jù) 研究區(qū)的基礎(chǔ)地下水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展區(qū)內(nèi)的地下水污染評(píng)價(jià)，針對特征污染物 建立地下水溶質(zhì)運(yùn)移模型，并提出合理的防治措施，為保護(hù)吉林市的地下水環(huán)境 提供科學(xué)依據(jù)。</p><p>　　0.3研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線 0.3.1研究內(nèi)容</p><p>　　論文在收集資料和野外調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下研究：</

57、p><p>　　對研宄區(qū)地下水質(zhì)量與污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。依據(jù)研究區(qū)地下水污染調(diào) 查中所收集的地下水樣品監(jiān)測數(shù)據(jù)，對研究區(qū)地下水質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)；依據(jù)地 下水環(huán)境背景值構(gòu)建地下水污染評(píng)價(jià)公式，評(píng)價(jià)研宄區(qū)地下水污染程度，由此， 確定地下水特征污染物。</p><p>　　研究區(qū)地下水流數(shù)值模擬研究。綜合分析研究區(qū)的地質(zhì)水文地質(zhì)資料, 建立研究區(qū)的地下水流數(shù)值模擬模型，選取長時(shí)間系列（2004年1月1

58、日?2014 年1月1日）為模型的識(shí)別驗(yàn)證期，反復(fù)調(diào)試參數(shù)，為溶質(zhì)運(yùn)移模型的建立提供 基礎(chǔ)。</p><p>　　研究區(qū)地下水溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值模擬研究。綜合分析區(qū)內(nèi)污染源情況以及 多年特征污染物的濃度變化趨勢，在上述識(shí)別驗(yàn)證好的水流模型基礎(chǔ)上建立污染 物的溶質(zhì)運(yùn)移模型，預(yù)測污染物濃度變化及發(fā)展趨勢。</p><p>　　地下水污染防治對策研究。根據(jù)上述評(píng)價(jià)及預(yù)測結(jié)果，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、 工程、管理

59、等方面提出合理的地下水污染防治措施，為防治地下水污染提供科學(xué) 依據(jù)。</p><p><b>　　0.3.2研宄方法</b></p><p>　　依據(jù)研究區(qū)地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要研究方法如下：</p><p>　　地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)以研究區(qū)的地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。本文采用地 下水質(zhì)量單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)以及綜合評(píng)價(jià)方法對研究區(qū)地下水水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。&l

60、t;/p><p>　　地下水污染評(píng)價(jià)以地下水環(huán)境的背景值或?qū)φ罩禐榛A(chǔ)，構(gòu)建評(píng)價(jià)公 式，其評(píng)價(jià)方法與地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)類似。本文采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和綜合污染指 數(shù)法對研究區(qū)地下水污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。</p><p>　　判別污染物濃度歷年升降趨勢，分析其是否存在顯著變化。本文采用 Daniel趨勢檢驗(yàn)法對研究區(qū)地下水特征污染物進(jìn)行趨勢變化分析。</p><p>　　基于研究區(qū)

61、的地下水污染特點(diǎn)以及污染程度，對研究區(qū)地下水中特征 污染物進(jìn)行預(yù)測。本文采用GMS軟件中的MT3DMS模塊建立地下水溶質(zhì)運(yùn)移 模型，預(yù)測時(shí)段為10年。</p><p><b>　　0.3.3技術(shù)路線</b></p><p>　　檢索文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢，明確本次研 究解決的問題；</p><p>　　全面收集研究區(qū)已有的

62、水文氣象資料、地下水水位動(dòng)態(tài)觀測資料以及 地下水水質(zhì)動(dòng)態(tài)觀測資料；</p><p>　　開展研究區(qū)地下水質(zhì)量與污染評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)地下水質(zhì)等級(jí)和污染程度；</p><p>　　建立地下水流模型和溶質(zhì)運(yùn)移模型，模擬因子選用硝酸鹽氮；</p><p>　　針對研究結(jié)果提出地下水污染防治對策；</p><p>　　成果整理，撰寫論文。</p>

63、<p>　　技術(shù)路線的流程圖見下圖：</p><p><b>　　圖0.1技術(shù)路線圖</b></p><p><b>　　第1章研究區(qū)概況</b></p><p>　　1.1自然地理概況 1.1.1交通位置</p><p>　　吉林市（125°40'~127°

