潮白河再生水补给河道对周边浅层地下水影响的数值模拟研究

作     者：姜瑞雪 韩冬梅 宋献方 李炳华 JIANG Ruixue;HAN Dongmei;SONG Xianfang;LI Binghua

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 北京市水科学技术研究院北京100048 

出 版 物：《水文地质工程地质》 (Hydrogeology & Engineering Geology)

年 卷 期：2022年第49卷第6期

页      面：43-54页

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：北京市自然科学基金项目(8212035) 国家重点研发计划项目(2021YFC3200502) 国家自然科学基金重点项目(41730749) 

主　　题：再生水 地下水 数值模拟 地下水水位 水质 潮白河 

摘      要：再生水在北京被广泛用于补给河道,2007年底至2017年共有2.3×10^(8)m^(3)再生水补给至潮白河顺义段。其污染物本底值较高(Cl^(−)浓度约62~122 mg/L),通过河床入渗补给到周边的含水层中,对周边地下水产生一定影响,尤其是浅层地下水。为了定量评价再生水补给河道对周边浅层地下水的影响,基于10年(2007—2017)的地下水监测数据,建立了再生水补给河道周边的地下水水流和溶质运移模型,模拟了受水区浅层地下水的水位和Cl^(−)浓度的变化,分析了浅层地下水水量、Cl^(−)负荷和NO3-N负荷的变化。结果表明,再生水补给河道后的前2年(2007—2009),河道周边浅层地下水水位迅速抬升了3~4 m,之后在再生水的持续补给下保持稳定。但受深层地下水开采影响,2007—2014年研究区整体浅层地下水的水量仍在下降。2014年底实施地下水压采措施后,浅层地下水水量从2014年底的3.76×10^(8)m^(3)恢复到了2017年底的3.85×10^(8)m^(3)。周边浅层地下水中的Cl^(−)浓度从再生水补给前的5~75 mg/L变化到了补给后的50~130 mg/L,之后保持稳定。浅层地下水水质受再生水影响的范围从2008年底的11.7 km^(2)扩大到2017年的26.7 km^(2),影响区内的Cl^(−)负荷从2008年底的1.8×10^(3)t增加到2017年底的3.8×10^(3)t,NO_(3-)N负荷从2008年的29.8 t下降到2017年的11.9 t。尽管研究显示影响范围外的浅层地下水质受再生水影响不明显,但潜在的咸化和污染的隐患不容忽视,需要在后续研究中进一步明确。