第五章 地下水污染预测分解
地下水污染模拟预测评估工作指南
地下水污染模拟预测评估工作指南一、地下水污染模拟预测评估的重要性地下水污染模拟预测评估是对地下水污染情况进行科学预测和评估的重要手段。
通过模拟预测，可以有效地揭示地下水受到污染的原因和程度，为制定有效的污染防控措施提供科学依据。
同时，通过评估地下水污染的风险和影响，可以有效地保护地下水资源，维护人类健康和环境安全。
二、地下水污染模拟预测评估工作内容1.地下水流动模拟地下水流动模拟是地下水污染模拟预测评估工作的基础。
通过建立地下水流动模型，可以有效地模拟地下水的流动过程，揭示地下水流动的规律和特点。
通过模拟地下水流动，可以有效地预测地下水的流动方向和速度，为地下水污染的传播提供科学依据。
2.地下水污染物迁移模拟地下水污染物迁移模拟是地下水污染模拟预测评估工作的关键环节。
通过建立地下水污染物迁移模型，可以模拟地下水中污染物的传播和分布情况，揭示地下水污染物的来源、去向和浓度变化规律。
通过模拟地下水污染物的迁移，可以有效地预测地下水污染的发展趋势和影响程度。
3.地下水污染风险评估地下水污染风险评估是地下水污染模拟预测评估工作的重要内容。
通过对地下水污染的风险进行评估，可以有效地判断地下水污染对环境和人类健康的影响程度，为制定有效的污染防控措施提供科学依据。
同时，通过风险评估可以有效地确定优先处理的地下水污染源和重点防控对象。
4.地下水污染防控措施优化地下水污染模拟预测评估工作的最终目的是为了制定有效的污染防控措施。
通过对地下水污染情况的模拟预测和评估，可以有效地确定适宜的污染防控策略和措施，进一步优化地下水污染防控方案。
通过优化防控措施，可以有效地降低地下水污染的风险和影响，保护地下水资源和环境安全。
三、地下水污染模拟预测评估工作步骤1.确定研究对象和目标首先需明确地下水污染模拟预测评估的研究对象和目标，确定研究范围和要解决的具体问题。
根据研究对象和目标，确定地下水流动和污染物传输的方向和范围，为后续研究奠定基础。
地下水环境影响预测
地下水环境影响预测（一）预测原则1、建设项目地下水环境影响预测应遵循HJ2.1 中确定的原则进行。
考虑到地下水环境污染的隐蔽性和难恢复性，还应遵循环境安全性原则，预测应为评价各方案的环境安全和环境保护措施的合理性提供依据。
2、预测的范围、时段、内容和方法均应根据评价工作等级、工程特征与环境特征，结合当地环境功能和环保要求确定，应以拟建项目对地下水水质、水位、水量动态变化的影响及由此而产生的主要环境水文地质问题为重点。
3、Ⅰ类建设项目，对工程可行性研究和评价中提出的不同选址（选线）方案、或多个排污方案等所引起的地下水环境质量变化应分别进行预测，同时给出污染物正常排放和事故排放两种工况的预测结果。
4、Ⅱ类建设项目，应遵循保护地下水资源与环境的原则，对工程可行性研究中提出的不同选址方案、或不同开采方案等所引起的水位变化及其影响范围应分别进行预测。
5、Ⅲ类建设项目，应同时满足Ⅰ类和Ⅱ类建设项目的要求。
（二）预测范围1、地下水环境影响预测的范围可与现状调查范围相同，但应包括保护目标和环境影响的敏感区域，必要时扩展至完整的水文地质单元，以及可能与建设项目所在的水文地质单元存在直接补排关系的区域。
2、预测重点应包括：（1）已有、拟建和规划的地下水供水水源区。
（2）主要污水排放口和固体废物堆放处的地下水下游区域。
（3）地下水环境影响的敏感区域（如重要湿地、与地下水相关的自然保护区和地质遗迹等）。
（4）可能出现环境水文地质问题的主要区域。
（5）其他需要重点保护的区域。
（三）预测时段地下水环境影响预测时段应包括建设项目建设、生产运行和服务期满后三个阶段。
（四）预测因子1、Ⅰ类建设项目Ⅰ类建设项目预测因子应选取与拟建项目排放的污染物有关的特征因子，选取重点应包括：（1）改、扩建项目已经排放的及将要排放的主要污染物。
（2）难降解、易生物蓄积、长期接触对人体和生物产生危害作用的污染物，应特别关注持久性有机污染物。
（3）国家或地方要求控制的污染物。
地下水污染模拟预测评估工作指南
附录 A (资料性附录) 资料需求与技术方法 ............................. 22 附录 B (资料性附录) 地下水数学模型 ................................. 35 附录 C (资料性附录) 地下水模型参数 ................................. 46 附录 D (规范性附录) 评估成果表达示例 ............................... 60
地下水污染模拟预测评估工作指南
（试行）