64、;56'E,42。31'?44。40'1'0幅員面積271201〇112,東接延</p><p>　　邊朝鮮族自治州，西臨長春市、四平市，北與黑龍江省哈爾濱市接壤，南與白山 市、通化市、遼源市毗鄰。本文以圖幅范圍內(nèi)松花江、忙牛河、溫德河、鰲龍河 河谷、漫灘以及一級(jí)階地等平原區(qū)為研究區(qū)，總面積為1271km2 (圖1.1)。</p><p><b>

65、;　　圖1.1交通位置圖</b></p><p><b>　　U .2經(jīng)濟(jì)概況</b></p><p>　　吉林市是政府所在地，是吉林省中部地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心和交通樞紐。 市轄舒蘭、永吉、磐石、蛟河、樺甸五市縣與城區(qū)的船營、昌邑、龍?zhí)?、豐滿四</p><p>　　區(qū)十三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，于1984年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)為全國30個(gè)較大城市之一。

66、</p><p>　　近年來，國民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長，2013年地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到2630億元，比上年 增長9%,其中：第一產(chǎn)業(yè)增加值增長4%;第二產(chǎn)業(yè)增加值增長9.5%;第三產(chǎn) 業(yè)增加值增長8.3%。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，全年財(cái)政收入達(dá)到281.2億元，增長 8.3%。城市居民人均可支配收入達(dá)到2.5598萬元，農(nóng)村居民人均純收入達(dá)到 1.0413 萬元。</p><p>　　吉林市城區(qū)旅游資源得

67、天獨(dú)厚，具有中國北方特色的旅游和生態(tài)園林，東有 龍?zhí)渡健⑽饔行“咨?、北有玄武嶺、南有朱雀山、并以山青水秀聞名于世。近些 年，“清水綠帶”工程發(fā)展了城市的濱江特色，成為國家歷史文化名城。吉林- 北國江城，祖國東北的一顆明珠，成為中外人士注目、四季皆宜的旅游寶地。</p><p>　　1.2氣象水文條件 1.2.1氣象</p><p>　　研究區(qū)屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春季千燥少雨，

68、多西南風(fēng)；夏 季溫?zé)?，濕潤多雨；秋季較短，涼爽宜人。天氣多晴好，晝夜溫差較大；冬季漫 長、寒冷多雪。多年平均氣溫5.2°C,七月份最高，平均23.1°C,極端氣溫36.6°C; 一月份最低，平均-17.6°C,極端氣溫-40.2°C。多年平均降水量為655.5mm,占 全年降水量的70~80% ,主要集中在6~9月份。多年平均蒸發(fā)量為1423.8mm (圖 1.2)。區(qū)內(nèi)全年多西南風(fēng)，平

69、均風(fēng)速4m/s以上，多年平均相對濕度70%。凍結(jié) 深度一般在1.28~1.74m,最深達(dá)1.90m,霜期130天，全年日照時(shí)數(shù)2400~2600 小時(shí)。</p><p><b>　　67</b></p><p><b>　　時(shí)間/月份</b></p><p>　　圖1.2吉林市多年平均降水蒸發(fā)氣溫分布圖</p>

70、;<p><b>　　1.2.2水文</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)山巒起伏，河網(wǎng)密布，松花江、拉林河、牡丹江3個(gè)水系的部分河段和 較多支流使得區(qū)內(nèi)水系發(fā)達(dá)。其中，沿松花江兩岸發(fā)育較大的支流為忙牛河、溫 德河、鰲龍河、通氣溝河、金珠河、寇家河、輝發(fā)河、拉法河、卡岔河等。多為 常年性流水河流，有些為季節(jié)性河流。</p><p>　　松花江為干流，自東南向

71、西北斜貫整個(gè)吉林地區(qū)，發(fā)源于長白山天池。 據(jù)吉林水文站多年統(tǒng)計(jì)資料，其多年平均徑流量為127.6Xl〇sm3/a,多年平均流 量為404m3/s，多年平均水位186.52m，最低水位185.95m,最髙水位188.88m。</p><p>　　忙牛河發(fā)源于蛟河市老爺嶺。河長78.4km,流域面積874.0km2,河道 平均坡降2.7%。，多年平均流量5.55m3/s,多年平均徑流深為273mm,該河屬于 季節(jié)性河

