垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统及方法与流程

1.本发明涉及地下水污染防治技术领域，具体涉及一种垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统及方法。


背景技术：

2.垂直阻隔技术是地下水污染防控技术中常用的方法之一，利用不同类型的低渗透性材料于地下水径流途径上阻隔污染的扩散。对于历史遗留于山谷低凹处的尾矿废石堆体、垃圾填埋场、危废填埋场等在上游地下水流经或浸泡过程中不断释放污染物，造成下游及周边地下水和土壤污染的环境问题，采取就地管控时，从上游地下水补给源消减淋滤固体废弃物的水量，垂直阻隔是重要且关键的技术手段。
3.基于堆体所在场址的水文地质调查、补径排条件分析、所获取的地层岩性、厚度、展布、各层水文地质参数、地下水水位、岩土工程参数等数据之上，选定历史遗留堆场、填埋场上游合适断面布设垂直阻隔，垂直帷幕渗透系数一般要求不大于1.0
×
10-7
cm/s，且需深入堆场下部相对隔水层一定深度，从而最大限度减少地下水的入渗量。但大部分堆场下部相对隔水层存在渗透系数大于1.0
×
10-7
cm/s或小于1.0
×
10-7
cm/s的隔水层埋深太深的情况，若垂直阻隔渗透系数小于相对隔水层易发生越流补给导致工程失效，或小于1.0
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10-7
cm/s的相对隔水层埋深太深难以探查与施工，且施工复杂周期长费用大；此外即使是小于1.0
×
10-7
cm/s的垂直阻隔基底可坐落于渗透系数小于1.0
×
10-7
cm/s的相对隔水层上，将会导致阻隔上游地下水水位抬升、水压增大，而在阻隔内侧采用抽水井排水降压的措施将无限期并增加运营成本。因此，使用垂直阻隔技术时采取何种方法解决上述问题，是急需且非常必要的，该方法需使得阻隔措施效率最大化，同时减小不利影响且施工和经济可行。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统及方法，可以最大程度减少上游进入污染源堆体的地下水水量，减小污染的产生，有效解决单纯垂直阻隔系统造成的上游水位抬升、水压升高问题或阻隔后含水层地下水向其下部越流继续补给污染源的问题，以及垂直阻隔和地下水抽排井组合技术造成的抽排无限期运营问题。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为一种垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统，包括垂直阻隔系统以及地下导排盲沟系统；所述垂直阻隔系统设置于污染堆场的污染晕上游，且所述垂直阻隔系统的底部伸至相对隔水层中；所述垂直阻隔系统的上游一侧设置有地下导排盲沟系统，所述地下导排盲沟系统将污染晕上游干净来水顺势导排至污染晕下游。
6.进一步地，位于常年稳定地下水水位线以下的所述地下导排盲沟系统的下方设置有耦合系统，所述耦合系统与所述垂直阻隔系统相连。
7.更进一步地，所述耦合系统包括防渗底板，所述防渗底板设置于含水层与相对隔
水层的交界处或者含水层与含水层的交界处。
8.进一步地，所述地下导排盲沟系统包括导排盲沟，位于常年稳定地下水水位线以下的所述导排盲沟采用花管，所述花管的渗透系数远大于1.0
×
10-7
cm/s；位于常年稳定地下水水位线以上的所述导排盲沟采用实管。
9.进一步地，所述垂直阻隔系统的底部至少伸入相对隔水层3-5m。
10.进一步地，所述垂直阻隔系统包括垂直阻隔墙，所述垂直阻隔墙的下游一侧设置有防腐层。
11.进一步地，所述地下水污染防控系统还包括应急系统，所述应急系统包括液位开关、抽排机构和控制器，所述抽排机构的进水端和所述液位开关均埋设于所述垂直阻隔系统上游一侧的常年稳定地下水水位线上方，所述液位开关和所述抽排机构均与所述控制器连接。
