刘建霞[1]2004年在《数值模型在青岛市大沽河水源地地下水水质预测中的应用》文中研究指明大沽河是胶东半岛最大的河流，是青岛市主要饮用水源地之一，每年对青岛市供水量约8000万m~3，占市区用水总量的45％左右，被称为青岛市的母亲河。近几年随着城市发展，用水量增加，其水环境问题也日益突出，本文主要利用已有资料，结合本次水文地质及环境地质调查、野外试验等工作成果，建立青岛市大沽河水源地地下水质数值模型，模拟预测地下水污染并分析治理对策。 全文共分为五个部分，第一部分主要介绍了数值模型的概念及应用；第二部分主要综述了区域地质及水文地质概况；第叁部分讲述了大沽河水源地地下水流数值模型的建立；第四部分讲述了大沽河水源地地下水水质模型的建立；第五部分利用所建数值模型对大沽河水源地水质进行了预测。 大沽河水源地范围北起古岘一朴木，南至青胶公路，面积为436.8km~2，在开采初期(1981年)水化学类型分布最广的是HCO_3·Cl-Ca型水，大沽河西岸局部地段地下水中F含量较高。开采以后水化学成分变化明显，水源地北部组份含量上升较快，水化学类型为HCO_3·SO_4、Cl·HCO_3及Cl·SO_4—Ca或CaMg型水，局部为NO_3型水；水源地中部水质变化缓慢，为HCO_3·SO_4、HCO_3·Cl—Ca型水；水源地南部污染离子含量逐年增加，水化学类型变为HCO_3·SO_4·Cl-Ca型，局部变为SO_4·Cl或SO_4—CaMg型水，该区过去受李哥庄开采漏斗影响，造成海水内侵，水质超标现象较严重，主要超标组分或指标有：SO_4~(2-)、Cl~-、矿化度、总硬度、NO_3~-，其中SO_4~(2-)基本呈逐年增长趋势。 本次建立水质数值模型采用水平二维流场中的对流—弥散型数值模型，模型的求解由两部分构成，分别求解渗流方程与对流—弥散方程的定解问题。数值模型研究面积为436.8km~2，水流模型根据1989年12月31日的统测水位资料，采用内插法形成地下水流场，作为模型识别的初始流场。计算区根据储水层岩性共分为叁个大区12个块段，各块段的水文地质参数参考了大沽河水源地供水水文地质勘察总体报告并结合本次工作所取得资料综合选定。经多次调算，新建立的水文地质参数与原输入参数系列吻合；水质模型利用1995年6月区内水质分析资料，分别对Cl~-、No_3~-、SO_4~(2-)、NO_2~-经过Kriging内插、网格化后作为初始浓度输入模型。根据区内水文气象条件的分析，共划分10个时段进行调算。通过对大沽河水源地地下水水质动态分析、水质模型识别，大沽河水源地水质 (CI一、NO3一、N仇一等)污染，可分为面状污染和局部片状污染，分散面状污染主要源自农业生产化肥过量施用、大沽河水质污染、农村、乡镇生活污水的不达标排放，局部片状污染主要源自乡镇企业等小型工业废水排放。 应用该数值模型，对大沽河水源地2003一2012年水质预测结果如下: (l)NOZ一浓度预测 区内NO牙污染程度多出现减轻的趋势，在下游李哥庄镇附近Noz--污染程度加重，尽管在模型中考虑了现状污染治理措施的作用，但地下水N仇一浓度还多不能达到地下水m类标准，可见地下水污染仍需加大治理力度，一方面在水源地范围内杜绝不达标排放的工业、乡村企业污染源，另一方面，改善农业种植结构、肥料施用技术，减少化肥施用量。 (2)C1一浓度预测 在污染治理措施得到实施的条件下，区内Cl一污染程度多出现减轻的趋势地下水，Cl一浓度多能达到地下水m类标准，在下游李哥庄镇附近C1一污染程度加重，下游截渗墙的修建对下游李哥庄镇以南地段地海水入侵起到了较明显的阻滞作用，但截渗墙上游附近仍有部分咸水，当在上游对地下水进行较强烈开采时，截渗墙上游的咸水仍会有倒灌现象。 总之，在通过污染治理，进入地下水的污染物质浓度每年平均递减3%的情况下，今后10年内，大沽河水源地地下水质大部分地段有变好的趋势，下游李哥庄镇附近有变差的趋势。
