濟(jì)寧市湖東平原區(qū)地下水環(huán)境演化規(guī)律研究.pdf

1、以濟(jì)寧市南四湖湖東平原區(qū)為例，結(jié)合近30年的地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料，建立地下水流和溶質(zhì)運(yùn)移耦合數(shù)值模型。借助于地下水模擬軟件FEFLOW，對(duì)研究區(qū)內(nèi)的淺層地下水的水流和溶質(zhì)運(yùn)移進(jìn)行數(shù)值模擬，運(yùn)用識(shí)別后的模型對(duì)研究區(qū)的地下水系統(tǒng)演化規(guī)律進(jìn)行研究與分析。 在充分收集和分析研究區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)和環(huán)境等方面資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地闡述了研究區(qū)內(nèi)主要地層及含水系統(tǒng)特征，分析了地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄等動(dòng)態(tài)特征。確定模擬區(qū)范圍和計(jì)算目的層，概化含

2、水層水力特征、垂向、側(cè)向邊界后，建立水文地質(zhì)概念模型并以此為基礎(chǔ)建立了地下水?dāng)?shù)學(xué)模型。采用基于有限元方法的FEFLOW軟件對(duì)建立的數(shù)值方程進(jìn)行求解。本次模擬選用2003年11月-2004年11月的水位觀測(cè)值對(duì)模型進(jìn)行識(shí)別與檢驗(yàn)，擬合效果良好，說(shuō)明含水層結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)參數(shù)的確定、邊界條件的概化等處理較為合理，所建立的模型可以用來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)。研究結(jié)果表明：研究區(qū)內(nèi)的地下水水位整體上呈下降趨勢(shì)，從1976年到2004年，研究區(qū)平均水位下降了6.

3、63m，平均每年下降0.24m。對(duì)研究區(qū)內(nèi)2020年的地下水流場(chǎng)進(jìn)行預(yù)報(bào)，按預(yù)測(cè)的擴(kuò)大開(kāi)采量開(kāi)采，區(qū)內(nèi)地下水位都出現(xiàn)逐年持續(xù)下降并有擴(kuò)大趨勢(shì)，潛水水位下降明顯，用驗(yàn)證好的模型預(yù)測(cè)研究區(qū)2020年的流場(chǎng)，整個(gè)研究區(qū)2020年預(yù)測(cè)平均水位為30.67m，比2004年下降4.57m。 選取了氯離子(Cl-)和硫酸根(SO2-4)兩種有代表性的離子作為典型污染物。以水量模型為基礎(chǔ)，建立地下水溶質(zhì)運(yùn)移模型。選擇2002年1月至2003年

4、12月的水化學(xué)資料對(duì)模型進(jìn)行識(shí)別與檢驗(yàn)，從地下水計(jì)算與實(shí)測(cè)濃度場(chǎng)的擬合圖可以看出擬合曲線基本反映出了變化趨勢(shì)，模型精度符合要求，可以進(jìn)行預(yù)測(cè)。模擬結(jié)果表明：1996年研究區(qū)內(nèi)地下水中氯離子(Cl-)超過(guò)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T14848-1993)中的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的僅占15.2％，這一比例到2004年達(dá)到38.5％；硫酸根離子(SO2-4)在1996年超標(biāo)率為18.8％，到2004年超標(biāo)率達(dá)到27.5％，濟(jì)寧城區(qū)第四系孔隙潛水水質(zhì)已受到較

5、為嚴(yán)重的污染，城區(qū)潛水已不能作為飲用水使用。用驗(yàn)證好的模型預(yù)測(cè)了研究區(qū)2020年的地下水中氯離子(Cl-)和硫酸根離子(SO2-4)含量，預(yù)計(jì)到2020年地下水污染最嚴(yán)重的區(qū)域出現(xiàn)在市中區(qū)，氯離子(Cl-)濃度會(huì)達(dá)到350mg/L以上，硫酸根離子(SO2-4)濃度將達(dá)到300mg/L;鄒城市、兗州市、汶上縣三個(gè)城區(qū)及排污河道沿岸區(qū)域存在潛在的污染威脅。 地下水超采是造成研究區(qū)內(nèi)淺層地下水水位下降的主要原因，農(nóng)藥化肥的過(guò)量施用造