地下水環(huán)境影響評價技術分析

李玉坤

（黑龍江省合壹環(huán)保科技有限公司，黑龍江 大慶163711）

地下水環(huán)境影響評價是對建設項目在建設期、運營期和服務期滿后對地下水水質可能造成的直接影響進行分析、預測和評估，提出預防、保護或者減輕不良影響的對策和措施，制定地下水環(huán)境影響跟蹤監(jiān)測計劃，為建設項目地下水環(huán)境保護提供科學依據。本文重點分析地下水環(huán)境影響評價中環(huán)境質量現(xiàn)狀調查評價方法、建設項目可能造成的直接影響分析預測評估的技術方法及應用要點。

1 地下水環(huán)境質量現(xiàn)評價技術方法

建設項目地下水環(huán)境現(xiàn)狀調查主要有水文地質條件調查、包氣帶污染現(xiàn)狀調查、地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測及環(huán)境水文地質勘察與試驗。其中，水文地質條件調查以收集現(xiàn)有資料為主，包氣帶污染現(xiàn)狀調查采取包氣帶進行分層取樣以對包氣帶受到的污染狀況進行研究分析：通常情況下，技術人員通過對地下水質及高度的監(jiān)控來完成對水環(huán)境的監(jiān)測和研究，從而全面評估該區(qū)域內的水文環(huán)境及地下水流場的情況，并作為評估水環(huán)境情況的重要基礎信息。若想確實做好水文勘測與分析工作，便需在前期掌握大量的基礎信息，通過實地調查來獲取一手數(shù)據資料，就地下水含水層的具體情況，以及評價中所涉及的具體參數(shù)指標進行細致的調查。

通常開展地下水情況評價可采用標準指數(shù)法。

P=CiCsiCiCsi 式中：Pi 表示第i 個水因子的指數(shù)；Ci 表示第i 個水質因子所具有的濃度指標；Csi 則表示第i 個水質因子的標準濃度，濃度單位均為mg/L。如果標準指數(shù)值高于1，則說明該水質已經超出標準范圍，指數(shù)值越高，則表示超標情況越嚴重。

2 地下水環(huán)境影響預測技術方法分析

建設項目中的水環(huán)境預測方式主要為數(shù)學模型與類比方式。其中前者包括數(shù)值方法等。通常地下水預測數(shù)學模型使用的方式為解析法，在求解難度較高的水動力彌散方程中應用頻率較高，而處理實際問題時，多用數(shù)值方法來完成求解過程。在實際分析和計算時，可運用解析對照數(shù)值的方式來完成檢驗和對比，并以同樣的方式進行水動力彌散系數(shù)的求解。在地下水數(shù)值模型中，使用應用條件手段來解決復雜程度較高的地質環(huán)境，以及對待開發(fā)的地下水源進行科學的評價，同時還能夠預測出使用不同開采方式所產生的相應變化情況，即預估不同情況下的水質變化情況。但此種方式并不適用于對管道流的模擬評價情況。在地下水數(shù)值模型中，通常使用水流模型來完成對各向異性、非穩(wěn)定地下水流的系統(tǒng)評估。水可作為溶質移動的媒介，因此對地下水溶質移動參數(shù)的模擬可在模擬水流場的基礎上實施。可見水溶質移動的數(shù)值模型主要包含水流模型與溶質運移模型兩種。

當前行業(yè)主要使用的是GMS、FEFLOW 等較為前沿的軟件，尤其在計算水平較為發(fā)達的區(qū)域，應側重使用較為高端的軟件技術。而水文地質環(huán)境較為復雜，且無法達到理想計算要求的區(qū)域，則應使用較為專業(yè)的軟件來完成數(shù)值的模擬和相應的計算。

Visual MODFLOW 由加拿大最先研制，其基于MODFLOW進行了技術方面的革新，曾作為行業(yè)較受認可的三維地下水和溶質運移評價的專業(yè)性的系統(tǒng)，具有較強的標準性及使用價值。該系統(tǒng)平臺將MT3D99、MODPATH 等軟件進行了無縫集成，從而形成了更具有科學性的Windows 菜單與可視性的功能作用，從而提升了數(shù)值的操作性能。其界面由前處理、計算及后處理三大模塊組成，三者既相互獨立，又彼此聯(lián)系，成為一個有機的整體。