姜滨[2]2007年在《大沽河中下游水源地水质演化及预测》文中指出大沽河水源地作为青岛市重要供水水源地，其水环境状况与社会生产和人民生活的各个方面息息相关。近年来随着大沽河流域内工农业生产的快速发展，其水环境受到人类活动的强烈干扰。本文根据已有的大沽河水源地水质观测资料，结合GIS技术，分析了大沽河水源地范围内地表水和地下水水质污染现状和原因，明确了地下水的补给、径流和排泄条件，在此基础上，建立了大沽河水源地地下水质数值模型，应用MODFLOW软件模拟预测了大沽河水源地地下水污染趋势，并提出了相应的防治措施。首先，简要分析了大沽河干流及其主要支流地表水质概况，查明点状和面状污染源的分布情况，根据1992年至2003年的有关监测数据，利用地下水动态监测管理软件生成了地下水水位和水质动态曲线图，分析了不同区域地下水质动态变化规律，及其与地表污染源的相互关系。利用地理信息系统软件生成了两年的地下水主要污染物等值线图，通过纵向对比可以看出地下水质演化趋势，分析不同人类活动区对地下水的干扰程度。然后，在明确大沽河水源地水文地质条件的基础上，概化出水文地质概念模型，系统分析了研究区的降雨、蒸发、径流、开采和水位资料，确定该区的各项水文地质参数，进而建立了地下水质数值模型。最后，利用MODFLOW软件模拟预测了2003年-2012年间大沽河水质演化趋势，并提出了防治措施。模拟结果表明，大沽河水源地地下水质总体有变好趋势，但是局部地区因靠近污染源而使水质恶化；氮元素污染没有明显减轻，而且个别年份有加重的趋势，以农业生产为主的大沽河西部区域地下水中氮元素浓度明显高于东部区域，另外，降雨入渗对地下水补给起主要作用，局部污染源对地下水质产生重要影响。
刘建霞, 袁西龙[3]2005年在《数值模型在大沽河水源地地下水水质预测中的应用》文中提出大沽河是胶东半岛最大的河流。近几年来,随着城市发展,用水量增加,水环境问题也日益突出。利用已有资料,结合本次水文地质及环境地质调查、野外弥散试验等工作成果,建立青岛市大沽河水源地地下水水质数值模型并进行验证,模拟预测地下水污染并分析治理对策,通过预测,在进入地下水的污染物质浓度每年平均递减3% 的情况下,今后10年内,大沽河水源地地下水质大部分地段有变好的趋势,下游李哥庄镇附近有变差的趋势。
杨楠楠[4]2013年在《水利工程对青岛大沽河地下水水量影响及硝酸盐污染预测》文中提出青岛市是我国缺水城市之一，水量的匮乏和水质的污染严重影响了青岛市的经济社会发展。大沽河流域是青岛市的重要水源地之一，现承担着青岛市市区40%的供水量、即墨市区和胶州市区50%的供水量，素有青岛市“母亲河”之称。本研究的目的是建立大沽河平原区二维地下水流模型，考虑已建和拟建的水利工程，将模型用于评价研究区地下水资源量。首先对大沽河平原区水文地质条件进行了概化，含水层概化为潜水含水层，运用地下水模型软件VisualMODFLOW建模，将研究区剖分为49行、19列1km×1km的规则网格。利用2009年—2010年资料，通过地下水流场和56个典型观测孔的拟合对模型进行识别，建立该区地下水流模型。利用所建地下水模型，预报了现状开采条件下的地下水位，结果显示地下水位没有达到警戒水位，尚有开采能力；预报了地下水位达到警戒水位时的地下水可开采量，其开采量为11962×10~4m~3/a，比现状开采多37098×10~4m~3/a；最后预报了新建橡胶坝完成后地下水的可开采量为19908×10~4m~3/a，说明橡胶坝的建设增加了地下水的补给量，使该区可利用水资源量增加。在水量模型的基础上建立水质模型，模拟了2010年9月1日到2018年9月1日研究区内地下水的NO_3~-的浓度，预测结果为在当前施肥状况下，研究区内大部分地区地下水NO_3~-浓度变大，水质有变差的趋势，南村和李哥庄南部NO_3~-浓度变小，水质变好。研究区大部分水质已不符合饮用水的质量标准，水污染治理仍需大力进行。
