方 寶

（廣東省地質(zhì)局第九地質(zhì)大隊(duì)，廣東 東莞 523000）

通過建立地下水污染源概念模型，采用數(shù)值模擬軟件，預(yù)測和評價(jià)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過程中對地下水環(huán)境可能造成的直接影響和間接危害，為建設(shè)項(xiàng)目選址決策、工程設(shè)計(jì)和環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 項(xiàng)目概況

擬建冶煉廠選址位于花都區(qū)赤坭鎮(zhèn)十八嶺，地理坐標(biāo)為N 23°40'14.23"，E 114°13'45.71"。選址東南面為省道S119，直線距離約為850m，現(xiàn)無道路相連，建設(shè)時(shí)需另行建設(shè)進(jìn)場道路與省道相連，沿途無居民點(diǎn)。廢水主要有垃圾滲濾液和其他污水，垃圾滲濾液主要來源于垃圾儲(chǔ)存坑，為高濃度有機(jī)廢水。其他污水包括：卸料區(qū)的清洗廢水、冶煉爐排污廢水、循環(huán)冷卻系統(tǒng)排水、廠區(qū)生活污水等。

2 地下水環(huán)境現(xiàn)狀

據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料和本次評價(jià)進(jìn)行的水文地質(zhì)調(diào)查資料，在以本項(xiàng)目為中心的東西寬5.5km和南北長5.4km共29.7km2的調(diào)查評價(jià)區(qū)域范圍內(nèi)，按地下水的賦存條件、含水層的水理性質(zhì)和水力特征可分為：松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水、紅層孔隙裂隙水、層狀巖類裂隙水四大類型。據(jù)本次水文地質(zhì)勘查的4個(gè)水文地質(zhì)勘探孔實(shí)測資料，單個(gè)鉆孔的涌水量僅為1.8m3/d～54.0m3/d，平均28.55m3/d，富水性屬貧乏級別。經(jīng)試坑法滲水試驗(yàn)，場地內(nèi)主要包氣帶－坡殘積砂質(zhì)粘性土3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的滲透系數(shù)為1.15×10-6cm/s～4.43×10-5cm/s，該層屬弱透水層。

3 地下水環(huán)境預(yù)測

3.1 地下水污染源概念模型

①模擬范圍：本次污染運(yùn)移模擬范圍為廣東省冶煉廠項(xiàng)目所在次級水文地質(zhì)單元，范圍面積約為1.0km2。②初始和邊界條件：本模型主要關(guān)心污染源的遷移，因此不需要初始條件。在計(jì)算流場時(shí)，四周認(rèn)為給一類水頭邊界。本文以場地為中心選擇了500m，如果污染物運(yùn)移超過此距離，則需要擴(kuò)大污染評價(jià)的范圍。

3.2 地下水污染運(yùn)移數(shù)值模擬

（1）數(shù)學(xué)模型。本次污染物模擬預(yù)測過程不考慮污染物在含水層中的吸附、揮發(fā)、生物化學(xué)反應(yīng)，僅考慮污染物運(yùn)移過程中對流、彌散作用。地下水中溶質(zhì)運(yùn)移的數(shù)學(xué)模型可表示為：

（2）模擬軟件選擇。本次工作采用GMS模擬系統(tǒng)中的MODFLOW和MT3D建模。MT3D可以用來模擬可溶性污染物在地下水中的對流、彌散、擴(kuò)散作用和一些基本的化學(xué)反應(yīng)過程，能夠有效處理各種邊界條件和外部源匯項(xiàng)。

（3）網(wǎng)格剖分。根據(jù)GMS的要求，對研究區(qū)進(jìn)行矩形網(wǎng)格剖分，平面上按10m×10m正方形網(wǎng)格將計(jì)算區(qū)域剖分為100行、100列，有效單元格共10000個(gè)網(wǎng)格。

（4）參數(shù)設(shè)置和污染物泄露速率評價(jià)。模擬區(qū)含水層縱向彌散度為20m，橫向彌散度為縱向彌散度的0.2倍。最大泄露速率可以根據(jù)達(dá)西定律估算，假設(shè)污染物在地表附近集聚，根據(jù)場地勘探結(jié)論取包氣帶的滲透系數(shù)1.578×10-5cm/s（0.0136m/d）為無防滲措施下單位面積污水的泄漏速率。

（5）模擬時(shí)間確定。根據(jù)本項(xiàng)目運(yùn)行周期是30年，因此模擬預(yù)測時(shí)間設(shè)置為30年，時(shí)間步長模擬器會(huì)根據(jù)計(jì)算過程自動(dòng)調(diào)整，最大時(shí)間步長控制在30天。

4 預(yù)測結(jié)果

本次模擬，針對無防滲措施及事故工況下地下水污染物在不同時(shí)段的擴(kuò)散范圍、超標(biāo)范圍和對敏感目標(biāo)的影響進(jìn)行模擬預(yù)測。

泄漏速率根據(jù)項(xiàng)目工程平面分布圖污染物泄露面積（垃圾儲(chǔ)存坑）和勘查獲得的包氣帶的滲透系數(shù)進(jìn)行量算，量算結(jié)果見表1。此情景條件下的地下水污染擴(kuò)散模擬結(jié)果見表2，主要污染物Pb擴(kuò)散范圍見圖1。

根據(jù)量算結(jié)果和模擬擴(kuò)算結(jié)果，泄露發(fā)生后，模擬期內(nèi)，CODCr最大污染影響范圍為47608m2，30年暈最大運(yùn)移距離為360m；NH3-N最大污染影響范圍為48673m2，30年暈最大運(yùn)移距離為352m；Pb最大污染影響范圍為39580m2，30年暈最大運(yùn)移距離為210m。

表1 事故發(fā)生污染物泄漏速率統(tǒng)計(jì)表

表2 污染物運(yùn)移擴(kuò)散面積統(tǒng)計(jì)表

5 地下水環(huán)境保護(hù)措施

針對項(xiàng)目可能發(fā)生的地下水污染，地下水污染防治措施按照“源頭控制、末端防治、污染監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng)”相結(jié)合的原則，從污染物的產(chǎn)生、入滲、擴(kuò)散、應(yīng)急響應(yīng)全階段進(jìn)行控制。根據(jù)可能進(jìn)入地下水環(huán)境的各種有毒有害原輔材料、中間物料和產(chǎn)品的泄漏（含跑、冒、滴、漏）量及其他各類污染物的性質(zhì)、產(chǎn)生量和排放量，劃分污染防治區(qū)，提出不同區(qū)域的地面防滲方案，給出具體的防滲材料及防滲標(biāo)準(zhǔn)要求，建立防滲設(shè)施的檢漏系統(tǒng)。

圖1 30年后Pb擴(kuò)散范圍

6 結(jié)論

本次采用GMS模擬軟件預(yù)測和評價(jià)項(xiàng)目場地地下水環(huán)境影響，結(jié)論如下：根據(jù)污染物的擴(kuò)散情況提出相應(yīng)的對策，設(shè)計(jì)部門應(yīng)對冶煉廠區(qū)工程布局進(jìn)行重新調(diào)整，將垃圾池、滲濾液處理區(qū)等易發(fā)生滲漏事故的污染源移到場區(qū)分水嶺的西側(cè)并將場地硬底化的水泥地板往西傾斜，嚴(yán)防污染物往東擴(kuò)散進(jìn)入東部的巖溶地下水系統(tǒng)。