12.本发明还提供一种垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控方法，包括如下步骤：
13.s1、获取污染堆场所在地的基本地形数据、含水层顶底面埋深和相对隔水层顶面埋深，搭建三维地质模型；
14.s2、基于三维地质模型和获取的水文地质参数，根据边界条件圈定污染堆场所在地下水系统，建立水文地质概念模型；
15.s3、基于达西定律、降雨入渗法、水平衡分析法及非稳定流三维有限元法建立与水文地质概念模型相对应的三维非稳定流数学模型，通过三维非稳定流数学模型模拟得到初始流场；
16.模拟所得初始流场后进行参数识别和模型验证，较正模型使得模拟结果与实际情况相匹配；获得确定的流场数据后，进行工程情景的设定；
17.s4、根据相对隔水层以上的含水层层数以及每层含水层的厚度、底面埋深、涌水量、渗透系数和常年稳定地下水水位，设计垂直阻隔系统、耦合系统与地下导排盲沟系统设置位置和深度的不同组合方式；
18.s5、将不同组合方式的垂直阻隔系统带入三维非稳定流数学模型中，计算出增加垂直阻隔系统后上游与两侧的补给来水进入污染堆场可消减的水量，模拟预测阻隔后水位抬升增加的水头值或越流补给的水量；
19.s6、基于水位抬升增加的水头值或越流补给的水量，依据达西定律计算得到导排盲沟尺寸，将导排盲沟尺寸、设置位置的不同组合工况带入步骤s5所得三维非稳定流数学模型中，迭代或反复调试计算垂直阻隔系统增加导排盲沟系统后，可截流导排的流量是否满足要求；
20.s7、通过不同组合方式的工况模拟计算，结合现场施工条件与经济成本的考量，确定用于该污染堆场的垂直阻隔系统、耦合系统与地下导排盲沟系统的设置位置和深度以及导排盲沟的尺寸。
21.进一步地，步骤s3中的三维非稳定流数学模型如下：
22.23.h(x,y,z,0)＝h0，(x,y,z)∈ω
[0024][0025]
h(x,y,z,t)＝h1，(x,y,z)∈s1[0026]
式中，ω：地下水渗流区域，量纲：l2；
[0027]
h0：初始地下水位，量纲：l；
[0028]
h1：指定水位，量纲：l；
[0029]
s1：第一类边界；
[0030]
s2：第二类边界；
[0031]
μs：单位储水系数，量纲：l-1
；
[0032]kxx
，k
yy
，k
zz
：分别为x、y、z主方向的渗透系数，量纲：lt-1
；
[0033]
w：源汇项，包括蒸发、降雨入渗补给、井的抽水量，量纲：t-1
；
[0034]
q(x，y，z，t)：表示在边界不同位置上不同时间的流量，量纲：l3t-1
；
[0035]
表示水力梯度在边界法线上的分量。
[0036]
进一步地，步骤s6中将不同组合方式的工况带入三维非稳定流数学模型后，以多年一遇特大暴雨降雨强度作为补给输入源汇项w，计算水位抬升增加的水头值或越流补给的水量，设计液位开关的位置以及抽排机构的处理能力。
[0037]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0038]
(1)本发明通过垂直阻隔系统和地下导排盲沟系统有机结合，将上游未污染地下水阻隔、截流并避开污染堆体后导排至下游，可最大程度减少上游进入污染源堆体的地下水水量，减小污染的产生，在后期不需长期运营，有效解决单纯垂直阻隔系统造成的上游水位抬升、水压升高问题或阻隔后含水层地下水向其下部越流继续补给污染源的问题，以及垂直阻隔和地下水抽排井组合技术造成的抽排无限期运营问题；
[0039]
(2)本发明通过在位于常年稳定地下水水位线以下的地下导排盲沟系统的下方设置有耦合系统，可以对地下导排盲沟系统起到顶托作用，同时将耦合系统与垂直阻隔系统相连，有利于上游地下水进入地下导排盲沟系统中；
[0040]