林国庆[5]2003年在《大沽河地下水库水资源可持续利用研究》文中研究指明本论文是在青岛市科技攻关项目《大沽河流域水资源优化利用与污染控制研究》的基础上完成的。近年来大沽河干流及支流已增加多处拦河坝工程致使地下水采补条件发生了较大变化，本文利用Visual Modflow软件分析了各种影响因素对地下水动态的影响，研究了橡胶坝对地下水库的补给能力并重新核算了人工影响条件下大沽河地下水库的允许开采量。 首先概括大沽河地下水库的水文地质条件与特征，概化出该区水文地质概念模型，然后通过全面收集和系统分析研究区的降雨、蒸发、地表径流、灌溉和地下水水位常观资料，确定该区的各项水文地质参数，进而建立了该区地下水的数值模型。 在校正水文地质数学模型的基础上，模拟和分析了各种因素对地下水运动的影响。模拟结果表明，地下水位的变化与当地降雨量的大小及时程分配，地下水开采量的大小及时程分配和河流来水情况密切相关，其中，降雨入渗、河流渗漏对地下水补给起到决定性作用，同时，随着橡胶坝的修建，也使其成为地下水库的一个重要补给来源。 并针对橡胶坝的补给能力，通过数值模拟探讨了坝内蓄水因工业开采而激发的补给量。结果显示，保证现有的工业开采布局不变，通过调整橡胶坝周围工业开采井的开采量，当工业开采增加493×10~4m~3时，橡胶坝渗漏补给量为901×10~4m~3，激发量达231×10~4m~3，这说明傍橡胶坝取水可使更多的地表水入渗补充地下水，从而提高水资源的开发率，也为地下水库在丰水季节得到足够补给提供了可靠的保证。 最后，通过数值法反复调算计算出本区地下水的允许开采量，计算结果表明，在现状开采的条件下，大沽河地下水库丰水年(P=20％)时地下水允许开采量为13670×10~4m~3，平水年(P=50％)时地下水允许开采量为12054×10~4m~3，枯水年(P=加%)时地下水允许开采量为10951 xl了砰。模型模拟的不同特征年时地下水库的允许开采量，对指导合理用水，实现地下水资源的可持续开发利用具有现实意义。
杨丽娟[6]2012年在《大沽河平原区地下水资源评价》文中指出青岛市属我国北方缺水城市，全市水资源供需矛盾尖锐。大沽河是胶东地区水资源蕴藏量最丰富的地区之一，是青岛市最大的河流，为缓解青岛市缺水局面发挥了极为重要的作用。选择大沽河平原区水源地作为研究对象，结合水文地质资料与水位、水质资料，分析了大沽河平原区地下水的水质状况，并且使用VisualMODFLOW建立大沽河平原区地下水流模型，计算了在现状条件下，不同水平年大沽河平原区地下水资源的允许开采量。在收集整理大沽河流域社会经济、自然地理、地质、水文地质资料的基础上，分析了地下水的补给、径流、排泄等动态特征。确定研究区范围，概化含水层，建立水文地质概念模型，采用基于有限差分法的Visual MODFLOW软件中的Modflow2000模块建立地下水水流模型。根据水位观测数据进行模型的识别与校正，拟合结果良好。在保持现有的工业农业布局不变的条件下，分别在丰水年、平水年和枯水年模拟计算大沽河平原区的最大允许开采量，分别为15426.8×10~4m~3、13077.60×10~4m~3与10899.87×10~4m~3。说明在现状开采条件下，大沽河平原区还有很大的开发空间。根据增长率预测法，设计至2020工农业开采方案，在此方案上预测到2020年大沽河平原区地下水的开采量将超过现状条件下预测的枯水期地下水允许开采量。采用研究区监测井地下水水质在丰水期与枯水期的监测资料，分析了大沽河平原区水质状况，污染规律以及影响因素。分析表明，研究区内主要污染物为硝酸盐氮且超标率达到83%，主要污染原因为农业污染，污染区也因此集中在农业比较发达的平度、莱西等地区，超标地区水质已经不适合居民生活饮用。
张焘[7]2014年在《青岛大沽河干流地下水主要污染物的污染预测》文中研究表明水是生命之源、生产之要、生态之基，既不可或缺，又无以替代，是经济社会和人类发展所必须的资源要素。水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源，人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样，但都基本围绕着“满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下，实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等水资源危机，这也给水资源管理活动提出了新的要求和挑战。