基于91卫图助手创建MODFLOW/GMS模型在地下水环评中的运用

农少年

广西壮族自治区二七二地质队

1 前言

近年来我国十分重视生态环境保护，特别是地下水环境保护方面。随着我们国家经济实力的不断增长，各类新兴项目不断落地实施，建设项目环境影响评价中，通过地下水环境影响评价部分对建设项目在建设期、运营期及服务期满后对地下水水质可能造成的直接影响进行分析、预测和评估。根据《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ 610—2016），建设项目地下水环境影响预测方法包括数学模型法和类比分析法，预测方法的选取应根据建设项目工程特征、水文地质条件及资料掌握程度来确定，一般情况下，一级评价应采用数值法，不宜概化为等效多孔介质的地区除外。因此，根据规范导则要求对涉及水源地的Ⅰ类项目，需创建水文地质模型进行地下水模拟预测。

2 前期水文地质勘察资料收集

与建设项目有关的区域水文地质资料、项目区水文地质资料、地形地貌、地层岩性、项目区各含水岩组水文地质参数及项目区水文地质勘察各类钻孔数据等。首先，对项目区进行水文地质勘察，查明项目区主要含水岩组分布及厚度、包气带及各类岩组渗透系数、地下水水力坡度、含水岩组弥散系数。对项目区地下水补给、径流、排泄条件进行调查，对可能影响的下游或周边饮用水源及自然保护区进行调查，查明项目区与周边各地下水敏感点的水力联系关系。收集上述资料后绘制出项目区水文地质图、项目区等水位线图等图件，以备后续创建三维水文地质模型提供基础数据。

3 收集地面高程数据及项目区遥感影像图

拾取数据前先安装好91卫图助手、Global Mappe、Visual MODFLOW/GMS等应用软件，利用91卫图助手和Global Mappe拾取项目调查区遥感影像数据及高程数据，然后生成项目区遥感地形图，并保存项目区地形数据，如图1、图2。

图1 生成高程数据

图2 在CAD软件中校准底图与生成的3维等高线

4 根据勘察数据拾取各个岩组顶板数据

水文地质勘察中，根据收集钻孔编录数据，分别对各岩土层顶底板高程进行拾取。对于项目区周边，如分布有民井、机井等水点，应尽可能多收集到机/民井成孔数据或钻孔柱状图，增加控制点密度，以提高各岩土层顶底板高程拾取的精度。计算机拾取地形高程数据及现场收集各含水岩组顶底板层数据详见表1。

表1各层高层数据

5 整理数据运用Visual MODFLOW/GMS生成三维水文地质预测模型

在软件中对项目区遥感影像底图进行校正，并确定模型层数、模型平面网格数及高程值范围等如图3。

图3 模型校正及网格生成

然后在“网格”－“输入高程”中对各层高程值进行插值，生成三维立面效果如图4、图5。

图4 模型三维效果图

图5 模型剖面示意图

6 创建模型边界及附参数

创建好三维水文地质模型后，根据项目水文地质条件图及等水位线图等，给水文地质模型赋值等水头边界、河流边界、隔水边界等水文地质边界。并对各含水层赋渗透系数、补给量、补给浓度、定浓度等参数。

7 模型校验及识别

运行模型得到计算流场，与实际测量的地下水流场进行对比，不断调整相关水文地质参数，使计算流场与实测流场相吻合。识别方法采用试估校正法，模型中使用Visual Modflow程序中自带的PEST子程序包进行。对模拟水位变化进行检验，获得数值模拟地下水水位动态变化与实测的地下水水位动态变化基本一致。

8 事故情景模拟运行模型及输出

对各类情景事故进行模拟，模拟运行输出各类事故状态下污染物随时空运移情况，并对事故污染情况进行分析如图6。

图6 模拟运移结果示意图

9 结语

91卫图助手、Global MappeVisual MODFLOW/GMS等软件在许多领域都有广泛的应用，本文是结合各软件平台功能，及实际生产工作中创建与建设项目相拟合的水文地质模型。为建设项目提出预防、保护或者减轻不良影响的对策和措施，制定地下水环境影响跟踪监测计划，为建设项目地下水环境保护提供科学依据。