简易垃圾填埋场渗滤液地下水溶质运移数值模拟

第2期廖镭等：简易垃圾填埋场渗滤液地下水溶质运移数值模拟Keywords：simplelandfill；leachate；groundwaterpollution；waterqualityprediction；VisualMODFLOWsoftware；numericalsimulation地下水污染主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地下水污染具有污染进程缓慢隐蔽、一旦污染形成则很难治理和造成的后果严重等特点[1]。简易垃圾填埋场通常利用自然地形条件对垃圾进行填埋，未采取或采取简易的防渗措施，导致产生的渗滤液易渗入地下，进入含水层而对地下水造成污染m]。国外一些发达国家由于简易垃圾填埋现象较少出现，加之人口数量较少，能及时控制简易垃圾填埋场产生的污染，因此对垃圾填埋场的研究主要集中在正规垃圾填埋场防渗系统、垃圾填埋场内部垃圾演化以及渗滤液产生的机理与土壤和水的差别等方面[4]。我国一些经济欠发达地区，由于环保基础设施的建设落后于人口增长和社会经济的发展，出现了一批简易垃圾填埋场。但我国对简易垃圾填埋场环境污染的认识和研究起步较晚，北京市2006年开始对简易垃圾填埋场场地进行修复治理工作，随后其余各省份也开展了对简易垃圾填埋场场地的修复治理工作，对简易垃圾填埋场环境污染的研究也随之展开。目前我国对简易垃圾填埋场环境污染的研究主要集中在：简易垃圾填埋场场地污染的调查方法、场地地下水污染风险等级评估、场地垃圾组成的物理化学性质、场地污染的治理方法等，主要涉及生态修复和土壤及地下水污染治理的方法等[5。7]。基于上述研究，本文以西南山区凉山州某典型简易垃圾填埋场为研究对象，以高锰酸盐指数(CODM。)和氨氮(NH[一N)作为污染物及预测因子，分析该简易垃圾填埋场垃圾渗滤液污染组分的自然衰减规律，并利用VisualMODFLOW软件建立该简易垃圾填埋场区及其周围地下水渗流场和溶质运移模型，通过MT3DMS模块模拟该简易填埋场封场5年和10年后地下水中污染物的运移规律，由此划定污染物的超标范围，为该简易垃圾填埋场区及其周围地下水污染的防治和治理提供参考。1研究区域概况西南山区凉山州某简易垃圾填埋场位于四川省木里县城道路$216路边，博瓦河右岸，其地理位置见图1。该垃圾填埋场依靠河谷滩地而建，未进行防渗处理，也没有建立渗滤液收集系统，至今运行已有13年，在相关部门的支持下，目前该垃圾填埋场已经停运，进行封场治理，封场后填埋区面积为10000m2，平均高度为lOm。ior12’E10l14’Elol。16’EIOl‘18’E101’7’＼《y{5’N酽酣、舅／‘‘蟛：‘3‘N．、T■1’N＼．T埔1三叠系西康群(TxK)：以泥质板々第凹系全新统冲洪8{层Q：叫_l_河流填州场化置炙少许变质岩24km图1研究区地质图Fig．1Geologicalmapofthestudyarea该垃圾填埋场场地地处北亚热带季风气候区，干湿分明，雨季集中，多年平均气温为11．5℃，多年平均降雨量为818．2mm。场地总体地形起伏大，地势较开阔，地势北西面高、南东面低，纵坡(北一西向)坡度约为6。～10。，局部达35。，沟谷两侧横坡坡度约在20。～25。，局部在30。以上。场地地貌属低中山地貌，微地貌属沟谷地貌。该垃圾填埋场场区地层主要由第四系全新统人工填土层(Q。m1)、第四系全新统残坡积层(Q。e什Ⅲ)、第四系全新统冲洪积层(Q。a什一)和三叠系西康群(T。K)组成。场地上部地层主要由杂填土、粉质黏土、砂、砾石等组成，局部以卵石组成，地面表层含少量植物根系组成；底部下伏基岩为板岩，灰白色，强风化，变余泥质结构，板状构造，结构大部分破坏，属于极软岩，破碎。场地区域内地下水主要为赋存于第四系全新统冲洪积层(Qr州)孔隙中的松散岩类孔隙水、三叠系西康群(TxK)和二叠系下统(P。)地层裂隙中的基岩裂隙水，地下水的水化学类型主要为HCO。一Na·Ca型、HCO。一Ca·Mg型水。该地区地下水补给的主要来源为大气降雨，地下水排泄出口为博瓦河，地下水补径排条件见图2。万方数据安全与环境工程第26卷图2研究区地下水补、径、排条件示意图Fig．2Schematicdiagramofgroundwaterrecharge，runoffanddischargeconditionsofthestudyarea2数值模型的建立2．1垃圾填埋场水文地质概念模型研究区建模区域为3．24km2，地下水概化为三维稳定流。模拟区西部山脊视为分水岭，概化为零流量边界；根据实地监测，垂直通过北部和南部边界的地下水流较小，概化为零流量边界；东部博瓦河作为河流边界，见图3。144～一‘1j44。；‘一一44、：r117+；一4d一一。■●无效单元㈦㈢。Ⅵ