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东武水源地位于山东省大汶河流域中段,隶属泰安市岱岳区,水源地分布于大汶口盆地东南部山前冲洪积平原上,地形南高北低,东高西低,东西长约8km,南北宽约3km,是泰安市一处重要的城市供水水源地。自第四系以来,在特定的沉积环境下堆积了较厚的松散冲洪积沉淀物,形成了一个具有完整的补给、径流、排泄条件的独立的水文地质单元,为地下水的储存和运移提供了良好的空间。近年来,为满足泰安市经济社会快速发展的需水要求,东武水源地开采量逐渐增大,导致地下水水位下降,地下水系统自身的补给、径流、排泄缓慢改变;同时大汶河作为水源地重要补给水源,水量、水质状况均不乐观,势必对东武水源地产生影响。因此,对水源地地下水环境进行客观合理地评价,对水源地安全供水提出对策,成为水源地可持续发展的关键所在。本文在收集东武水源地地质和水文地质资料的基础上,基于水流和溶质运移的连续方程,利用Aqua3D地下水数值模拟软件,建立了东武水源地三维地下水含水系统模型,并利用验证后的模型对研究区地下水环境进行了定量评价,取得的主要成果如下:(1)依据地质剖面和钻孔资料,建立了东武水源地水文地质概念模型和数学模型,并利用Aqua3D地下水有限元数值模拟软件建立了相应的数值模型,通过对模型反复地调参、运行、识别,结果表明模型基本达到了对水文地质体的仿真,为东武水源地地下水环境的优化、管理提供了科学依据。(2)为了提高模型的仿真度,在建模过程中尽可能地选择了水文地质自然边界(如断层、地表水水体)作为研究区的模型边界,模型计算面积20km2。研究表明在现状开采条件和最大允许开采条件下,2020年研究区水位均有所下降,相同地段水位相差5m左右,最低水位未达到岩溶水顶板标高,不会引发地质环境问题。(3)利用建立的水流模型,耦合溶质运移模型,预测了东武水源地主供水区和人口集中区(大汶口镇)孔隙水和岩溶水亚硝酸盐浓度。预测主供水区在现状开采条件下,孔隙水亚硝酸盐浓度2010年为0.03mg/L,2015年为0.035mg/L,2020年为0.05mg/L;预测主供水区在最大开采条件下,孔隙水亚硝酸盐浓度2010年为0.03mg/L,2015年为0.037mg/L,2020年为0.052mg/L;预测主供水区在现状开采条件下,岩溶水亚硝酸盐浓度2010年为3×10-10mg/L,2015年为3.6×10-10mg/L,2020年为4.8×10-10mg/L;预测主供水区在最大开采条件下,岩溶水亚硝酸盐浓度2010年为5×10-10mg/L,2015年为5×10-10mg/L,2020年为1×10-9mg/L。预测大汶口镇在现状开采条件下,孔隙水亚硝酸盐浓度2010年为0.03mg/L,2015年为0.045mg/L,2020年为0.07mg/L;预测大汶口镇在最大开采条件下,孔隙水亚硝酸盐浓度2010年为0.03mg/L,2015年为0.05mg/L,2020年为0.08mg/L;预测大汶口镇在现状开采条件下,岩溶水亚硝酸盐浓度2010年为0.026mg/L,2015年为0.03mg/L,2020年为0.06mg/L;预测大汶口镇在最大开采条件下,岩溶水亚硝酸盐浓度2010年为0.03mg/L,2015年为0.047mg/L,2020年为0.07mg/L。(4)在评价预测的基础上,针对东武水源地实际情况,做出水源地安全状况评价,划分了水源地保护区,提出具体的保护工程和综合管理规划,为东武水源地的安全供水和可持续发展提出了对策。