北京西郊垃圾填埋场对地下水污染的预测与控制研究

发布时间：2020-12-03 02:12

　　地下水是北京重要的供水水源,由于长期过量开采地下水,已造成了一系列地质环境和生态环境问题。南水北调工程的实施将使北京市地下水资源得以恢复,但是,伴随地下水位的恢复,位于南水北调受水区内的非正规垃圾填埋场可能受到地下水的浸泡,造成地下水的严重污染。因此,对南水北调引水后地下水污染情况进行预测并提出相应的防控措施,具有十分重要的意义。本次研究以北京西郊作为研究区,综合分析了研究区的地质、水文地质条件,利用GMS软件进行了地下水流数值模拟。预测了开采和调蓄方案条件下地下水流场的动态变化趋势,判断在南水北调引水后是否有垃圾填埋场被浸没以及浸没的时间。在此基础上进行质点追踪模拟,判断水源地受污染的可能性。建立了典型区溶质运移模型和水质预测的BP神经网络模型,对南水北调引水后地下水浓度场的时空分布进行了预测,为垃圾填埋场的地下水危险性评价和确定地下水控高水位提供定量数据。最后,提出垃圾填埋场对地下水污染的防控方案。通过以上研究,得出如下结论:①在南水北调供水前,地下水位持续小幅下降;南水北调供水后,地下水位平均上升幅度为6.24m,造成了研究区内有8个垃圾填埋场被浸泡;②水源三厂的水力捕获带范围为... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地下水污染研究
        1.2.2 地下水数值模型
        1.2.3 神经网络模型
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线和方法
    1.5 主要成果及创新点
2 研究区概况
    2.1 自然地理概况
        2.1.1 交通位置
        2.1.2 地形地貌
        2.1.3 气象水文
    2.2 区域地质概况
        2.2.1 地层
        2.2.2 构造及新构造运动
        2.2.3 第四系表层地质条件
    2.3 区域水文地质概况
        2.3.1 地下水系统及含水层特征
        2.3.2 地下水循环特征
        2.3.3 地下水动态特征
        2.3.4 地下水化学特征
    2.4 地下水开发利用现状及环境问题
        2.4.1 地下水开发利用现状
        2.4.2 地下水开发利用过程中存在的环境问题
    2.5 小结
3 水文地质概念模型
    3.1 模型的范围和边界条件
        3.1.1 模型的范围和典型区的选取
        3.1.2 计算区边界的概化
    3.2 水文地质结构
    3.3 污染因子的确定
    3.4 水文地质参数
        3.4.1 含水介质参数
        3.4.2 其它水文地质参数
    3.5 地下水流场和浓度场的确定
        3.5.1 地下水流动特征
        3.5.2 地下水初始流场
        3.5.3 典型区地下水初始浓度场
    3.6 源汇项的处理
        3.6.1 水流模型源汇项的确定
        3.6.2 溶质运移模型源汇项的确定
    3.7 小结
4 地下水流数值模拟
    4.1 数学模型
    4.2 地下水流数值模拟软件
        4.2.1 GMS 简介
        4.2.2 子程序包选择
    4.3 模型结构
        4.3.1 计算区剖分
        4.3.2 时间离散
        4.3.3 边界条件
        4.3.4 源汇项
        4.3.5 水文地质参数
    4.4 模型的识别和验证
        4.4.1 流场拟合分析
        4.4.2 水位过程线分析
        4.4.3 参数识别
    4.5 地下水均衡分析
    4.6 地下水流场预测
        4.6.1 预测阶段的划分
        4.6.2 规划期地下水开采和调蓄方案的确定
        4.6.3 预测条件的确定
        4.6.4 地下水流场变化趋势预测
    4.7 小结
5 质点追踪模拟
    5.1 MODPATH 软件简介
    5.2 质点正向追踪
    5.3 质点反向追踪
    5.4 小结
6 地下水溶质运移模拟
    6.1 溶质运移模拟软件简介
        6.1.1 三维溶质运移模型的发展
        6.1.2 溶质运移求解技术
        6.1.3 MT3DMS 适用范围
    6.2 数学模型
    6.3 模型结构
        6.3.1 计算区剖分
        6.3.2 时间离散
        6.3.3 边界条件
        6.3.4 源汇项
        6.3.5 水文地质参数
    6.4 模型的识别和验证
        6.4.1 浓度场拟合分析
        6.4.2 参数识别
    6.5 地下水污染物浓度场预测
        6.5.1 预测阶段的划分
        6.5.2 预测条件的确定
        6.5.3 地下水污染物浓度场变化趋势预测
    6.6 小结
7 神经网络模型
    7.1 BP 神经网络模型的基本理论
    7.2 基于MATLAB 的地下水质量预测神经网络模型
        7.2.1 神经网络模型的建立
        7.2.2 神经网络模型的应用
    7.3 小结
8 典型区垃圾填埋场对地下水污染的防控
    8.1 地下水控高方案及流场变化趋势预测
        8.1.1 地下水控高方案的选取
        8.1.2 地下水流场变化趋势预测
    8.2 地下水控高方案下典型区浓度场预测
    8.3 典型非正规垃圾填埋场污染防控措施
        8.3.1 工程措施
        8.3.2 非工程措施
    8.4 小结
9 结论及建议
    9.1 结论
    9.2 建议
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]BP神经网络模型在地下水质量评价中的应用[J]. 施枫芝,迟宝明,潘杰.  工程勘察. 2008(10)
[2]北京典型平原区地下水环境模拟及情景分析[J]. 张岩松,贾海峰.  清华大学学报(自然科学版). 2008(09)
[3]基于遗传算法的BP神经网络模型在地下水动态预测中的应用研究[J]. 迟宝明,林岚,丁元芳.  工程勘察. 2008(09)
[4]北京市水资源可持续利用的对策解析与策略优化分析[J]. 张敏秋,龙爱华,杨金华.  海河水利. 2008(04)
[5]鄂尔多斯盆地东北部天桥岩溶地下水区域模型与嵌套模型[J]. 董英,田芳,党学亚,邵景力,崔亚莉.  地质通报. 2008(08)
[6]北京市水资源利用现状及对策[J]. 王祯,姚飞.  科协论坛(下半月). 2008(04)
[7]国外地下水热运移软件开发现状与趋势[J]. 尹立河,李清.  西北地质. 2007(04)
[8]南水北调通水后北京水资源开发利用和管理面临的形势和任务[J]. 李五勤,冯绍元,刘培斌.  北京水务. 2007(06)
[9]GMS数值建模方法研究综述[J]. 贺国平,张彤,赵月芬,周东.  地下水. 2007(03)
[10]垃圾填埋场渗滤液及产生量的控制措施[J]. 赵平.  环境科学与管理. 2007(01)



本文编号：2895825