基于91衛圖助手創建MODFLOW/GMS模型在地下水環評中的運用

農少年

廣西壯族自治區二七二地質隊

1 前言

近年來我國十分重視生態環境保護，特別是地下水環境保護方面。隨著我們國家經濟實力的不斷增長，各類新興項目不斷落地實施，建設項目環境影響評價中，通過地下水環境影響評價部分對建設項目在建設期、運營期及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。根據《環境影響評價技術導則地下水環境》（HJ 610—2016），建設項目地下水環境影響預測方法包括數學模型法和類比分析法，預測方法的選取應根據建設項目工程特征、水文地質條件及資料掌握程度來確定，一般情況下，一級評價應采用數值法，不宜概化為等效多孔介質的地區除外。因此，根據規范導則要求對涉及水源地的Ⅰ類項目，需創建水文地質模型進行地下水模擬預測。

2 前期水文地質勘察資料收集

與建設項目有關的區域水文地質資料、項目區水文地質資料、地形地貌、地層巖性、項目區各含水巖組水文地質參數及項目區水文地質勘察各類鉆孔數據等。首先，對項目區進行水文地質勘察，查明項目區主要含水巖組分布及厚度、包氣帶及各類巖組滲透系數、地下水水力坡度、含水巖組彌散系數。對項目區地下水補給、徑流、排泄條件進行調查，對可能影響的下游或周邊飲用水源及自然保護區進行調查，查明項目區與周邊各地下水敏感點的水力聯系關系。收集上述資料后繪制出項目區水文地質圖、項目區等水位線圖等圖件，以備后續創建三維水文地質模型提供基礎數據。

3 收集地面高程數據及項目區遙感影像圖

拾取數據前先安裝好91衛圖助手、Global Mappe、Visual MODFLOW/GMS等應用軟件，利用91衛圖助手和Global Mappe拾取項目調查區遙感影像數據及高程數據，然后生成項目區遙感地形圖，并保存項目區地形數據，如圖1、圖2。

圖1 生成高程數據

圖2 在CAD軟件中校準底圖與生成的3維等高線

4 根據勘察數據拾取各個巖組頂板數據

水文地質勘察中，根據收集鉆孔編錄數據，分別對各巖土層頂底板高程進行拾取。對于項目區周邊，如分布有民井、機井等水點，應盡可能多收集到機/民井成孔數據或鉆孔柱狀圖，增加控制點密度，以提高各巖土層頂底板高程拾取的精度。計算機拾取地形高程數據及現場收集各含水巖組頂底板層數據詳見表1。

表1各層高層數據

5 整理數據運用Visual MODFLOW/GMS生成三維水文地質預測模型

在軟件中對項目區遙感影像底圖進行校正，并確定模型層數、模型平面網格數及高程值范圍等如圖3。

圖3 模型校正及網格生成

然后在“網格”－“輸入高程”中對各層高程值進行插值，生成三維立面效果如圖4、圖5。

圖4 模型三維效果圖

圖5 模型剖面示意圖

6 創建模型邊界及附參數

創建好三維水文地質模型后，根據項目水文地質條件圖及等水位線圖等，給水文地質模型賦值等水頭邊界、河流邊界、隔水邊界等水文地質邊界。并對各含水層賦滲透系數、補給量、補給濃度、定濃度等參數。

7 模型校驗及識別

運行模型得到計算流場，與實際測量的地下水流場進行對比，不斷調整相關水文地質參數，使計算流場與實測流場相吻合。識別方法采用試估校正法，模型中使用Visual Modflow程序中自帶的PEST子程序包進行。對模擬水位變化進行檢驗，獲得數值模擬地下水水位動態變化與實測的地下水水位動態變化基本一致。

8 事故情景模擬運行模型及輸出

對各類情景事故進行模擬，模擬運行輸出各類事故狀態下污染物隨時空運移情況，并對事故污染情況進行分析如圖6。

圖6 模擬運移結果示意圖

9 結語

91衛圖助手、Global MappeVisual MODFLOW/GMS等軟件在許多領域都有廣泛的應用，本文是結合各軟件平臺功能，及實際生產工作中創建與建設項目相擬合的水文地質模型。為建設項目提出預防、保護或者減輕不良影響的對策和措施，制定地下水環境影響跟蹤監測計劃，為建設項目地下水環境保護提供科學依據。