第一章 1.1 编制目的 为贯彻落实《全国地下水污染防治规划 (2011-2020 年)》， 推进地下水污染防治工作， 增强地下水污染模拟预测评估的科学 性和规范性，根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民 共和国水污染防治法》、《地下水质量标准》（GB/T 14848）及 相关法律、法规、标准、文件，为地下水污染防治工作提供技术 支持，编制《地下水污染模拟预测评估工作指南（试行）》（以 下简称“指南”）。 1.2 适用范围 本指南适用于场地至区域尺度地下水污染概念模型构建和 污染趋势预测。 本指南规定了地下水污染模拟预测评估指导原则、工作内 容、工作流程、技术方法和成果要求。 1.3 编制依据 GB/T 14848 地下水质量标准 GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB/T 14158 区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范 （1：50000） HJ 610 环境影响评价技术导则地下水环境
1
Байду номын сангаас
总
则
HJ/T 164 地下水环境监测技术规范 HJ/T 338 饮用水水源保护区划分技术规范 GB/T 14175 水文地质术语 DZ/T0201 地下水资源数值法计算技术要求 当上述标准和文件被修订时，使用其最新版本。 1.4 术语与定义 下列术语和定义适用于本指南。 地下水污染源：人类活动影响下，能够引起地下水污染的污 染物来源或活动场所。 地下水污染受体：地下水污染潜在的影响对象。 地下水污染概念模型：指地下水污染影响范围内，将水文地 质条件与污染分布特征高度概化的模型。 解析法： 利用数学方法对地下水运动方程和溶质运移方程进 行直接求解的计算方法。 数值法： 利用离散化方法求解数学模型微分方程近似解的方 法。 1.5 指导原则 （1）科学性原则：地下水污染模拟预测评估应深入分析地 下水赋存和运动条件，充分了解地下水污染程度和范围，准确描 述污染源和污染物迁移转化规律， 保证模拟预测评估结果科学可 靠。 （2）针对性原则：根据工作目标、具体水文地质条件、评 估对象的污染特征，选择适当的污染模拟预测评估技术方法，构 建有针对性的污染模拟预测评估模型。
地下水环境评价及预测浅析
地下水环境评价及预测浅析摘要：根据《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ610-2016）的要求，以某一具体项目为例，使用GMS模型对该项目的地下水流场进行了模拟。
根据案例预测，在污水站的主要构筑物发生污水渗漏或溢流事故后，污染物的下渗会对地下水环境造成一定的影响，并有可能出现超标的情况。
此外，在10000天时，还会出现一个浓度超标的区域。
关键词：地下水；环境评价；预测浓度HJ610-2011《环境影响评价技术导则地下水环境》的颁布，填补了国际上关于地下水环境评价规范的空白，引起了人们对于地下工程建设的关注。
近年来，我国开始重视地下水的环境影响评估工作，但过去主要集中在地表水体的环境评估。
随着社会的不断发展和环境污染的加剧，生态系统受到的危害也越来越严重。
特别是在生态系统中，存在对生态系统产生严重破坏作用的因素。
一、地下水动力场模拟预测（一）水文地质概念模型水文地质学中的概念性模型是一种对真实水文学概念进行理论和应用价值评估的方法。
该模型的目标是将含水层的实际边界特性、内部结构、渗透性质、水力特性和补给排泄条件简化为方便数学和物理模拟的基本模式。
通过综合分析该地区地下水体系的内部构造、水力学特性、边界条件以及补充产水和排泄情况，可以构建该地区的水文地质概念性模型。
本研究以邻近海洋的生态系统为研究对象，根据该地区的水文地质特征、地下水水位和河道水位观测结果，选择该地区的河道作为模拟区的边缘，并以多条小型河道为研究对象。
垂直界面：由于地表降水和地表水分的渗透补充，地表形成一个隔水层。
因此，本研究的区域内地下水可以近似为均匀的三维空间结构，形成一个相对稳定的地下流动系统。
（二）数字模型本项目将利用英国布里格汉永大学与美国军事水文试验基地共同研发的地下水预报模式GMS(Groundwater System)，该模式以美国地质局McDonald与Harbugh于1988年发展并经过多次修正的MODFLOW模式为基础，采用变量差分和Cell Center方法，实现了对含水层的稳态与不稳态三维渗流问题的高效、高精度研究。
《地下水污染评价》课件
地下水污染评价流进行 实地调查，了解污染源 、地形、水文地质等情
况。
数据收集
收集地下水的水位、水 质、气象、土壤等数据
