2 —吸附相反应速率，L/ mg d 。
上述方程（3）中的定解条件可以有三种情况，分别为给定浓度边界、给定 弥散通量边界及给定溶质通量边界[3]。
3 某危险废物填埋场实例
某地区危险废物填埋场， 为了解危废填埋场渗滤液在事故情况下污染物的运 移及扩散情况，在此分别利用上述解析法及数值法进行对比分析。 3.1 背景条件 研究区地形如图 1 所示，该区地形总体为南高北低。西北及北部为河流，其 余方向皆为零流量边界。该区主要接受大气降水补给，地下水流场基本与地形相 似，通过补给河流及蒸发等方式排泄。评价区地下水初始流场图见图 2。
0 前言
地下水资源是支撑经济社会可持续发展的重要战略资源， 防治地下水污染是 我国水环境保护和饮水安全保障体系建设的重要组成部分。 在干旱、 半干旱地区， 地下水则是主要的、甚至是唯一的可用水源。在全国 660 多个城市中，利用地下 水作为饮用水源的城市就有 400 多个，全国有近 1/3 的人口饮用地下水[1]。近年 来，随着我国经济社会的快速发展，地下水环境压力逐渐增大，区域地下水污染 问题日益凸现， 局部地区地下水污染问题十分突出，部分地下水饮用水水源水质 安全得不到保障。由于地下水水文地质条件复杂，治理和修复难度大、成本高、 周期长，一旦污染，所造成的环境与生态破坏难以逆转[2]。
定浓度下污染物在不同距离处的浓度变化曲线见图 3。
图 3 定浓度下污染物在不同距离处的浓度变化 由表 2 及图 3 可知，在事故状态下，填埋场各重金属离子运移超过《地下水 质量标准》 （GB/T14848-96）Ⅲ类标准限值的范围不超过 100m，150m 范围以外几 乎接近背景值。 3.3 数值法求解的污染物运移情况 基于上述研究区背景及地质报告，利用公式（2）数值模型，借助 VisnalModflow 模拟污染物运移情况，模拟结果见图 4（在此以 Cu2+为例，其余 污染物离子运移规律与此相似）[4]。
参考文献：
[1] 中国水资源公报[M].中华人民共和国水利部，2011.10. [2] 《全国地下水污染防治规划（2011-2020 年） 》国函[2011]119 号，2011.11. [3] 《环境影响评价技术导则——地下水环境》HJ 610-2011，2011.6. [4] 薛禹群，张幼宽.地下水污染防治在我国水体污染控制与治理中的双重意义 [J].环境科学学报，2009.3:29(3).
项目 编号 1 2 污水因子 Cu2+ Cr
6+
单位：mg/L
浓度范围 2.0 1.0
浓度最大值 3.0 0.5
污水因子 Fe2+ Ni
2+
3.2 解析法求解的污染物运移情况 依据研究区地质报告，区内水文地质参数为：地下水渗流速度 u 为 0.5m/d； 纵向弥散系数 DL 为 50m2/d。利用公式（1）及表 1 中垃圾场渗滤液检测结果， 通过 MATLAB 7.0 编程后对污染运移结果进行计算，计算结果见表 2。
a.10 天后 Cu2+运移情况
b.30 天后 Cu2+运移情况 图 4 Cu2+运移情况扩散情况 由图 4 可知， 渗滤液持续渗漏 10 天后 Cu2+运移最大扩散距离 24 米， 且模拟 结果显示渗漏点到最大扩散距离之间 Cu2+浓度值均接近背景值； 渗滤液持续渗漏 10 天后 Cu2+运移最大扩散距离 48 米，同样各扩散处 Cu2+浓度值均接近背景值， 未超过《地下水质量标准》 （GB/T14848-96）Ⅲ类标准限值。
m/w C ( x, t ) e 2n DLt ( x ut ) 2 4 DLt
（1）
式中： x—距注入点的距离，m； t—时间，d； C（x，t）—t 时刻 x 处注入污染物浓度，mg/L； m—注入的示踪剂质量，kg； w—横截面面积，m2； u—水流速度，m/d；
n—有效孔隙度； DL—纵向弥散系数，m2/d； π—圆周率。 实际情况中往往存在危险废物渗滤液在不为人知的情况下以相对固定的浓 度不断的渗入地下水含水层中，类似此类情况可用公式（2）表示污染物的运移 规律。
4 结论及建议
通过上述分析可知，解析法与数值法对于同一问题的预测结果规律相同，相 互印证。但是，二者预测的污染羽扩散程度却有较大的差异。解析法预测的污染 羽扩散情况偏大， 最大扩散距离且污染羽内污染物离子浓度值均较大。解析法预 测的污染物扩散情况显示， 在 250 米处污染浓度才达到 10-5~10-6 数量级。 而数值 法预测的结果显示污染羽范围内污染物浓度均为 10-5 数量级。 造成上述预测结果差异的原因主要是由于初始条件不同造成的。 解析法是基 于一端定浓度下一维半无限长多孔介质柱体的计算结果， 而数值法是基于各向异 性、空间三维结构及非稳定流系统下的溶质运移规律。因此，解析法只是在地下 水渗流方向上的一维流，所以运移距离及污染物浓度均大于数值法模拟结果。与 此同时， 数值法则更接近实际情况， 考虑三维非稳定流条件下地形等的控制作用。 综上， 当研究区水文地质条件简单，水文地质参数或基础资料较少的情况下可利 用解析法计算结果参考。当研究区水文地质条件复杂，且水文地质参数及基础资 料较全面时采用数值法计算污染物运移情况更接近实际情况。