72、流。</p><p>　　溫德河發(fā)源于永吉縣五里河鎮(zhèn)肇大雞山北側(cè)，呈南北走向，于吉林市 區(qū)白山鄉(xiāng)溫德河屯北從左岸匯入第二松花江，河長64.5km,流域面積1179km2, 河道平均坡降2.9%。，多年平均流量5.98m3/s。</p><p>　　鰲龍河是發(fā)源于永吉縣一拉溪的一條小河流，河長97.7km,流經(jīng)岔路 河、三家子、太平、樺皮廠、兩家子、土城子等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。</p>&l

73、t;p>　　除以上幾條較大支流外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育有其他較小支流。境內(nèi)水系總的特點(diǎn)， 除松花江河曲較發(fā)育，規(guī)模較大，其他支流河曲均不太發(fā)育，有些為間歇性河流， 河水流量隨季節(jié)變化較大。</p><p>　　1.3地質(zhì)條件 0.1地形地貌</p><p>　　吉林市為長白山余脈向松嫩平原的過渡地帶，位于吉林省東部中低山丘陵 區(qū)?？傮w地勢東南高、西北低。區(qū)內(nèi)地貌成因類型較為復(fù)雜，以侵蝕構(gòu)造地形

74、、 構(gòu)造剝蝕地形、剝蝕堆積地形以及堆積地形為主。根據(jù)地貌成因類型、成因形態(tài) 與形態(tài)特征將區(qū)內(nèi)劃分三個(gè)成因類型、三個(gè)成因形態(tài)和五個(gè)形態(tài)單元，劃分結(jié)果 見表1.1。本次研究內(nèi)容為河谷沖積平原（松花江干流及其支流河谷沖積平原） 和沖洪積高平原（波狀臺(tái)地）（圖1.3)。</p><p>　　表1.1地貌單元分區(qū)表</p><p>　　圖1.3吉林市平原區(qū)地貌分區(qū)圖</p><p

75、><b>　　1.3.2地層巖性</b></p><p>　　吉林市分布有古生界二疊系下統(tǒng)大河深組(Pid)，范家屯組(PlO,上統(tǒng)楊家溝 組(P2y)，一拉溪組(P2yl)，中生界三疊系上統(tǒng)小蜂密頂子組(T3x)，侏羅系下統(tǒng)南 樓山組(Jm)，上統(tǒng)蘇密溝組(J3s),白堊系下統(tǒng)泉頭組(Kiq)，新生界第三系中上新 統(tǒng)水曲柳組(N^s)及第四系松散堆積地層，見表1.2。</p&g

76、t;<p>　　表1.2吉林市地層筒表</p><p><b>　　1.4水文地質(zhì)條件</b></p><p>　　1.4.1含水層與地下水類型</p><p>　　區(qū)內(nèi)有松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水這三種類型的地 下水，松散巖類孔隙水是本文主要的研究對象。</p><p><b&g

77、t;　　松散巖類孔隙水</b></p><p>　　松散巖類孔隙水分布在區(qū)內(nèi)河谷階地帶，在由山區(qū)流向平原的過程中，水位 埋深由大到小，含水層厚度由薄變厚，地下水富水性由弱到強(qiáng)，并且，從河的上 游到下游，水位埋深由小到大，含水層厚度由薄變厚，地下水富水性由弱到強(qiáng)。</p><p>　　含水層厚度在忙牛河河谷、溫德河河谷為5?10m，松花江河谷10~40m,波 狀臺(tái)地3?8m,含水

78、層滲透系數(shù)1.63~218.26 m3/d,給水度0.07~0.25»</p><p><b>　　碎屑巖類孔隙裂隙水</b></p><p>　　碎屑巖類孔隙裂隙水分布于九站至雙吉一帶，賦存于松散堆積物之下的砂 巖、礫巖，粉砂巖等碎屑巖類的孔隙裂隙之中。從九站至雙吉，多層含水層累計(jì) 厚度由小到大（10?30m),頂板埋深由淺到深（25?50m),富水性由貧

79、到富 (100-500 m3/d)〇</p><p><b>　　基巖裂隙水</b></p><p>　　基巖裂隙水分布于河谷兩側(cè)的低山丘陵區(qū)。含水巖段為巖漿巖、碎屑巖及變 質(zhì)巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙。因地下水補(bǔ)給及儲(chǔ)存條件差，富水性貧乏，單井涌 水量小于100m3/d。</p><p>　　1.4.2地下水循環(huán)特征</p><

