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酸性矿井水对地下水污染规律的数值模拟研究的中期报告

一、研究背景及意义

酸性矿井水是指PH值在3以下的含有高浓度重金属离子的矿井水，由于矿区长期的采矿、生产等活动使得矿井水受到了严重的污染，给环境和人类带来了不可逆转的危害。因此，对酸性矿井水的处理与治理技术研究已经成为了国内外的热点问题。酸性矿井水对地下水的污染程度是比较严重的，为了深入研究酸性矿井水对地下水的污染规律，本研究采用数值模拟方法对其进行分析。

二、研究方法及流程

1.研究区域划分及数据收集

本研究将研究区域划分为三个地层单元，即表层土层、地下水层和下伏岩层，并通过野外调查和实验室测试获得了矿井水和地下水的水质数据。

2.建立数学模型

在研究中，采用MODFLOW软件和PHREEQC模型对矿井水和地下水的水文地质特征和水质特征进行了建模。其中，MODFLOW软件用于模拟地下水流动的过程，PHREEQC模型用于模拟矿井水对地下水的污染化学反应过程。

3.模型模拟

通过对建立的数学模型进行数值模拟，得到了不同地层单元中矿井水和地下水的水流及物质传输规律，以及污染物迁移、化学反应等特征。

三、中期研究成果及结论

1.水文地质模型

采用MODFLOW软件建立了三个地层单元的水文地质模型，获得了地下水流场和压力分布等信息。

2.水质模型

采用PHREEQC模型建立了矿井水对地下水污染的数学模型，模拟了矿井水溶解物质对地下水的影响过程。

3.模拟结果分析

根据模拟结果，发现矿井水对地下水的污染主要集中在活动地层中，而且随着地下水深度的增加，矿井水的污染程度逐渐降低。矿井水中的重金属元素对地下水的污染程度随着水流方向的变化而变化，在某些地区污染程度较高，应该加强治理措施。

四、下一步研究计划

1.根据前期研究成果，进一步深入研究酸性矿井水对地下水的污染规律。

2.采用其他数值模拟软件来检验研究结果，提高研究的可信度。

3.针对研究结果中所发现的污染程度较高的地区，制定针对性的治理措施，并对其实施效果进行监测和评估。