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（2）
水是溶质运移的载体， 地下水溶质运移数值模型应在地下水流场模拟的基础 上进行。因此，地下水溶质运移数值模型包括水流模型和溶质运移模型两部分。 溶质运移部分控制方程为：
R
C C vi C WCs WC 1C 2 b C Dij t xi x x j i
地下水环评中污染物运移规律对比研究
胡伟伟
中煤西安设计工程有限责任公司
（作者简介：胡伟伟，男，工学硕士，地下水科学专业，主要从事与地下水相关的工作和研 究 ， 公 开 发 表 论 文 十 余 篇 。 邮 箱 huzhognwei636@ QQ: 2286149116 电 话 ： 029-87853455）
Hale Waihona Puke （3）式中： R—迟滞系数；
b —介质密度，mg/L；
—介质孔隙度；
C—组分浓度；
C —介质骨架吸附的溶质浓度；
t—时间，d；
Dij—水动力弥散系数张量，m2/d； Vi—地下水渗流速度张量，m/d； W—水流的源和汇，1/d； Cs—组分的浓度，mg/L；
1 —溶解相一级反应速率，1/d；
C 1 x ut 1 x ut erfc( ) e DL erfc( ) C0 2 2 2 DLt 2 DLt
式中： x—距注入点的距离，m； t—时间，d； C—t 时刻 x 处注入污染物浓度，mg/L； C0—注入的污染物浓度，mg/L； u—水流速度，m/d； DL—纵向弥散系数，m2/d。 2.2 数值法
1 地下水污染现状
2009 年，经对北京、辽宁、吉林、上海、江苏、海南、宁夏和广东等 8 个 省（区、市）641 眼井的水质分析，水质Ⅰ类－Ⅱ类的占总数 2.3%，水质Ⅲ类的 占 23.9%，水质Ⅳ类－Ⅴ类的占 73.8%，主要污染指标是总硬度、氨氮、亚硝酸
盐氮、硝酸盐氮、铁和锰等。2009 年，全国 202 个城市的地下水水质以良好－ 较差为主， 深层地下水质量普遍优于浅层地下水，开采程度低的地区优于开采程 度高的地区。由于地下水水文地质条件复杂，治理和修复难度大、成本高、周期 长，一旦污染，所造成的环境与生态破坏难以逆转。目前，我国地下水环境管理 基础相当薄弱， 地下水基础状况和污染状况底数不清， 法律法规和标准建设滞后， 水环境监管体系不完善，对环境协调发展和经济社会可持续发展产生严重影响， 地下水污染防治工作面临严峻考验[2]。
摘要： 污染物在地下水中的运移规律研究是当下地下水污染研究及其防治的一项 基础工作。本文以某危险废物综合处置中心为例，结合《环境影响评价技术导则 —地下水环境》HJ 610-2011 要求，分别应用解析法与数值法分析污染物在事故 渗漏条件下溶质在含水层中的运移特征及污染羽扩散规律。分析结果显示：同一 污染背景下两种方法预测的结果趋势相同，但污染物扩散程度和距离却差异较 大。 主要原因是两种方法的适用条件不同。不同水文地质条件及基础资料条件 下建议采用相应的方法以更好的分析和评价污染物运移规律。 关键字：危废处理中心；渗漏液；解析法；数值法；影响预测
表 2 各污染物在不同距离范围的浓度值
污染 因子 Cu2+ Fe2+ Ni2+ Cr6+ 初始浓度 （mg/l） 3 2 1 0.5 渗漏时 间（d） 30 30 30 30 50 米处 浓度值 1.3662 0.9108 0.4554 0.2277 100 米处 浓度值 0.3269 0.2179 0.1090 0.0545 150 米处 浓度值 0.0380 0.0253 0.0127 0.0063 200 米处浓 度值 0.0021 0.0014 6.8554e-004 3.4277e-004 250 米处浓 度值 5.0682e-005 3.3788e-005 1.6894e-005 8.4470e-006
2 污染物运移研究方法
污染物在地下水中的运移规律研究是当下地下水污染研究及其防治的一项 基础工作。目前常见的研究地下水运移规律的方法有解析法和数值法，结合《环 境影响评价技术导则——地下水环境》HJ 610-2011，分别介绍两种方法。 2.1 解析法 求解复杂的水动力弥散方程定解问题非常困难， 实际问题中依据数值方法求 解的较多。但当求解参数不足时候，利用解析法较为方便。同时，可以利用解析 法对数值法进行检验和比较，并用解析法拟合观测资料以求得水动力弥散系数。 依据污染物注入量及频率， 自然界中污染物泄漏或排放有两种方式，即污染 物瞬时注入或污染物以一定的浓度持续注入。依据《环境影响评价技术导则—— 地下水环境》HJ 610-2011 推荐的公式，当污染物瞬时注入时（现实中多为事故 情况下突然泄漏） ，将含水层概化为一维无限长多孔介质柱体，污染物运移规律 可用公式（1）表示[3]。