基于VM-MT3D的污染物质运移数值模拟预测分析

加强地下水溶质运移的数值模拟研究,对于地下水资源的保护、利用具有重要的现实意义。利用VM-MT3D数值模型,对研究区地下水NH 3-N溶质渗漏污染进行多年模拟、预测,分析渗漏处理站和处理站下游厂界区域的污染浓度历时变化过程,发现NH 3-N污染羽最远影响距离为496.2 m,污染羽范围为36800 m 2;另外,处理站和处理站下游厂界分别在7.4、14.8年后才能达到地下水Ⅲ类标准限值。最后,对地下水溶质运移模型就行验证识别,发现模型模拟的地下水位和实际水位差均在0~1.2 m之间,水位误差较小,满足模拟预测所需精度要求。

MT3D—通用的三维地下水污染物运移数值模型

定量研究污染物在地下水中的运移过程通常采用数值模拟方法。MT3D是一套基于有限差分方法的污染物运移模拟软件,近年来在国外水文地质和水环境模拟等领域的研究中已经得到较为广泛的认可。MT3D比较全面地考虑了污染物在地下水中的对流、弥散和化学反应等过程,可以灵活处理各种复杂的源汇项和边界条件,能够准确模拟承压、无压和越流含水层中的污染物运移过程。MT3D具有模块化的程序结构、灵活的求解方法以及全面的模拟功能,非常适合实际问题的研究,值得在国内推广使用。

基于水量水质耦合模拟优化的渠井结合灌区多目标水资源优化配置模型与方法

为探究灌区考虑水质水量耦合模拟优化的水资源优化配置模型与方法,基于FloPy和Pymoo构建了水量水质耦合的多目标模拟优化模型。采用地下水数值模拟模型MODFLOW和溶质输移模型MT3D模拟了灌溉引起的地下水位变化和污染物的扩散过程,考虑灌溉收益、作物水分生产率、地下水位变幅和污染扩散4个目标,分别采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ对该问题进行求解,并对比分析了两种方法的实际应用效果。采用多准则分析评价方法TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution),推荐了灌溉方案。推荐灌溉方案在平水年和枯水年分别可以最大减少地下水位变幅56%和43%,最大减少污染扩散面积54%和40%。

地表水-地下水溶质运移耦合模拟研究——以某赤泥堆场项目地下水环境影响评价为例

目前的地下水环境影响评价中,地表水体常作为边界条件,不能体现地表水中的溶质运移过程。本文以某一赤泥堆场项目为例,采用GMS软件中的MT3D-USGS模块的SFT程序包建立河流—地下水—溶质耦合模型,预测氟化物在运营期14年运移扩散情况,评价污染物对区域地表水和地下水的影响。结果表明:(1)模拟流场能较真实的反应研究区的地表水和地下水流动特征;(2)在正常工况条件下,氟化物对地表水和地下水的影响较小;(3)在岩溶塌陷的情况下,氟化物仅2d就可运移至季节性河流,在运移2369d后最大超标距离已经达到河流,且氟化物有沿河流向下游运移的趋势,第14年氟化物沿河流运移到下游河流及沿岸地下水含水层,形成一个随河流扩散的污染晕。

Three-dimensional magnetotelluric forward modeling using structural-point EFGM and FEM coupling method

In this paper,the authors propose a method of three-dimensional(3D)magnetotelluric(MT)forward modeling algorithm based on the meshfree and finite element coupling method.The model is discretized by regular nodes in the central area,and the radial point interpolation method(RPIM)based on the global weakness is utilized to construct the meshfree shape function.The Governing equations in each background gird are solved by Gaussian integration.In the extended area where the points are sparsely distributed,to avoid the instability of the meshfree method,finite element method(FEM)with regular grids is used to solve the governing equation.Finally,the meshfree and finite element governing equations are coupled by the continuity of the field at the interfaces,and the direct solution technique is used to realize the 3D MT forward modeling.Numerical experiments of several typical electrical models are used to verify the effectiveness of the method.

北京典型平原区地下水环境模拟及情景分析

为研究跨流域调水引入的新地表水源对北京市典型平原区顺义区地下水环境的影响,该文对受影响区域进行空间概化、边界条件与源汇项设定,并选取地下水水位及NH3-N、高锰酸钾指数(CODMn)、F、As为评价指标,基于MODFLOW与MT3D,构建研究区地下水水流与溶质迁移耦合模型;通过参数率定与模型验证,保证模拟结果的正确合理;基于建立的模型,进行不同地表水情况下的情景模拟分析。结果表明:在设定的情景下,新引入地表水源的年下渗量占总引水量的84.2%,主要影响新引入地表水源的周边潜水含水层,对敏感区域的水质5 a累计影响小于0.9%。