(3)本发明通过增设应急系统，进一步保障整个体系的长期有效性和稳定性，在遇特大暴雨或持续性强降雨，垂直阻隔系统上游水位持续增高，垂直阻隔系统和地下导排盲沟系统压力骤增时，通过水位的抬升紧急促发液位开关，临时启动抽排机构疏导水压，避免突发情况下垂直阻隔系统和地下导排盲沟系统受到损毁；
[0041]
(4)本发明的地下水污染防控系统及方法适用于谷地形堆场，且堆场底部无防渗层或防渗层已破损的历史遗留尾矿渣场、填埋场等污染堆场，会在地下水流经或浸泡过程中释放污染物造成环境问题，需采取就地管控时，则可利用现有地形就势，运用垂直阻隔与地下导排盲沟耦合的技术方法，从上游消减进入堆场的地下水，以达到降低污染的目的。
附图说明
[0042]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0043]
图1为本发明实施例一提供的垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统的平面示意图；
[0044]
图2为图1的a-a视图；
[0045]
图3为图1的b-b视图；
[0046]
图4为本发明实施例二提供的垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统的平面示意图；
[0047]
图5为图4的a-a视图；
[0048]
图6为图4的b-b视图；
[0049]
图中：1、污染堆体；2、污染晕；3、地下水流向；4、垂直阻隔系统；5、地下导排盲沟系统；5-1、含水层一与含水层二交界处的地下导排盲沟系统；5-2、含水层二与相对隔水层交界处的地下导排盲沟系统；5-3、含水层一与相对隔水层交界处的地下导排盲沟系统；6、耦合系统；7、应急系统；8、地表；9、含水层一；10、含水层二；11、相对隔水层；12、常年稳定地下水水位线；13、地下水流出符号。
具体实施方式
[0050]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]
本发明提供一种垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统，包括垂直阻隔系统4以及地下导排盲沟系统5；垂直阻隔系统4设置于污染堆场的污染晕2上游，且垂直阻隔系统4的底部伸至相对隔水层11中；垂直阻隔系统4的上游一侧设置有地下导排盲沟系统5，地下导排盲沟系统5将污染晕2上游干净来水导顺势排至污染晕2下游。
[0052]
地下水污染防控系统的平面图如图1和图4所示，图中所示的垂直阻隔系统4、地下导排盲沟系统5的形状及长度仅为示意，具体根据污染堆场所在地形地势及水文地质条件进行详细设定，污染晕2为典型特征示意，具体需由调查结果圈画。
[0053]
基于水文地质条件划分的不同含水层，判断污染堆场所在水文地质单元内渗透系数相对较小、具有一定埋深的相对隔水层11。上述的垂直阻隔系统4是在查清场地地质、构造与水文地质条件、地下水环境现状后，结合地形地势、地层展布以直线、折线或曲线的形态设置于污染堆场的污染晕2上游的合适断面处，用于减少上游地下水径流进入污染堆场或填埋场内产生渗滤液污染环境。耦合至垂直阻隔系统4中的地下导排盲沟系统5，导流的是上游未受污染的地下来水，通过设计布局使得其避开污染堆体1后导排至下游，即可直接排放或汇入其他水系，不会对环境造成污染。
[0054]
本发明中，对于谷地堆场或填埋场等污染堆场采取就地管控时，垂直阻隔系统4可以阻隔上游来水流进入污染堆场或填埋场内，避免产生渗滤液污染环境，地下导排盲沟系统5可以就地势而下最大限度地疏导阻隔的上游来水，避免因垂直阻隔系统4渗透系数低于相对隔水层11而产生越流补给或因垂直阻隔系统4渗透系数低于受阻隔含水层而产生上游
一侧水位抬升、水压增大对阻隔效果造成不利影响，通过垂直阻隔系统4以及地下导排盲沟系统5有机结合，将上游未污染地下水阻隔、截流并避开污染堆体1后导排至下游，避免产生环境问题，在后期不需长期运营，降低运营成本，尤其适用于不具备运营条件的谷地治理区域。
[0055]
