试论地下水环境影响评价中数值法与解析法的应用

发表时间:2020/5/21   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:陈亮
[导读] 摘要:对地下水环境影响评价内容进行分析,总结数值法以及解析法在其中运用的价值,旨在根据不同评价方法的分析,确定具体的预测评价模型,提高对地下水环境影响因素的分析效率,为水环境资源的可持续利用提供支持。
        陕西省一八五煤田地质有限公司
        摘要:对地下水环境影响评价内容进行分析,总结数值法以及解析法在其中运用的价值,旨在根据不同评价方法的分析,确定具体的预测评价模型,提高对地下水环境影响因素的分析效率,为水环境资源的可持续利用提供支持。
        关键词:地下水环境;影响评价;数值法;解析法
        伴随环境的可持续发展,地下水污染作为全球性的环境问题,其存在着污染滞后以及隐蔽性的特点,若在地下水环境影响评价中,缺少针对性、有效性的预测及评价方案,会降低水环境污染的评价效果,无法提高水环境的保护价值。研究中,根据《环境影响评价技术导则地下水环境》内容,对水环境影响评价方法进行分析。核心目的是通过水环境影响评价分析地下水环境影响的预测方法,并选择数值法以及解析法评价地下水环境,结果如下。
        一、地下水环境影响预测
        通过对水环境的分析,地下水环境预测通常是在地下水环境现状评价基础上形成的,根据地区的特点确定地下水环境的评价模型。但是,在具体的预测以及项目实施中会受到地下水污染以及地下水流厂场等多因素的影响。为了在当前水环境治理中提高水环境影响评价的有效性,应该明确以下原则:第一,在地下水环境影响预测中,应该分析地下水环境污染中的隐蔽性以及难恢复性的特点,并通过安全性原则的确定,对环境安全以及环境保护等进行合理性的评价,以便有效提高地下水环境影响预测的质量。第二,在地下水环境预测评价中,需要合理预测水环境的范围、时段以及内容等,按照当地环境的功能性特点以及环保标准,确定水位以及水质的影响因素,为地下水环境影响因素的评价及分析提供支持[1]。
        二、数值法在地下水环境影响评价中的运用
        (一)数学模型
        在当前社会生态环境可持续发展的背景下,地下水污染成为行业关注的焦点问题。若在某地区的水环境分析中,当出现一个污染点时会对地下水产生明显影响,污染物通过土壤以及地下水的迁移,会形成综合性以及复杂性的污染结果。通过数学模型的构建,可以针对地下水环境的特点,对水质可能造成的隐患进行分析、预测以评估。
        (二)地下水数值模拟法
        地下水评价预测模型构建中,通常以水溶质运解析法进行计算。通过对一维稳定流动以维水动力弥散问题的分析,其数值法的解析方程如(1)。公式(1)中的x(m)是距离注入点的距离;t(d)为时间;DL(m2/d)是纵向弥散系数;c(x,t)(g/L)为t时刻x位置的示踪剂浓度;co(g/L)是注入示踪剂浓度;u(m/d)是水流的速度;erfc是余误差函数[2]。
        =erfc+erfc   (1)
        (三)地下水环境影响分析
        针对某地区地下水环境的特点,选择尾矿库下游地区沉淀池水分对地下水污染进行分析。第一,预测时段。对100d、1000d地下水环境的污染及扩散情况进行分析。第二,确定污染物预测因子及参数。选择排放污染物Pb以及Zn作为预测因子,并按照污染因子源强参照《铅、锌工业污染物排放标准》确定浓度值,如表一所示。通过地下水环境情况的分析,没有进行弥散实验,所以,在具体的分析中选择相关参数研究实验结果。预测模型中的纵向弥散系数为0.2m2/d,横向弥散系数为0.04m2/d。
        表一  污染物断面水质情况
       