。
数据分析
对收集的数据进行统计 分析，识别污染源和污
染物特征。
评价报告
根据评价结果编写地下 水污染评价报告，提出
《地下水污染评价 》ppt课件
目 录
• 地下水污染评价概述 • 地下水污染评价方法 • 地下水污染评价案例分析 • 地下水污染防治对策与建议 • 未来研究方向与展望
01
地下水污染评价概述
地下水污染的定义与分类
定义
地下水污染是指人类活动或自然 因素导致地下水中的有害物质超 过一定浓度，影响地下水质量和 功能的现象。
。
对已经污染的地下水进行修复， 包括物理、化学和生物修复方法
。
加强地下水污染治理与修复的科 研工作，提高技术水平和创新能
力。
建立健全地下水监测与管理制度
建立完善的地下水监测网络， 定期对地下水水质进行监测和 评估。
制定地下水管理政策法规，明 确各级政府和企业的责任和义 务。
加强地下水资源的统一管理， 协调各行业用水需求和保护措 施。
制约经济发展
地下水污染会影响工农业生产，制约 经济发展和社会进步。
破坏水资源
地下水是重要的水资源之一，地下水 污染会破坏水资源，影响供水安全和 水资源的可持续利用。
02
地下水污染评价方法
地下水污染评价标准与指标
地下水质量标准
根据国家或地区制定的地下水质量标 准，对地下水的水质进行监测和评估 。
污染指标
分类
根据污染物的性质和来源，地下 水污染可分为无机物污染、有机 物污染、放射性污染和生物污染 等。
地下水环境调查评估与污染防治分区理论及实践
精彩摘录
精彩摘录
《地下水环境调查评估与污染防治分区理论及实践》精彩摘录 在《地下水环境调查评估与污染防治分区理论及实践》这本书中，我们不仅 可以看到地下水环境调查评估的全面阐述，还有对污染防治分区的深入探讨。以 下是一些精彩摘录，这些摘录为我们揭示了地下水环境保护的重要性，以及如何 在实践中运用科学理论。
阅读感受
在实践方面，书中列举了多个国内外成功的地下水环境调查和污染防治案例。 这些案例涉及工业区、农业区、城市区域等多个领域，通过这些案例的分析，我 深刻认识到理论与实践相结合的重要性。只有深入了解地下水环境的实际情况， 才能制定出科学合理的调查评估方案和污染防治措施。
阅读感受
读完这本书，我深感地下水环境保护的紧迫性和责任感。在当前城市化、工 业化的进程中，许多地区的地下水受到了不同程度的污染。因此，我们需要进一 步加强地下水环境的调查评估工作，明确污染来源和程度，制定针对性的防治措 施。加强相关法律法规的制定和执行，提高公众对地下水环境保护的意识，形成 全社会的共同参与。
目录分析
在引言部分，本书首先阐述了地下水环境的重要性，以及进行地下水环境调 查、评估和污染防治分区的必要性。这一部分为后续的详细讨论设定了背景和前 提。
目录分析
在这一章节，本书详细介绍了地下水环境调查的方法、技术和程序。涵盖了 从调查方案的设计、采样点的选择，到数据收集和处理的全过程。还讨论了如何 利用现代科技手段提高调查的效率和准确性。
地下水环境调查评估与污染防 治分区理论及实践
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
污染
5 水环境影响预测与评价ppt
5.2地表水环境影响预测与评价
二、水环境现状调查与监测
3. 水文调查和水文测量的原则与内容
1） 河流
水文调查与水文测量内容应根据评价等级、河流规模决定，主 要有：丰水期、平水期、枯水期划分；河流平直及弯曲情况、横断 面、坡度、水位；水深、河宽、流量、流速及其分布、水温、糙率 及泥沙含量等； 丰水期有无分流漫滩，枯水期有无浅滩、沙洲和断 流，北方河流还应了解结冰、封冰、解冻等现象。
5.2地表水环境影响预测与评价
一、评价工作程序、评价等级和评价标准
第二阶段：详细开展水环境现状调查和监测，做仔细的工 程分析，在此基础上评价水环境现状； 第三阶段：根据水环境排放源特征，选择或建立和验证水 质模型，预测拟议行动对水体的污染影响，并对影响的意 义及其重大性作出评价，并且研究相应的污染防范对策； 第四阶段：提出污染防治和水体保护对策，总结工作成果， 完成报告书，为项目监测和事后评价作准备。
5.2地表水环境影响预测与评价
二、水环境现状调查与监测
3. 水文调查和水文测量的原则与内容
3） 湖泊与水库
应根据评价等级、湖泊和水库的规模决定水文调查与水文测量 的内容，其中主要有湖泊水库的面积和形状，丰水期、平水期、枯 水期的划分，流入、流出的水量，水力停留时间，水量的调度和含 量，湖泊、水库的水深，水温分层情况及水流状况（湖流的流向和 流速 ，环流的流向、流速及稳定时间）等。
