《土壤有機(jī)污染物包氣帶垂直淋溶濃度衰減系數(shù)估算技術(shù)指南》征求意見(jiàn)稿

3土壤有機(jī)污染物包氣帶垂直淋溶濃度衰減系數(shù)估算技術(shù)指南本文件適用于有機(jī)物污染的土壤-地下水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和基于地下水安全的土壤污染閾值推僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改單）適用HJ25.1建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)HJ25.2建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控與修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則HJ25.3建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)HJ610環(huán)境影響技術(shù)評(píng)價(jià)導(dǎo)則地下水4.1化合物類型特異性本標(biāo)準(zhǔn)要求化合物在土壤剖面的濃度能夠達(dá)到平衡狀態(tài)。本標(biāo)準(zhǔn)基于溶質(zhì)垂直運(yùn)移模型HYDRUS-1D模擬化合物淋溶過(guò)程，因此，只有通過(guò)模型模擬預(yù)測(cè)能達(dá)到平衡的化合物才適用于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方4.2情景特異性5土壤有機(jī)污染物包氣帶垂直淋溶濃度衰減系數(shù)估4土壤有機(jī)污染物包氣帶垂直淋溶濃度衰減系數(shù)方法框架主要包括1）數(shù)據(jù)收集2）概念模型構(gòu)建3）土壤-地下水系統(tǒng)染物運(yùn)移模擬4）濃度衰減系數(shù)計(jì)算。方法框架如圖1所示。6.1一般規(guī)定程度、完備程度對(duì)模型方法的精度與準(zhǔn)度影響6.2確定數(shù)據(jù)需求感圖像及其衍生數(shù)據(jù)4）站點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)5）統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)6）其他資料數(shù)據(jù)。理基底描述，通過(guò)實(shí)地采樣點(diǎn)勘察測(cè)定以及空間插值獲?。?）污染物濃度數(shù)據(jù)：用于描述土壤中污染物原始濃度的數(shù)據(jù)，用于確定模型模擬的初始條件，通過(guò)實(shí)地采樣點(diǎn)勘察測(cè)定以及空間插值獲取。5通過(guò)公開(kāi)或非公開(kāi)的地理數(shù)據(jù)集獲??；2）地形地貌數(shù)據(jù)：用于描述區(qū)域內(nèi)地形起伏狀態(tài)的空間數(shù)據(jù)，本指南中特指DEM數(shù)據(jù)，通過(guò)公開(kāi)或非公開(kāi)的地理數(shù)據(jù)集獲域內(nèi)地表徑流以及地下徑流的空間分布以及流量大小，通過(guò)公開(kāi)或非公開(kāi)的地理數(shù)據(jù)集獲取。通過(guò)遙感衛(wèi)星拍攝對(duì)應(yīng)地區(qū)的遙感圖像數(shù)據(jù)，以及通過(guò)遙感圖像處理手段得到對(duì)應(yīng)的衍生產(chǎn)品數(shù)據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)中具體指：1）土地類型數(shù)據(jù)：用于描述各個(gè)地塊土地用地類型的柵格數(shù)據(jù)，通過(guò)公開(kāi)的遙類型數(shù)據(jù)，或直接獲取成品數(shù)據(jù)；2）植被數(shù)據(jù)：用于描述各地圖植被類型與狀態(tài)的柵格數(shù)據(jù)，通過(guò)公NDVI數(shù)據(jù)推理植被生長(zhǎng)狀態(tài)，得到相關(guān)數(shù)據(jù)。模型參數(shù)校準(zhǔn)與驗(yàn)證。觀測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)精度無(wú)具體要進(jìn)行簡(jiǎn)化，降低模型復(fù)雜程度。本標(biāo)準(zhǔn)中具體指：1）污染物理化性質(zhì)數(shù)據(jù)：用于描述污染物的元素特征，物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)的參數(shù)，由相關(guān)文獻(xiàn)資料中獲?。?）