宋雷震

(淮南联合大学 智能制造学院，安徽 淮南 232038)

城市化进程给人们生活带来便利的同时，也引发城市污水管网外渗污染问题，同时建筑工程开发过程中的基坑降水也导致了地面沉降和地下水降落漏斗[1]等问题。地下水模拟系统(Groundwater Modeling System，GMS)能够对地下水位进行数值模拟[2]。GMS软件是在现有地下水模型的基础上建立的全面综合性的图形界面软件，是目前已经被广泛应用于世界范围内的地下水模拟方法[3]，它具备强大的数据分析处理功能、方便快捷的操作界面、三维可视化的效果。本文利用GMS软件对城市污水管网外渗污染地下水进行地下水流和水质的数值模拟分析，并运用溶质运移模型预测排管泄漏的情况。

1 管网外渗污染地下水的数值模型

1.1 水文地质条件和地下水环境

本研究选取某市区域对城市污水管网外渗污染地下水情况进行数值模拟和预测。该地区气候为温带湿润季风气候，海拔高度约为60 m，相对高度差为8，全年平均气温为6.3 ℃，最低气温和最高气温分别为-31 ℃和35 ℃，无霜期和封冻期均约为150 d，全年平均日照时间约为2 700 h[4]。采集气象站该区域2005—2018年的年降水量进行处理分析，分别得到偏态系数、变异系数、降水量均值3个统计参数，数值分别为0.30，0.75，656.68 mm。2008—2018年系列降水频率曲线如图1所示。从图1可以看出，降水频率范围为3%～96%且集中分布在15%～85%。当降水频率为75%时，相应年平均降水量为524.7 mm。年降水量和频率可以拟合为一条光滑的曲线。

图1 2005—2018年系列降水频率曲线

研究区域的地下水广泛存在于圆砾土层、粉细砂、中粗砂、粉细砂中。……