一个水体的环境质量是由水质、底部沉积物和水生生物等三部 分的状况决定的。这三部分相互依赖、相互影响组成水体的统一整 体。地表水体与人们的生活和生产活动密切相关，水体按其用途可 分为饮用水、渔业用水、农田灌溉水、工业用水等。对不同的用水 制定了相应的水质标准，作为控制水质的依据。
5.1 水体概述
地下水污染模拟预测评估工作指南
地下水污染途径：污染物由污染源进入地下水系统，向污染 受体迁移的路线或通道。
地下水污染物迁移转化过程：污染物在地下水中的物理迁移 过程和生物地球化学转化过程的总和。
地下水污染概念模型：对评估区域的水文地质条件及地下水 污染特征进行识别、定性判定、以及适度简化和概括，用文字、 图、表等方式加以描述的形式。
附录 A (资料性附录) 资料需求与技术方法 .....................................................31
附录 B (资料性附录) 地下水数学模型 .............................................................41 附录 C (资料性附录) 地下水模型参数 .............................................................49 附录 D (规范性附录) 评估成果表达示例.........................................................59
第五章 地下水污染趋势预测 ............................................................................24 5.1 预测场景设计与评估结果分析...............................................................24 5.2 不确定性分析...........................................................................................27 5.3 模型完善...................................................................................................27
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岩层倾角
L p Kmt cos / n
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相对密度差 共81页5
第二节 近似解析解
承压（或潜水）含水层 L 污染地下水在承压含水层的运动，如果补给来源 稳定，可视为似稳定运动，属于一维平面平) qe Vx 常数 L m
x 2
因此，在任何一个节点处，浓度C(x,y,z,t) 的一阶和二阶偏导数均可用该节点及其 相邻节点上浓度值的线性组合表示。
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一维弥散方程的差分格式
第五章 地下水污染预测
主要内容
概述（了解） 近似解析法（了解） 数值法（熟悉） 数理统计法（熟悉） 灰色预测法（了解） 国外地下水模型软件
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第一节 概述
地下水污染预测预报包括：
预报污染地下水分布边界的推进情况（即经过 一定时间t后边界推进的距离x，或预测推进一定 距离需要多长时间）； 确定污染地下水中污染物质的浓度在空间的分 布及随时间的变化情况； 预测污染地下水能否侵入附近的水源地，污染 物质达到水源地所需的时间；
而实际流速为：
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Vx ux n
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第二节 近似解析解
qe t L x 0 x mn mnL t qe C ( x, t ) Ce C C0 Ce
承压（或潜水）含水层 L
初始时刻污染锋面的位置 某时刻污染锋面的位置
n i 1, j , k n i , j ,k
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同样可以写出 对时间t的向 前、向后和中 心差分公式
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13 13
导数的差分近似