我国面临着日益严重的传统的水资源管理活动显然无法满足这些要求和挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动，以可持续发展的观点、系统的观点和综合的观点构建全新的现代水资源管理技术体系。根据青岛大沽河干流区地下水主要污染物的实际情况，通过对近年地下水水质的监测资料、水质补充监测资料和现场调查结果的分析，利用数学模型模拟大沽河地下水主要污染物的污染预测。本文在水量模型的基础上耦合建立水质模型，利用2010年和2009年的水质监测数据对模型进行拟合和验证，最终模拟预测了2010年9月1日至2016年9月1日研究区内地下水中NO3-和C1-浓度。其中硝酸盐模拟分叁种方案。方案一是在现状开采条件下进行硝酸盐浓度预测，方案二是增加开采至最大开采量时的硝酸盐浓度预测，方案叁是无硝酸盐污染时的水质预测。在方案一中，除胶州市在不同水平年硝酸盐氮基本保持现状外，其它各市硝酸盐氮浓度不断升高。污染区范围不断扩大，其中枯水年硝酸盐浓度升高幅度较大，丰水年硝酸盐浓度升高幅度较小，这主要是由于渗入到地下的雨水稀释了硝酸盐的浓度。在方案二的条件下，各市硝酸盐氮的浓度增速放缓，但浓度仍然是持续升高的，这是由于开采带走了地下水中的硝酸盐。方案叁中的地下水硝酸盐浓度表现为逐年下降的趋势。但在预测阶段内，大部分地下水中的硝酸盐氮仍高于国家饮用水标准；而在地下水增加开采时，硝酸盐浓度逐年下降的趋势较大，大部分地下水中的硝酸盐会恢复，达到饮用水标准；这说明，即使完全切断农业污染，地下水中的硝酸盐的恢复也是需要时间的。而针对氯离子的模拟分为两个方案，即现状预测和增加开采至最大开采量。由于之前的海咸水入侵以及截渗墙的建立，研究区内的氯离子主要集中在研究区的东南部。在预测期内不同方案下，研究区内氯离子浓度较稳定，没有较大变化，但随着时间推移，在增加开采量的条件下，氯离子的污染范围有所扩大，这可能是因为开采量的变化导致被氯离子污染的水体向外扩张。总之，对硝酸盐和氯离子这两种地下水的主要污染物的模拟预测有利于今后更好的利用大沽河水资源。
张建伟[8]2010年在《胶州湾地区海水入侵现状、机理及数值模拟》文中指出胶州湾地区存在的各种地质灾害中,以海水入侵灾害规模最大、影响最广、灾害损失最严重,制约着青岛市即将实施的环胶州湾发展战略和经济、社会的可持续发展。论文针对海水入侵这一地质灾害问题,进行了1:2.5万专门现状调查,取得了最新海水入侵数据。并评估了海水入侵的灾害损失,采用数学方法评价和预测了海水入侵的危险性。通过分析与海水入侵相关的地层结构、降雨量和地下水位的时空动态变化、水中离子含量变化和化学特征演化、人类开发活动等影响因素,并着重分析海水入侵的Cl-浓度变化和海水入侵体特征,研究得出海水入侵机理及入侵方式、类型等。海水入侵先从深部开始,在向前推进的过程中由下往上发展。胶州湾地区海水入侵类型主要是开采入侵型。针对胶州湾地区海水入侵问题,以白沙河下游为例,在含水介质条件、水流动条件及边界条件的基础上,分析水位、水质动态数据,概化含水系统边界、内部结构,建立水文地质概念模型,结合抽水、弥散试验确定水文地质参数,应用FEFLOW模拟系统进行了数值模拟;最后得出胶州湾地区海水入侵预测等值线图。并在此基础上,提出了防治海水入侵危害的优化开发地下水、回灌补源、修建截渗墙、河道管理、合理开发海岸资源、生态改良、动态监测等措施,以及水资源的合理利用、水污染防治、节约用水等建议。