80、;p>　　區(qū)內(nèi)氣象、水文、地形地貌和人為因素等制約著研究區(qū)地下水循環(huán)動(dòng)態(tài)特征, 研宄區(qū)地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水。研究區(qū)地勢東南高，西北低，致使地下 水由低山丘陵經(jīng)波狀臺(tái)地，向漫灘、階地徑流，部分徑流形式排泄于河流，部分 被人為開發(fā)利用。</p><p><b>　　松散巖類孔隙水</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)松花江和忙牛河的漫灘、一級(jí)階地地形平坦，包氣帶

81、厚度較薄、巖性為 粉土，大氣降水與灌溉水入滲補(bǔ)給條件優(yōu)越，地下水位變化與降水周期變化一致。 波狀臺(tái)地包氣帶厚度大、巖性為粉質(zhì)粘土，降水補(bǔ)給條件差，地下水位出現(xiàn)滯后 現(xiàn)象。一些被城市建筑物密集覆蓋的地區(qū)，其大氣降水補(bǔ)給作用也較弱。區(qū)內(nèi)地 下水排泄方式主要為徑流排泄和人工開采排泄，蒸發(fā)作用相對比較弱。松花江及 其支流是地下水徑流排泄的河道，除汛期短時(shí)間河水補(bǔ)給沿岸地下水外，河流均 排泄地下水，河谷平原區(qū)地下水埋深一般大于5m,蒸發(fā)作用十分微

82、弱。</p><p><b>　　碎屑巖類孔隙裂隙水</b></p><p>　　在碎屑巖的裸露地區(qū)垂向上直接接受大氣降雨入滲補(bǔ)給，接受來自山區(qū)、 丘陵裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給；沿著地形向較為低洼地帶徑流匯集，在地下水徑流的過 程中，頂托補(bǔ)給上覆松散巖類孔隙水或者以泉水排泄。地下水位動(dòng)態(tài)變化出現(xiàn) 滯后現(xiàn)象為1?2個(gè)月，水位的年變幅0.4?1.5m。</p>&l

83、t;p><b>　　基巖裂隙水</b></p><p>　　大氣降水為入滲補(bǔ)給來源。低山丘陵區(qū)地形切割較強(qiáng)烈、坡陡急流，降水 大部分形成地表徑流流入溝谷，僅有少量滲入補(bǔ)給基巖裂隙水。區(qū)內(nèi)基巖裂隙 水的巖段穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致地下水就地補(bǔ)給、排泄，徑流的距離很短。地下水 部分以泉的形式溢出地表，匯入河谷，部分以地下徑流形式補(bǔ)給松散巖類孔隙 水，蒸發(fā)作用微弱。</p><p

84、>　　1.4.3地下水位動(dòng)態(tài)類型</p><p>　　1.4.3.1地下水年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化特征</p><p>　　研究區(qū)潛水地下水位動(dòng)態(tài)類型受到水文氣象、地形地貌等自然因素和地下水 開采、農(nóng)田灌溉等人為因素影響。結(jié)合研宄區(qū)的實(shí)際情況，將研究區(qū)地下水位動(dòng) 態(tài)類型分為以下幾個(gè)部分：</p><p>　　大氣降水入滲一蒸發(fā)型</p><p>　

85、　地下水補(bǔ)給主要為大氣降雨入滲補(bǔ)給，部分水田區(qū)灌溉水回滲補(bǔ)給，蒸發(fā)為 主要的排泄方式。地下水位埋深小于8m，年內(nèi)地下水位變化較小0.5m~1.5m之間。 主要分布在松花江一、二級(jí)階地后緣及其支流溫德河與忙牛河谷階地及山間谷 地，具有代表性的降雨入滲~蒸發(fā)型地下水動(dòng)態(tài)曲線見圖1.4。</p><p>　　圖1.4豐滿區(qū)白山鄉(xiāng)大蘭旗村G172號(hào)長觀孔地下水動(dòng)態(tài)曲線圖</p><p>　　大氣降

86、水入滲一徑流型</p><p>　　區(qū)內(nèi)大氣降水入滲、側(cè)向徑流影響地下水位的變化。地下水水位埋深3?4m， 最低值出現(xiàn)在4~5月，最高值出現(xiàn)在7~9月，水位變化幅度較小。主要分布于松花 江的一、二級(jí)階地，典型地下水動(dòng)態(tài)曲線見圖1.5。</p><p>　　圖1.5吉化公司職業(yè)中專G986號(hào)長觀孔地下水動(dòng)態(tài)曲線圖</p><p>　　(3)大氣降水入滲一開采型<