GMS 是在概念模型基礎上進行開發(fā)研制出的水環(huán)境模擬軟件。其包括了對水環(huán)境進行模擬的各環(huán)節(jié)的工具設施，如建模、可視化等，該軟件是目前唯一能夠在技術上對Solids、鉆孔數(shù)據及地質統(tǒng)計學形成支持作用的系統(tǒng)，同時包括2D、3D 有限單元等模型。

FEFLOW 由德國WASY 公司開發(fā)研制，其能夠實現(xiàn)圖形人機對話、在既定的空間內形成各類有限的單元網絡、將空間參數(shù)區(qū)域化管理，以及在較短的時間內完成準確的數(shù)值計算和圖形視覺化等功能。在該系統(tǒng)中，用戶能夠以較為便捷的方式生成空間有限的單元網格，同時設置好模型的參數(shù)指標和邊界的條件，模擬運行狀態(tài)下的數(shù)值及將相應的結果進行實施的圖形顯示。

數(shù)值模擬需要建模、資料收集、資料數(shù)值化、概念模型及求解之后，是對模型進行識別與檢驗的環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)對整個數(shù)值模擬及迷行的建設均會產生較為重要的影響，因此在實施識別與檢驗工作時，技術人員需重新界定地質概念的模型，并對水文條件進行研究分析，從而再度提高對地質模型的認知水平，進行地質實踐的再次勘測。

3 現(xiàn)階段地下水環(huán)境影響評價技術應用要點

地下水環(huán)境影響評價要充分參考水環(huán)境的調查結果以及其影響的預測結論，對工程項目的各個實施環(huán)節(jié)，以及采取不同污染防控手段后產生的影響進行客觀而全面的分析和評估。同時要注意以下兩個問題，第一，如果對水環(huán)境的影響預測結果沒包含當前的環(huán)境質量時，則應對環(huán)境質量現(xiàn)狀進行疊加考慮后在實施評價。第二，評價內容應指向項目對水質產生的直接影響，尤其評價項目對水環(huán)境保護所到達的理想目標所產生的影響效果。

進行地下水水質評價的時候，涉及到的概念會有些模糊，這時使用模糊綜合的評判法是比較好的選擇。該評判法建立在嚴謹?shù)臄?shù)學模型基礎上，利用對模糊級別的判定，可以很清楚的判斷出水質的好壞，有無污染的問題。除此之外，還可以判斷出地下水的質量類別。

在B=A*R 公式當中，其中A 表示的是評價因子權重分析所構成的向量，也就是因子權重模糊矩陣。R 則表示比較模糊的關系矩陣，是針對每一個評價因子，判斷出的評價等級隸屬度。而B 則表示評價樣本，也就是評價結果向量。

地下水水質評價的操作步驟主要有如下兩個。第一，評價因子隸屬度大小的確定，而隸屬度最大的就是水樣點分類等級。一般來講，致使地下水環(huán)境質量變差，產生人體危害的物質主要包括礦化度，氨氮、硝酸鹽氮、鐵、鉛等。第二，將因子權重矩陣A 確定好。

此外要重視地下水水位動態(tài)監(jiān)測數(shù)據的采集。地下水環(huán)境的情況，要想把握好需要在進行地下水環(huán)境影響評價時，使用地下水水位動態(tài)數(shù)據。工作人員在采集數(shù)據中，分析可用含水層和表水層之間的聯(lián)系，下面幾個步驟可供使用。第一，將含水層和表水層中的每一項數(shù)據統(tǒng)一記錄在模型里，前提是先建好數(shù)學模型。第二，因不一樣水層的水力聯(lián)系不同，在獲取動態(tài)地下水位數(shù)據之后，可依據關聯(lián)性判斷地下水的水動力場。第三，在區(qū)域內設置不同監(jiān)測孔，能夠監(jiān)測到每一個位置的水位和流向，而這些可以使用網絡信息技術，形成動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)。第四，針對當?shù)厍闆r建立水文數(shù)據庫，并對比數(shù)據動態(tài)變化和過去數(shù)據的不同。第五，依據對比結果判斷水位，地下水水量，發(fā)現(xiàn)并確定可能產生污染的地方。

目前，水環(huán)境問題逐漸成為制約社會經濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要因素。根據國內外研究表明，受全球環(huán)境變化和經濟快速發(fā)展的影響。因此，地下水環(huán)境影響評價技術水平的不斷提高，進一步為地下水資源管理以及相關開發(fā)利用奠定了良好基礎。在實踐的探索過程，應該結合相關的技術手段，有針對性的采取更加科學的技術方法，以全面提高研究效率。