临海市医化园区地下水氨氮运移数值模拟及其在污染溯源中的应用

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研究针对浙江省临海市医化园区地下水中氨氮污染物进行。首先对园区地下水中氨氮污染物的来源及时空变化特征进行分析,用GMS建立了园区地下水水流模型及数值模型,在此基础上建立溶质运移模型以实现氨氮污染物溯源的目的,最后通过搭建氨氮污染物的数据管理平台以便快速高效的了解园区地下水氨氮的污染情况。具体取得了如下成果。(1)将地下水监测数据和企业原辅用料、地下水有机数据进行对比,发现氨氮超管控值点位集中在园区东部的合成革企业,并且主要集中在合成革企业的干湿车间、合成车间、污水站及罐区位置。将2021年3月份102个监测点位监测的数据与监测标准进行对比,得出2021年3月园区内氨氮浓度超过地下水Ⅳ类水标准的点位共68个,超标率为66.7%;超过管控值15mg/L的点位共26个,占总量的25.5%。通过污染指数Pki法进行地下水污染评价,结果表明地下水中氨氮污染指数较高,受人为影响较大。(2)查阅资料得到2018年~2021年间,园区内的氨氮平均浓度逐年降低。2021年较2018年降低约41%。根据2021年3月地下水氨氮污染的实测数据利用ArcGIS生成空间污染分布图,结合园区水力梯度较低的特点以及2020年氨氮的平均浓度值可以推断出在2021年1~2月间园区东部的部分合成革企业存在违规偷排污废水情况。(3)通过收集资料及走访调查掌握了园区的基本情况,在此基础上建立园区概念模型,通过GMS软件对园区进行数值模型的建立,将2019年5月份实测水位数据作为模型初始水位数据,将2020年4月实测水位数据作为拟合数据。模拟结果显示园区地下水位变化幅度较小且逐年规律变化,年内水位高峰值集中在5~9月间,符合园区的水文气象特征。将2020年4月实测流场图与模拟流场图进行拟合,拟合程度较高,模型建立较为精确。(4)对园区东部合成革企业进行实地考察,按照集中程度将合成革企业分成两个区域。通过在溶质运移模型中设置识别点方式反演2021年1~2月的污染源头。共设置了三种情景,模拟污染扩散情况。通过对污染识别点的不断调试,最终确定56个污染识别点位。选取4个监测点对2021年3月地下水中氨氮浓度值进行拟合,拟合情况较好。因此根据识别点的位置及数量对其上的企业进行污染责任追溯。(5)基于开源WebGIS设计了一个较为简单的污染物数据管理平台。实现方式为输入包含点位名称及实测数值的excel表后,在网页中自动生成污染分布图。设置超标浓度值为150mg/L,超出标准后在可视化界面会生成提示。分别模拟了存在超标及不存在的两种情况,通过实测,可以满足正常使用。
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