87、/p><p>　　區(qū)內(nèi)地下水位變化受大氣降水入滲補(bǔ)給和人工開采排泄的影響，較高水位出 現(xiàn)在1~4月份，較低水位出現(xiàn)在6~7月份，年內(nèi)水位變化較大。主要分布于昌邑區(qū) 九站鄉(xiāng)一孤店子鄉(xiāng)一帶，地下水位升降變化與豐枯水期相反（圖1.6)。</p><p>　　圖1.6孤店子鎮(zhèn)孤家子村26100025號(hào)長觀孔地下水動(dòng)態(tài)曲線圖</p><p><b>　　水文型</

88、b></p><p>　　區(qū)內(nèi)水系分布廣泛，在江（河）附近地帶地下水位與其構(gòu)成水力聯(lián)系。松花 江沿岸以及近江地帶，地下水位和江水位變化明顯，變化周期同步。主要分布在 與河水、江水有密切聯(lián)系的沿江、沿河地段（圖1.7)。</p><p>　　圖1.7水泥廠G050號(hào)長觀孔地下水動(dòng)態(tài)曲線圖</p><p>　　1.4.3.2地下水年際動(dòng)態(tài)變化特征</p>

89、;<p>　　大氣降水入滲補(bǔ)給一蒸發(fā)型</p><p>　　地下水位有顯著的年際變化特征，地下水位的動(dòng)態(tài)變化與大氣降水量的變化 同步，多年地下水水位變幅在3?5m之間。典型入滲-蒸發(fā)型地下水年際（1985</p><p>　　年~2012年）動(dòng)態(tài)曲線見圖1.8。</p><p>　　大氣降水入滲補(bǔ)給一階段開采型</p><p>

90、　　研究區(qū)的人工開采年份為2003年~2005年，地下水位變化與大氣降水周期 變化一致，地下水位的變化幅度較小，年內(nèi)變幅在lm左右。在2005年以后， 地下水動(dòng)態(tài)變化轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿饨邓霛B蒸發(fā)型。典型入滲-階段開采型地下水年際 (1985年~2012年）動(dòng)態(tài)曲線見圖1.9。</p><p>　　大氣降水入滲補(bǔ)給一開采型</p><p>　　地下水開發(fā)利用量的大小影響地下水位的變化。開采量適中對

91、地下水影響不 大，在豐水年份地下水獲得很好補(bǔ)給，地下水位變幅較小為1?2m;地下水開采 量較大，地下水位在枯水年有明顯下降，在豐水年得到補(bǔ)充，多年地下水位變幅 較大3?5m,若是連續(xù)的少水年份，地下水位持續(xù)下降。典型入滲-開采型地下水 年際（1985年~2012年）動(dòng)態(tài)曲線見圖1.10、圖1.11。</p><p><b>　　第1章研究區(qū)概況</b></p><p>

92、;<b>　　第1章研究區(qū)概況</b></p><p>　　圖1.10白山鄉(xiāng)紅旗村26100004號(hào)長觀孔地下水位動(dòng)態(tài)曲線圖（1985—2012年）</p><p><b>　　350</b></p><p>　　1.4.4地下水化學(xué)特征</p><p>　　地質(zhì)、地貌、地下水補(bǔ)給和運(yùn)移條件影響地下

93、水化學(xué)特征。區(qū)內(nèi)地下水化學(xué) 作用以溶濾作用為主。</p><p><b>　　松散巖類孔隙水</b></p><p>　　水化學(xué)類型為重碳酸鈣鈉（或鈣鎂、鈣鈉鎂）型水，各別地區(qū)分布重碳酸氯 化物，重碳酸硝酸、硝酸、重碳酸硫酸鈣鈉型水。pH為5.61.31,礦化度大部 分為小于0. 5g/L的極淡水，工業(yè)、人口集中區(qū),礦化度呈斑點(diǎn)狀升高0. 5~1. Og/L。<

94、/p><p><b>　　基巖裂隙水</b></p><p>　　水化學(xué)類型為重碳酸鈣（鈣鎂）型水，富含硫化物的花崗巖山區(qū)，局部出現(xiàn) 重碳酸硫酸（或硫酸重碳酸）鈣型水，pH值5.4?7.5,礦化度為小于0.5g/L的極</p><p><b>　　淡水。</b></p><p>　　1.5主要污染源分布