C(x,y,z,t)对x的二阶差分公式为：
c | 2 (i , j ,k ,n ) x
2
n n Cin 2 C C 1, j , k i , j ,k i 1, j , k
df f ( x) f ( x x) dx x
上式称为f(x)的一阶向后差分
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导数的差分近似
把上面两个差分方程相减，可得：
df f ( x x) f ( x x) dx 2x
上式称为f(x)的一阶中心差分
同理可得f(x)的二阶导数的差分公式：
天然地下水中污染物的浓度 初始分界面以内，地下水中污染物 的浓度
77 2018/10/24 若是潜水，则取平均厚度代替上述各式中的 m。
共81页7
第三节 数值解
由于含水层以及污染物质迁移的复杂性，
解析解不易求得，通常采用数值解法。数
值法在剖分后认为每一单元内均质同性，
将方程线性化。
•
• •
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第二节 近似解析解
计算平均渗透锋面的运移距离 L ； 求出平均渗透锋面处污染物的浓度 C ；
确定分界面弥散带 Ld 和变形带 L p ，在平 均渗透锋面距离上加上这两个带就可确定污染 水实际锋面的运移位置：
L L 0.5( Ld L p ) Ld Dt / n
有限差分法
有限单元法
边界元法
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一、 有限差分法
有限差分法的基本思路是按照时间步长和空间步
长将时间和空间区域剖分成若干网格，用未知函
数在网格节点上的值所构成的差分商近似代替所
用偏微分方程中出现的各阶导数，从而把表示变
量连续变化关系的偏微分方程离散为有限个代数 方程，然后解此线性代数方程，以求出污染物浓 度在各网格节点上不同时刻的解。
d2 f f ( x x) 2 f ( x) f ( x x) 2 dx x 2
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12 12
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导数的差分近似
若把上述一元函数f(x)换为浓度函数，并按网格
节点编号，则对x的一阶向前、向后和中心差分
分别为：
C C c |( i , j , k , n ) x x n n C C c i , j ,k i 1, j , k |( i , j , k , n ) x x n n C C c i 1, j , k i 1, j , k |( i , j , k , n ) x 2x
前面介绍了一些解析解公式，但应用起来仍十 分复杂，不便于实际应用。
实际中可以进一步简化：
完全忽略弥散作用，将污染地下水的运动视为“活 塞式”的推挤淡水的运动，假设两者始终保持明显 的铅直分界面； 将地下水动力运移和弥散分开考虑，先以上述方法
计算，然后计算由于弥散所形成的过渡混合带，修
正按平均锋面运移的距离。
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10 10
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导数的差分近似
如果把f(x)对x的负向展开为泰勒级数： df x 2 d 2 f x 3 d 3 f f ( x x) f ( x) x 2 3 dx 2! dx 3! dx df f ( x) f ( x x) O(x) dx x
共81页2 预测防治地下水污染的措施的效果等。 22
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第一节 概述
预测评价的基本步骤如下： 建立预测模型； 模型识别（平衡性、稳定性、敏感性）； 模型参数估计； 模型方程的验证； 地下水污染预测。
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第二节 近似解析解
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导数的差分近似
设f(x)为任一足够光滑的函数，把f(x)沿x的正向
展开为泰勒级数：
df x d f x d f f ( x x) f ( x) x 2 3 dx 2! dx 3! dx df f ( x x) f ( x) R(x) dx x df f ( x x) f ( x) dx x 上式称为f(x)的一阶向前差分