地下水数值模拟在环境影响评价中的应用

('地下水数值模拟在环境影响评价中的应用1.引言随着我国经济社会的飞速发展、工业化进程的不断加快，作为重要供水水源的地下水超采越来越严重，水位持续下降，一些地区城市污水、生活垃圾、工业废弃物污液以及化肥农药等渗漏渗透，造成地下水环境质量恶化、污染问题日益突出，给人民群众的生产生活造成严重影响。《环境影响评价技术导则地下水环境》（简称《导则》）在此背景下于2011年6月1日正式实施（2016年1月7日修订），填补了我国现行环境影响评价技术标准的空白，为地下水环境影响评价、地下水环境保护和污染防治工作的规范化提供了技术支撑[1]。预测和评价建设项目实施过程中对地下水环境可能造成的直接影响和间接危害，并针对这种影响和危害提出防治对策，对保护地下水资源、预防与控制环境恶化具有十分重要的现实意义。2.地下水环境评价中的数值模拟工作地下水环境影响预测评价的主要任务是对建设项目可能的地下水环境影响进行分析、预测评估，提出保护或治理措施，跟踪监测水质变化状况并制定应急响应方案。地下水数值模拟工作与传统水文地质中的数值模拟工作相比，在资料基础、评价目的和技术路线上有其自身特点，众多环评单位在地下水数值模拟技术方面都进行过广泛应用。（1）地下水数值模拟在矿山项目中的应用①沂水铁矿地下水数值模拟在矿区地下水环境评价中应用较少，周晓雪等通过对山东沂水铁矿矿区进行水文地质详细勘察，建立了尾矿库及矿区地下水水流及水质数学模型，预测和评价了该矿建设实施过程中对地下水环境可能造成的直接影响和间接危害[2]。结论为矿山建设阶段和运行阶段正常情况下，尾矿区水位水质变化对地下水环境没有明显的影响，非正常情况或者事故状态下，预测污染因子在泄漏点附近一定范围出现超标现象；采矿区矿井排水对当地浅层地下水位影响较大。②某露天石灰石矿山刘勇以某露天石灰石矿山为例[3]，采用地下水数值模拟的方法模拟预测矿山开采活动对地下水环境的影响情况，并辅以解析法进行对比分析。结果表明，地下水数值模拟方法可以较好地预测矿坑涌水量和地下水水位影响范围，体现了其在地下水环境影响评价过程中的重要性和优越性。解析法预测的矿坑涌水量和水位影响范围与数值模拟法的预测结果有所出入，主要是由于解析法预测时把含水层概化为均值等厚等水位的，而数值模拟法计算过程中，考虑到了含水层渗透性和含水层厚度的空间分布差异，含水层水位采用了能真实反映矿区地下水流场的实际水位。因此，数值模拟法通过对矿区实际水文地质条件的概化，计算出的矿坑涌水量更切合实际，体现了矿山开采对非均质含水层各方向的水位的影响情况。（2）地下水数值模拟在工业项目中的应用①某焦化项目李艳兵等人以某焦化项目为例，运用GMS软件对地下水中污染物运移进行数值模拟预测[4]。项目通过对焦化厂项目建设内容的分析，应预测正常工况下污染物跑冒滴漏和事故工况下污染物渗漏水可能对地下水产生的影响。假定由于腐蚀或地质作用，酚氰废水生化站池底出现大面积的渗漏现象，预测其对地下水环境产生的影响。结果表明，在整个模拟期内，污染物的渗漏对评价区内的民用井、机井及下游汾河造成影响很小。②某电厂王志刚等人运用VisualModflow软件，在详细研究某电厂周边水文地质条件的基础上，建立了研究区的地下水流动模型和地下水溶质运移模型，对电厂事故工况下泄露到地下水中轻质柴油的运移规律进行了模拟研究，就其对地下水的影响进行了分析评价[5]。结果表明：模拟期内柴油对含水层造成了污染，并且存在超标现象，但没有对保护目标造成明显影响。结合数值模拟过程，提出了数值模拟在地下水评价应用中的一些注意事项，可为今后的地下水评价提供参考。③某化工企业董迎雯等人以某化工企业为例，通过构建研究区地下水数值模拟模型，利用观测水位校正模型，耦合污染物运移方程模拟预测评价了滨海地区地下水环境影响[6]。研究表明随时间的增加，污染物COD和甲苯中心浓度逐渐升高，迁移距离逐渐增加，污染范围不断扩大，中心浓度逐渐下降。