模型相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)：用于對(duì)模型模擬根據(jù)數(shù)據(jù)現(xiàn)狀與模型需求，進(jìn)行數(shù)據(jù)去重、缺失值處理、異常值處理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)驗(yàn)證操作，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗與處理，得到數(shù)據(jù)完備、HYDRUS-1D模型與MODFLOW模型，需要對(duì)空間域與時(shí)間域進(jìn)行離散化處理，考慮到HYDR模型與MODFLOW模型之間的交互影響，離散化處理時(shí)應(yīng)保證對(duì)兩種模型的兼容7.2空間離散化MODFLOW模型研究溶質(zhì)在水平與垂直空間隨液體對(duì)流與彌散過(guò)程，而HYDRUS直方向溶質(zhì)液體液體滲透運(yùn)移的過(guò)程，不考慮水平空間內(nèi)分布特征，因此水平空間離散化僅需考慮MODFLOW模型特性，而垂直空間離散化需要同時(shí)考慮兩種模型的特性。6水平空間離散化用于MODFLOW模型模擬。在以東西向?yàn)閄坐標(biāo)軸且東為Y坐標(biāo)軸且北方向?yàn)檎较虻牡芽栕鴺?biāo)系中，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行格網(wǎng)化剖分。根據(jù)研究區(qū)大小，格網(wǎng)單元大小，既不能過(guò)大，避免地理空間中細(xì)節(jié)信息丟失以及放大邊緣效應(yīng)，又不能過(guò)小增加信息與模擬的冗余。設(shè)定格網(wǎng)單元的在X軸與Y軸方向的長(zhǎng)度分別為dx與dy，使格網(wǎng)單元無(wú)空隙無(wú)壓蓋的鋪滿整個(gè)研究區(qū)域。每個(gè)格網(wǎng)單元即為采用MODFLOW模型模擬溶質(zhì)運(yùn)移時(shí)水平垂直空間離散化用于MODFLOW模型與HYDRUS-1D模擬。垂直空間離在該階段，針對(duì)水平空間離散化中獲得的格網(wǎng)單元，對(duì)每個(gè)單元分別建立以垂直向上為正方向的Z軸，地表處為坐標(biāo)軸原點(diǎn)。根據(jù)介質(zhì)不同將格網(wǎng)單元內(nèi)部對(duì)應(yīng)的垂直空間分成包氣（2）第二階段：兼容HYDRUS-1D在該階段，將第一階段中每個(gè)柵格單元在垂直空間上劃分出來(lái)的包氣帶進(jìn)行細(xì)25.26.2.1.1（4）的規(guī)定，0-0.5m表層土壤、0.此將包氣帶劃分為K個(gè)不同的土層，作為HYDRUS-1D模型模擬少劃為單獨(dú)一層，剖面層劃分時(shí)應(yīng)盡可能保證單個(gè)土層內(nèi)土7時(shí)間離散化用于確定模型方法所在時(shí)間域內(nèi)的應(yīng)力周期與迭代步長(zhǎng)，主應(yīng)力期為MODFLOW模型中所需的時(shí)長(zhǎng)概念，模型假設(shè)同一應(yīng)力期內(nèi)，個(gè)應(yīng)力期間，模型邊界條件發(fā)生瞬時(shí)改變。應(yīng)力期的劃分取決于模型邊界條件因素變化趨勢(shì)，選取邊時(shí)間步長(zhǎng)是模型在時(shí)間尺度上的分辨率。時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置需要考慮模型的穩(wěn)定擬時(shí)的數(shù)值彌散，邊界條件隨時(shí)間的變化情況以及與時(shí)間相關(guān)模擬目標(biāo)。時(shí)間步長(zhǎng)越小模擬精度越高，但與之相對(duì)所需計(jì)算消耗更大。耦合的MODFLOW模型與HYDRUS-1D模型采用相同的時(shí)長(zhǎng)dt作為模型迭代的時(shí)間步長(zhǎng)，dt滿足：dt≤min{dtMODFLOW,dtHYDRUS?1D}其中，dtMODFLOW與dtHYDRUS?1D分別為MODFLOW模型與HYDRUS-1D模型合適時(shí)間步長(zhǎng)，且滿dxdydzmin|vxdxdydzmin其中，vx、vy、vz分別為溶質(zhì)在X軸、Y軸、Z軸的移動(dòng)速率，dx與dy分別為水平空間離散化中格網(wǎng)單元在X軸與Y軸方向的長(zhǎng)度，dzmin為垂直空間離散化時(shí)第二階段對(duì)包氣帶進(jìn)行土層剖分時(shí)最薄土包氣帶污染物運(yùn)移模擬依賴HYDRUS-1D模型，該模型主要用于變飽和孔隙介質(zhì)的一維運(yùn)移數(shù)值模擬，主要包括兩個(gè)過(guò)程，利用Richards方程求解變飽和水流運(yùn)移，以及散方程通過(guò)有限元計(jì)算求解熱、溶質(zhì)的運(yùn)移。使用PC-Progress提供的HYDRUS-1D地下水污染物運(yùn)移模擬依賴MODFLOW模型，該模型是一個(gè)地下水三維有限差具，常用來(lái)模擬預(yù)測(cè)地下水中水流、溶質(zhì)的時(shí)空變化。其中主要用到模擬地下水流的MODFLOW8.2參數(shù)設(shè)置898.3包氣帶污染物運(yùn)移模擬8.4地下水污染物擴(kuò)散過(guò)程模擬VisualMODFLOW中把整個(gè)模擬時(shí)段分的上邊界條件，根據(jù)地下水流向，在高水位區(qū)設(shè)定為水頭邊界，根據(jù)水力梯度0.025%基于8.3