杨晓瑱[9]2010年在《环胶州湾地区海水入侵灾害评价与预测》文中认为坏胶州湾地区是人口高度集中和经济快速发展的地区,上世纪七十年代随着工农业的发展,对淡水资源的需求越来越高,导致水资源的过度开采,地下水水位持续下降,咸、淡水界面发生改变,海水向淡水的含水层侵入,地下水矿化度增高,水质咸化；也有因改变耕作方式或沿海滩涂开发不当造成的海水入侵。胶州湾地区海水入侵灾害的研究,对青岛市即将实施的环胶州湾发展战略和经济、社会可持续发展具有现实意义,为城市规划、建设、管理以及防灾减灾、趋利避害等提供了地学依据,同时也有利于区域水资源、地质资源的合理开发与保护。自2008年3月初至2008年12月底进行了胶州湾地区1：25000海水入侵现状调查,取得了相当于一个水文年内的最新海水入侵数据。以地下水Cl-含量200mg/L、250mg/L、300mg／L为主要指标将胶州湾周边地区分为非海水入侵区、轻度入侵区、较重入侵区、严重入侵区四个区域。可以看出,海水入侵最严重的地区为大沽河、白沙河、洋河叁条河流的入海口及黄岛辛安地区,向内地和河流两岸外逐渐减轻。在此研究的基础上,依据胶州湾沿海地区地下水水质监测资料,选取Cl-、钠吸附比(SAR)、SO42+、矿化度(M)作为判别海水入侵的辅助指标,利用模糊数学综合评判的方法对环胶州湾地区海水入侵现状进行了现状评价并综合运用专家聚类法与模糊数学综合评判法对胶州湾沿岸地区海水入侵状况的危险性进行综合评价。此外,利用灰色理论建立了区内海水入侵GM(1,1)数学模型,对环胶州湾地区未来10年海水入侵情况进行了预测评价。得出现状开采条件下,预测2015年各区海水入侵面积比2008年分别增加9.4km2、5.4km2、3.2km2、2.1km2,海水入侵界线有继续向淡水区方向移动的趋势。最后,根据青岛市特有的地质、水文地质条件及地下水开发利用程度的不同,提出了防止海水入侵,实现地下水系统的良性运行的策略。
韩志勇[10]2004年在《大沽河下游地下咸水恢复方案的优化研究》文中研究指明本论文是在青岛市科技攻关项目《大沽河流域水资源优化利用与污染控制研究》的基础上写作完成的。 近几年来，青岛市及其周边地区经济发展快速，城市规模的不断扩大，对用水量的需求量大大增加，于是便不断加地下水开采力度，使得该地区地下水位不断下降，并最终导致大面积海(咸)水入侵的发生。 本文首先分析了咸水分布区的自然地理条件和水文地质条件，然后对研究区的水文地质条件进行了概化，建立了相应的地下水质数值模型，并通过地下水模拟软件Visual—MODFLOW 3.1对不同的恢复方案进行了数值分析。 结果表明：相对于海(咸)水入侵的速度，对地下咸水体的治理和恢复是一个漫长的过程，各种方案进行36个月后，含水层中仍然有较大面积的地下咸水体残留；恢复方案的选择对于治理效果具有至关重要的作用，自然恢复和注水恢复方案在研究区内行不通，单纯的抽水方案虽然对高浓度咸水的去除效果很好，但是低浓度咸水残留量较大，而抽水-注水及其优化方案不但能够同时去除高浓度和低浓度咸水，并且更加快速和彻底。 在各种恢复方案的模拟过程中，下游咸水通过截渗墙上端进入研究区内的量非常小，对模拟结果几乎没有什么影响，因此截渗墙的存在对阻止海(咸)水入侵和下游咸水倒灌都起到了重要作用。
参考文献：
[1]. 数值模型在青岛市大沽河水源地地下水水质预测中的应用[D]. 刘建霞. 中国海洋大学. 2004
[2]. 大沽河中下游水源地水质演化及预测[D]. 姜滨. 青岛大学. 2007
[3]. 数值模型在大沽河水源地地下水水质预测中的应用[C]. 刘建霞, 袁西龙. 地球科学与社会可持续发展——2005年华东六省一市地学科技论坛论文集. 2005
[4]. 水利工程对青岛大沽河地下水水量影响及硝酸盐污染预测[D]. 杨楠楠. 中国海洋大学. 2013
[5]. 大沽河地下水库水资源可持续利用研究[D]. 林国庆. 中国海洋大学. 2003
[6]. 大沽河平原区地下水资源评价[D]. 杨丽娟. 中国海洋大学. 2012
[7]. 青岛大沽河干流地下水主要污染物的污染预测[D]. 张焘. 中国海洋大学. 2014
[8]. 胶州湾地区海水入侵现状、机理及数值模拟[D]. 张建伟. 吉林大学. 2010
[9]. 环胶州湾地区海水入侵灾害评价与预测[D]. 杨晓瑱. 青岛大学. 2010
[10]. 大沽河下游地下咸水恢复方案的优化研究[D]. 韩志勇. 中国海洋大学. 2004
标签：环境科学与资源利用论文; 地下水监测论文; 地下水质量标准论文; 饮用水水源地论文; 水污染论文; 环境保护论文; 环境污染论文;