95、概況 1.5.1生活污染源</p><p>　　村屯人畜糞便、生活垃圾、垃圾堆放等導(dǎo)致研究區(qū)地下水污染現(xiàn)象嚴(yán)重。近 年來，吉林市現(xiàn)有生活垃圾衛(wèi)生填埋場5處，已封場2處，其中吉林市生活垃圾 填埋場容積900萬m3,可服務(wù)15年以上，現(xiàn)已堆存20萬噸；高新區(qū)生活垃圾填 埋場2002年啟用，己堆存7萬噸，服務(wù)期10年以上；龍?zhí)秴^(qū)垃圾填埋場服務(wù)期 己滿，正在改擴(kuò)建。吉林市生活垃圾收集基本為混合收集，主要采用活體垃圾箱 和

96、多功能垃圾箱收集。</p><p>　　1.5.2工業(yè)污染源</p><p>　　區(qū)內(nèi)建城區(qū)以工業(yè)、化工為主，并且，工業(yè)廢渣、垃圾堆放場較多，對地下 水的污染主要表現(xiàn)在工業(yè)污水的滲漏以及工業(yè)垃圾堆放產(chǎn)生的滲濾液。近年來， 區(qū)內(nèi)主要有吉化公司垃圾堆放場、九站污水溝、吉林熱電廠來發(fā)屯灰場、松花江 電廠灰場、東關(guān)熱電廠灰場等。</p><p>　　1.5.3農(nóng)業(yè)污染源&l

97、t;/p><p>　　吉林市是國家重要的商品糧生產(chǎn)基地，以農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為主。近年來，糧食 增產(chǎn)的效果很明顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥施用量逐年遞增（表1.3),成為研究 區(qū)地下水的主要污染源之一。</p><p>　　研究區(qū)每公頃耕地平均化肥施用量為813kg,高出全國平均水平近一倍，施 肥水平是世界平均水平的3倍左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國際上為防止水體污染而設(shè)置 225kg/hm2的化肥使用安全上限[63]

98、，見圖1. 12。</p><p>　　圖1.12化肥單位面積施用量歷時(shí)曲線圖</p><p>　　表1.3化肥農(nóng)藥施用量統(tǒng)計(jì)表[58]</p><p>　　第2章地下水質(zhì)量與污染評(píng)價(jià)</p><p>　　地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)是地下水資源評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，是對地下水資源環(huán)境規(guī) 劃和管理的必要前提[64]，也是對地下水污染防治的依據(jù)。本文選用目前常

99、用的單 項(xiàng)組分評(píng)價(jià)法和綜合評(píng)價(jià)法，依據(jù)研究區(qū)2014年地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)60組，對 研究區(qū)總體水質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。</p><p>　　此外，隨著研究區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)廢水、生活垃圾堆放以及農(nóng)業(yè)耕作施肥 現(xiàn)象均對周邊地下水環(huán)境構(gòu)成威脅。對于地下水質(zhì)變化，研究區(qū)從20世紀(jì)80年 代開始每年都有例行的監(jiān)測和分析。本章在評(píng)價(jià)研究區(qū)地下水質(zhì)量的基礎(chǔ)上，開 展地下水污染評(píng)價(jià)，選用方法與地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法相似，即單子因子污

100、染 指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法。評(píng)價(jià)結(jié)果可為防治地下水污染提供有利依據(jù)。</p><p>　　2.1地下水質(zhì)量評(píng)價(jià) 2.1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法</p><p>　　根據(jù)研究區(qū)的地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，選用溶解性總固體(TDS)、總硬度 (Th)、氯化物（CD、氟化物（F)、硫酸鹽（S042_)、硝酸鹽氮（N03_-N))、亞 硝酸鹽氮（NCV-N)、氨氮（NH/-N)、六價(jià)鉻(Cr6+)、揮

101、發(fā)酚、鎘（Cd)、鉛（Pb)、 高錳酸鹽指數(shù)共13項(xiàng)指標(biāo)作為地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文采用目前較為常用的 單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)法和綜合評(píng)價(jià)方法中的加附注評(píng)分法對研究區(qū)的地下水質(zhì)進(jìn)行評(píng) 價(jià)，客觀描述研究區(qū)地下水質(zhì)量的綜合情況。</p><p><b>　　單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)法</b></p><p>　　單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)法是按照地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所列分類指標(biāo)，劃分為五類，代號(hào)與 類別號(hào)相同，不

