地下水石油污染模拟及防治措施研究 ——以宁夏炼油厂为例

论文摘要

银川市是宁夏回族自治区重要的粮食产区和工业区,地下水是该市主要的饮用水源和工业水源,而宁夏炼油厂和废渣场位于该市南部,周边分布着两处大型的供水水源地,随着地区经济的不断发展,石油需求量与日俱增,在石油的加工过程中,有可能发生对地下水中造成污染,为了可持续的开发利用地下水资源,保证银川市工农业及居民用水的健康,本文在详细分析现有资料及前人研究成果的基础上,运用Visual MODFLOW对研究区地下水系统进行了数值模拟,建立了相应的水文地质概念模型和地下水流数值模型。经过验证后的模型能较好地反映地下水系统的运动特征。在此水流模型的基础上,建立了以保守性示踪剂为模拟因子的溶质运移模型,运用Visual MODFLOW中的MT3DMS对该水质模型进行求解,分三种不同的模拟情况对研究区石油污染地下水进行预测,并根据预测的结果提出了合理的预防及治理方案。模型的预测结果显示：正常工况下一年内污染物主要在潜水含水层表层大量富集,承压含水层没有受到污染。而突发事故时污染物的运移面积比正常工况下大2倍。添加反应项后,污染晕的面积变化很小,但是污染物的浓度却有明显减小的趋势。水质模型预测结果说明,研究区地下水有可能受到污染。如果造成污染,潜水含水层主要发生对流污染,污染程度将会特别严重,承压含水层也有可能受到越流污染。因此,有必要提出预防和治理方案。预防措施主要包括：(1)调整供水方式、加强用水管理；(2)设置防渗设施、抑制污染物泄露；(3)改善监测工艺、建立完善的监测制度。治理方案选用抽、注水治理系统。通过对比分析四种不同治理方案的处理效果,最终选定了抽水流量为1000m3／L、注水流量为500m3／L的抽、注水系统作为本研究区地下水石油污染的治理方案。经过一年的治理,石油污染物的去除率高达90.08%,污染晕的面积减小了68.2%,充分说明了该方案适用于研究区地下水石油污染的治理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 地下水流和溶质运移数值模拟的发展
• 1.2.2 地下水石油污染预防和治理的研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 自然地理概况及区域水文地质条件
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地理位置及地形、地貌
• 2.1.2 气象、水文条件
• 2.2 水文地质条件
• 2.2.1 地下水类型
• 2.2.2 地下水富水性
• 2.2.3 水文地质参数
• 第三章 地下水流数值模型的建立及求解
• 3.1 水文地质概念模型
• 3.2 地下水流数学模型
• 3.3 模型离散化及基础资料的给定
• 3.3.1 空间的离散化
• 3.3.2 时间的离散化
• 3.3.3 初始条件的输入
• 3.3.4 边界条件的输入
• 3.3.5 水文地质参数的初值
• 3.3.6 源汇项的计算和处理
• 3.4 数学模型的识别、验证
• 3.4.1 模型的识别
• 3.4.2 模型的验证
• 3.5 水均衡分析
• 3.6 小结
• 第四章 地下水水质模型及预测
• 4.1 溶质运移数学模型
• 4.2 水质模型的建立
• 4.2.1 模拟因子的选择
• 4.2.2 边界条件、初始条件
• 4.2.3 模型参数
• 4.2.4 溶质运移模型的计算
• 4.3 研究区地下水石油污染物的预测
• 4.3.1 预测正常工况下污染物的运移情况
• 4.3.2 预测突发事故时污染物的运移情况
• 4.3.3 预测有反应项时污染物的运移情况
• 4.4 方案对比
• 4.5 小结
• 第五章 研究区石油污染地下水的预防治理
• 5.1 预测研究区污染情况
• 5.2 预防措施
• 5.3 治理方案
• 5.4 抽、注水系统方案对比
• 5.4.1 抽、注水井的布置
• 5.4.2 水位、水质监测孔的设置
• 5.4.3 抽注水系统的方案的比较
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