通过模拟不同弥散度下污染物迁移规律，有利于企业加强地下水管理和判断可能发生的污染现象。④某污水处理厂张振昌等人以某污水处理厂为例，通过地下水流运动数学模型及地下水污染物迁移数学模型，重点预测对地下水环境保护目标的影响[7]。研究表明：污水处理区的污染物的渗漏泄漏对地下水影响范围较小，在本次预测评价方案条件下，无论是污染物最大运移距离，还是超标范围，事故工况均较正常工况下的结果大。（3）地下水数值模拟在岩溶地区的应用岩溶地区地下水埋藏条件复杂，地下水类型基本为碎屑岩类裂隙水，且多为管流，为地下水评价工作增加了诸多困难。为了解决岩溶地区地下水评价工作，可利用地下水数值模拟方法分析判定环评项目对地下水环境的影响。柳山等人以黔西南岩溶某场区为例，以数值模拟技术为基，总结地下水环境影响预测评价工作中的主要问题[8]。利用已有数值模型进行地下水受污过程评价，设计跟踪监测和防控方案、协同污染防控，提出“污染过程预测评价”，“跟踪监测方案设计”及“污染防控方案设计”的三层金字塔预测评价体系，以期在一定程度上为同类工作开展提供参考。3.存在问题及展望目前《导则》在不同地域不同类型建设项目的执行中遇到了许多新的挑战，主要由于我国具有地质条件复杂、水文地质资料偏少、地下水监测数据不足及专业技术人员稀缺等现状，急需根据实践经验对其进行补充、修改和完善，本文对于地下水数值模拟在环评工作中的展望如下。（1）地下水环评项目通常面临水文地质基础资料不足的困境，环保部门应与国土、水利等部门加强合作，提高地质资料共享程度；对于各类野外室内试验、工况情景和污染源参数等资料，若环保部门能建立统一而规范的资料数据库并对评价单位进行开放，则通过一段时间的积累后能对相近地域或相似工程的地下水环评项目提供一定的数据参考。（2）当前在地下水环评项目中开展数值模拟工作难度较大，主要是由数值模拟自身较为复杂、相关技术资料偏少、专业技术人员较为稀缺所决定的。在此情况下环保部门应就地下水环评中数值模拟工作的适用性做出更为细致的规定，同时对模拟工作的各个过程在宏观上提出明确要求和操作方案，以规避可靠性较低的预测评价结果对建设项目地下水环境风险判断所产生的不利影响。地下水环评中的数值模拟是一项复杂而专业的综合技术类工作，模拟工作应根据实际水文地质条件开展；环评工作中的地下水数值模拟工作具有敏感性、不确定性，具体工作情况应结合项目特点、区域水文地质背景及项目区具体水文地质条件开展。参考文献：[1]金晓文,曾斌,刘建国,向绍棚,陈植华.地下水环境影响评价中数值模拟的关键问题讨论[J].水电能源科学,2014,32(05):23-28.[2]周晓雪,付佳妮,刘建霞,孙建明.数值模拟在沂水铁矿区地下水环境影响评价中的应用[J].山东国土资源,2013,29(09):48-52+56.[3]刘勇.数值模拟在矿山开采项目地下水环境影响评价中的应用[J].中国非金属矿工业导刊,2014(03):57-59.[4]李艳兵,赵丰昌.数值模拟在地下水环境影响评价中的应用——以某焦化项目为例[J].中国非金属矿工业导刊,2015(02):50-53.[5]王志刚,付登伟,苏秋克.数值模拟在地下水环境影响评价中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2013,16(24):65-68+72.[6]董迎雯,余期冲,郑玉虎.基于数值模拟模型研究滨海化工企业地下水环境影响预测评价[J].地下水,2018,40(03):19-22.[7]张振昌,余期冲.基于数值模拟模型地下水环境影响预测评价[J].江西化工,2018(02):142-147.[8]柳山,罗朝晖,金晓文,李燕妮.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(08):135-140.',)