        (三)结果分析
        通过数值法在地下水环境中的评价,其存在着检测方法快速以及数值准确的优势,整个数学模型相对简单,利用软件计算地下水溶质的移动模型,可以精确的预测地下谁污染的影响范围,合理判断污染原因。因此,在具体的水环境影响因素分析中,通过地下水流动以及溶质移动模型的建立,可以为水污染的处理提供科学依据,并按照地区的特点确定水污染治理方案。但是,由于真实的水环境相对复杂,在具体的试验检测中容易受到多因素的影响,所以,在数值法运用中,检测人员应该认识到多种因素的影响,通过数学模型的科学化构建,确定具体的预测模型,以便为水环境的检测提供支持。
        三、解析法在地下水环境影响评价中的运用
        (一)解析法预测模型
        在地下水环境影响因素分析中,当项目运行呈现出非正常的状态,污染物废水会以入掺的方法进入到含水层,为了提高地下水动态影响因素分析的稳定性,需要建设地下水解析法。在解析模型利用中,对地下水环境的影响评价需要满足以下条件:第一,污染物排放对地下水没有明显的影响;第二,预测区的含水层参数基本稳定;第三,对于类比分析对象以及预测分析对象而言,需要保持环境水文地质条件以及水动力厂条件的相似性,而且也需要保持工程特征的一致性。研究中以一维稳定流动二维水动力弥散问题为核心,将地下水流动的方向作为x轴,其污染物的分布模型如(2)[3]。
        C(x,y,z)=    (2)
        (二)模型参数选择
        在解析法预测参数选择中,含水层的厚度(M)为1.58m,污染物质量(mM)为118.72g,含水层中的平均有效孔隙为0.40n,水流速度为(u)0.129m/d。
        地下水环境影响
        在地下水环境影响因素分析中,按照《地下水质量标准》确定具体的参数。针对非正常的工作环境对污水预处理的泄露情况进行分析,按照预测时段分析解析法的预测结果。如表二所示[4]。
        表二  解析法在非正常工况下的Ni数超标现象
       
        (四)结果分析
        通过对解析法的分析发现,100d的超标范围为676m2,最远的距离为26m。在污水处理厂的地下水环境保护中,应该根据解析法的预测过程确定地下水环境保护目标以及敏感区域,并根据预测结果以及环保项目,提高对地下水环境敏感性的分析效果。在解析法预测Ni泄露的问题时,容易受到重金属污染的影响,若不能得到针对性的处理,会影响水环境的处理难度,严重的会引污染事故[5]。
        结束语
        总而言之,在对地下水环境影响因素分析中,通过数值法以及解析法的利用,可以针对地下水环境的特点,全面、仔细的分析水环境的污染问题。在数值模拟预测的过程中,为了增强水环境影响因素检测的准确性,应该在数值模型预测的同时对地下水进行持续监测,相关检测人员应该认识到多种因素的影响,通过数学模型的科学化构建,确定具体的预测模型,以便为水环境的检测提供支持。以提高水污染问题的控制效率。在解析法使用中,可以预测污染物的移动情况,并按照水文地质环境的特点确定合理化的预测模型,提高水环境的检测效果。
        参考文献
        [1]韩凯, 丁法龙, 茅泽育. 半解析法求解水柱分离与断流弥合水锤问题及机理分析[J]. 农业工程学报, 2019(15):005.
        [2]刘志涛, 周群道, 杨建华. 地下水溶质运移数值法和解析法预测结果对比分析——以沾化电厂为例[J]. 山东国土资源, 2016(7):78-82.
        [3]楚波, 布日古德, 郭倩. 地下水环境影响评价中用到的几种方法简介[J]. 环境与发展, 2016, 28(3):17-19.
        [4]刘婷, 肖长来, 王雅男,等. 基于解析法预测地下水溶质运移的研究[J]. 节水灌溉, 2015(2):47-49.
        [5]朱飞, 彭红明, 雷有德,等. 动力机器基础的数值模拟与Lysmer解析法之比较[J]. 水利与建筑工程学报, 2015(4):155-158.
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