102、同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時(shí)，從優(yōu)不從劣。例如揮發(fā)性酚類I、II類標(biāo) 準(zhǔn)值均為〇.〇〇lmg/L，若水質(zhì)分析結(jié)果為0.001mg/L時(shí)，應(yīng)定為I類，不定為II</p><p><b>　　類。</b></p><p><b>　　綜合評(píng)價(jià)法</b></p><p>　　地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)法為采用加附注的評(píng)分法。</p>

103、<p>　　首先，進(jìn)行單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)，劃分組分所屬類別，按表2.1規(guī)定如下，分別</p><p>　　確定各單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi<5</p><p>　　表2. 1單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi表</p><p>　　其次，計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值（F)，計(jì)算公式如下:</p><p><b>　　_1 n</b><

104、;/p><p><b>　　n ,=i</b></p><p><b>　　式中：綜合評(píng)價(jià)分值</b></p><p>　　F —各單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值朽的平均值</p><p>　　—單項(xiàng)組分平均分值R中的最大值； n—項(xiàng)數(shù)。</p><p>　　最后，根據(jù)綜合標(biāo)價(jià)分值F,劃分本區(qū)

105、地下水質(zhì)量級(jí)別。詳見表2.2。</p><p>　　表2. 2地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分級(jí)表</p><p><b>　　2.1.2評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　地下水質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)（quality standard for ground water) (GB/T14848-93),于 1993年12月30日得到國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)，在1994年1

106、0月1日實(shí)施。依據(jù) 國內(nèi)地下水質(zhì)狀況、符合人類健康飲水的標(biāo)準(zhǔn)和地下水環(huán)境質(zhì)量的保護(hù)目的，將 下水質(zhì)量劃分為五類（表2.3)。 的研宄區(qū)13個(gè)指標(biāo)中超過III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的有8項(xiàng)：硝酸鹽氮(N03_-N)、亞硝酸 鹽氮（N02_-N))、氨氮（NH/-N)、氟化物（F)、高錳酸鹽指數(shù)、揮發(fā)酚、溶解 性總固體(TDS)、總硬度(Th)見表2.4，占評(píng)價(jià)指標(biāo)總個(gè)數(shù)的53.80%,其中超標(biāo) 率較大的組分為：硝酸鹽氮(no3_-n)、亞硝酸鹽氮（n

107、o2_-n)、氨氮（NH/-N)， 其余組分的超標(biāo)率均在10%以下。</p><p>　　表2. 4地下水單項(xiàng)組分超標(biāo)情況統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　2.1.4綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析</p><p>　　根據(jù)綜合評(píng)價(jià)方法對研究區(qū)的地下水水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明研究區(qū)地下水</p><p>　　質(zhì)I ~V類觀測井個(gè)數(shù)分別為2、11、8、20、19,占總

108、觀測井個(gè)數(shù)的比例為3.30%、 18.34%、13.33%、33.33%、31.67%,超III類水所占比例為65%。研究區(qū)地下水 質(zhì)量評(píng)價(jià)分區(qū)圖如下（圖2.1):</p><p><b>　　圖例</b></p><p>　　的|~~]研宄區(qū)范圍 | 3J地級(jí)市行政中心</p><p><b>　　F~l m</b>&l

109、t;/p><p>　　pig i類水分布區(qū) 「iinn類水分布區(qū) 00 pliTIm類水分布區(qū) 類水分布區(qū) 類水分布區(qū)</p><p>　　圖2. 1研究區(qū)地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)分區(qū)圖</p><p>　　由上圖看出，研究區(qū)I類水分布面積最小，II類水分布情況較為分散主要分 布在第二松花江下游、哈達(dá)灣和部分波狀臺(tái)地等地區(qū)，III類水分布在金珠鄉(xiāng)等附 近無污染源一帶，IV類水廣泛

110、分布于河谷平原區(qū)的鰲龍河中上游、團(tuán)山子河下游、 忙牛河上游、溫德河中上游以及部分建成區(qū)等地區(qū)，V類水分布于河谷平原區(qū)鰲 龍河流域，忙牛河下游、建成區(qū)及污染源附近。研究區(qū)地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)成果 表如下（表2.5)。</p><p>　　表2. 5地下水綜合評(píng)價(jià)成果表</p><p>　　2.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法</p><p>　　根據(jù)吉林市平原區(qū)地下水質(zhì)的污染現(xiàn)