銀川地區(qū)地下水污染模擬研究.pdf

1、在水資源短缺的今天,地下水作為銀川地區(qū)最主要的供水水源,加之該區(qū)地表水、淺層地下水已經(jīng)受到不同程度的污染,作為水源地開采目的層的承壓含水層的水環(huán)境保護(hù)更應(yīng)引起充分的重視。本文針對(duì)銀川地區(qū)的地下水污染問(wèn)題,在計(jì)算研究區(qū)地下水均衡以及分析地下水污染現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,建立了研究區(qū)三維地下水流模型以及三維溶質(zhì)運(yùn)移模型,并以潛水含水層的污染現(xiàn)狀為基礎(chǔ),模擬了在現(xiàn)狀條件、擴(kuò)大承壓含水層開采量條件下,地下水流場(chǎng)的變化,承壓含水層水質(zhì)受潛水含水層水質(zhì)影響的

2、過(guò)程以及受污染的承壓含水層的恢復(fù)過(guò)程,得到了以下結(jié)論:
　　1)研究區(qū)地下水的補(bǔ)給項(xiàng)主要為渠系滲漏與農(nóng)灌入滲補(bǔ)給,占總補(bǔ)給量的80.89％左右,排泄項(xiàng)主要為蒸發(fā)排泄與人工開采排泄,占總排泄量的81.07%,對(duì)于第一承壓含水層,主要補(bǔ)給項(xiàng)為潛水含水層的越流補(bǔ)給,占總補(bǔ)給量的70.41%。
　　2)區(qū)內(nèi)潛水有較好水、較差水和極差水分布,其中較好水主要分布在研究區(qū)西部及南部,較差水和極差水主要分布在研究區(qū)東部及沿黃河一帶、研究區(qū)北

3、部大部分、研究區(qū)西部平吉堡農(nóng)場(chǎng)一帶,這與研究區(qū)地下水補(bǔ)給、地層巖性、徑流條件、水位埋深及人類活動(dòng)影響有關(guān)。
　　3)研究區(qū)潛水氯離子含量整體上比承壓水氯離子含量高。在賀蘭山農(nóng)場(chǎng)雞場(chǎng)三隊(duì)-賀蘭山農(nóng)牧場(chǎng)磚廠-寧城村-西湖農(nóng)場(chǎng)二隊(duì)區(qū)域,潛水中氯離子濃度較高,超過(guò)了生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)限值,最高濃度達(dá)531mg/L;承壓水氯離子濃度超過(guò)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值的區(qū)域位于沙家莊東北部。研究區(qū)地下水中氯離子濃度表現(xiàn)出與 TDS一致的變化趨勢(shì),根據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)

4、測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),潛水與承壓水中氯離子含量呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。
　　4)模型預(yù)測(cè)地下水流場(chǎng)在現(xiàn)狀開采條件下基本變化不大。但是在擴(kuò)大開采條件下,模型預(yù)測(cè)地下水位比現(xiàn)狀開采條件下低,在漏斗區(qū)變化最顯著,潛水、第一、第二承壓含水層在現(xiàn)狀開采和擴(kuò)大開采條件下的最大水位差分別為6.28m、8.76m和9.31m,距漏斗中心較遠(yuǎn)處水位差不足1m。
　　5)在現(xiàn)狀開采條件下,第一承壓含水層在模型運(yùn)行的前80年內(nèi)氯離子濃度變化較明顯,呈增長(zhǎng)趨勢(shì),80年

5、至150年期間,增長(zhǎng)趨于緩慢,150年以后逐漸趨于穩(wěn)定;第二承壓含水層氯離子濃度變化速率表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢(shì)。在空間分布上,濃度變化顯著的區(qū)域主要在長(zhǎng)城機(jī)床廠-孔家莊-稅務(wù)學(xué)校-西湖農(nóng)場(chǎng)二隊(duì)區(qū)域、吳家莊-沙家莊區(qū)域、錢家灣-李家莊區(qū)域、蘆家莊-付家莊區(qū)域。研究區(qū)第一承壓含水層在200年末,在寧城村西北部至寧城村南部存在超標(biāo)區(qū)域,面積約24.75km2。
　　6)在現(xiàn)狀開采條件下的恢復(fù)模擬階段,研究區(qū)第一承壓含水層氯離子濃度整體

6、呈下降趨勢(shì),變化主要集中在現(xiàn)狀開采條件下200年末氯離子濃度較高的區(qū)域,最明顯的是西湖農(nóng)場(chǎng)二隊(duì)-長(zhǎng)城機(jī)床廠-孔家莊區(qū)域。在該階段第一承壓含水層對(duì)第二承壓含水層來(lái)說(shuō)仍處于繼續(xù)污染的過(guò)程,直到第一承壓含水層氯離子濃度低于第二承壓含水層相應(yīng)區(qū)域的氯離子濃度時(shí),第二承壓含水層的氯離子濃度才開始緩慢減小,表現(xiàn)出明顯的滯后性。但受影響的承壓含水層水質(zhì)并沒有完全恢復(fù),最大恢復(fù)程度達(dá)到54%,最小恢復(fù)程度僅為3%。在模型運(yùn)行的后幾十年里,各個(gè)觀測(cè)孔的氯

7、離子濃度基本趨于穩(wěn)定或者下降速度非常小。在恢復(fù)模擬期內(nèi),承壓含水層水質(zhì)總體表現(xiàn)為恢復(fù)過(guò)程緩慢、恢復(fù)程度不高的特點(diǎn)。
　　7)在擴(kuò)大承壓水開采量的條件下,無(wú)論是第一還是第二承壓含水層的氯離子的空間分布狀況均與現(xiàn)狀開采條件下相似,但是氯離子的濃度都比現(xiàn)狀開采條件下同時(shí)刻、同位置的濃度高,經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn),第一或第二承壓含水層要達(dá)到相同的氯離子分布狀態(tài),擴(kuò)大開采條件下要比現(xiàn)狀開采條件下早至少20多年。模擬期末,第一承壓含水層在寧城村西北部大片

8、區(qū)域及其南部小片區(qū)域出現(xiàn)面積約為46.75km2的濃度超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值的區(qū)域。
　　8)擴(kuò)大開采條件下恢復(fù)模擬階段要比現(xiàn)狀開采條件下恢復(fù)過(guò)程快。第一承壓含水層在模擬期前50年氯離子濃度變化最大,100年后趨于平穩(wěn);第二承壓含水層在模擬期前26年內(nèi)氯離子呈增長(zhǎng)趨勢(shì),之后開始下降,整體下降速率較為平穩(wěn),且模擬期內(nèi)污染了的承壓水水質(zhì)沒有完全恢復(fù)。
　　該研究結(jié)果有利于促進(jìn)銀川地區(qū)地下水污染防治研究,并為地下水環(huán)境保護(hù)工作的開展提