进一步地，垂直阻隔系统4包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的垂直阻隔墙一；当污染晕2上游两侧的常年稳定地下水水位线12位于相对隔水层11的顶面以上时，可以在污染晕2上游两侧设置垂直阻隔墙二，且垂直阻隔墙一的两端分别与其两侧的垂直阻隔墙二连成整体；当污染晕2上游两侧的常年稳定地下水水位线12位于相对隔水层11的顶面以下时，可以不设置垂直阻隔墙二。进一步地，垂直阻隔墙一或垂直阻隔墙二的底部至少伸入相对隔水层113-5m，保证垂直阻隔墙的截水效果和稳定性。
[0056]
进一步优化地，垂直阻隔墙一和垂直阻隔墙二的下游一侧设置有防腐层，防腐层是由现有的抗酸、抗碱的耐腐蚀材料在垂直阻隔墙表面涂覆形成。当污染堆场上游侧的地下水受污染呈酸性或碱性时，该防腐层可以起到保护垂直阻隔墙的作用，避免垂直阻隔墙受到酸或碱腐蚀而损坏。
[0057]
进一步地，地下导排盲沟系统5包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的导排盲沟一以及污染堆场的污染晕2上游两侧的导排盲沟二，且导排盲沟一的两端与其两侧的导排盲沟二连通，导排盲沟二可顺地势由高到低布设或结合地层展布设一定坡降，使得满足最大可承受流速的同时截流的地下水向污染晕2下游排去，形成人为制造的地下水径流优势通道。其中，导排盲沟一和导排盲沟二需要导水、受压能力强并能有效阻止岩石碎屑等杂物进入而堵塞通道，具体地，当导排盲沟一和导排盲沟二位于常年稳定地下水水位线12以下时，导排盲沟一和导排盲沟二可以采用花管，且渗透系数需要远大于1.0
×
10-7
cm/s，如导排盲沟一和导排盲沟二可以采用渗透系数为1cm/s的花管；当导排盲沟二位于常年稳定地下水水位线12以上时，导排盲沟二可以采用实管，接导排盲沟一来水并排至下游。以地下水分水岭与垂直阻隔系统4为零通量边界，圈画地下水的补给范围，通过计算设计导排盲沟一和导排盲沟二的内截面尺寸，以满足导排水量需求。
[0058]
进一步地，位于常年稳定地下水水位线以下的所述地下导排盲沟系统5的下方设置有耦合系统6，所述耦合系统6与所述垂直阻隔系统4相连。耦合系统6可以对地下导排盲沟系统5起到顶托作用，同时有利于上游地下水进入地下导排盲沟系统5中。
[0059]
更进一步地，耦合系统6包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的防渗底板一，防渗底板一位于导排盲沟一的下方，且防渗底板一与垂直阻隔墙一连接；当导排盲沟二位于常年稳定地下水水位线12以下时，导排盲沟二采用花管，其下方可以设置防渗底板二，防渗底板二与垂直阻隔墙二连接，且防渗底板一的两端分别与其两侧的防渗底板二连成整体，防渗底板可以起到顶托导排盲沟的作用，同时作为导排盲沟的隔水底面进行阻水，避免顺势进入盲沟的水流下渗，更有利于地下水进入导排盲沟中；当导排盲沟二位于常年稳定地下水水位线12以上时，导排盲沟二采用实管，其下方可以不设置防渗底板二。
[0060]
优化地，防渗底板一和防渗底板二位于常年稳定地下水水位线12以下时，当相对隔水层11上方有一层含水层，防渗底板一和/或防渗底板二设置在含水层与相对隔水层11的交界处，当相对隔水层11上方有两层含水层，防渗底板一和/或防渗底板二设置在上层含水层与下层含水层交界处以及下层含水层与相对隔水层11交界处。
[0061]
进一步地，地下水污染防控系统还包括应急系统7，在上游压力骤增的情况下可以启动应急系统7增加抽排能力；具体地，应急系统7包括液位开关、抽排机构和控制器，抽排机构的进水端和液位开关均埋设于垂直阻隔系统4上游一侧的常年稳定地下水水位线12上方，液位开关和抽排机构均与控制器连接。当常年稳定地下水水位线12位于相对隔水层11的顶面以上时，可以在常年稳定地下水水位线12上方设置该应急系统7，进一步保障整个体系的长期有效性和稳定性，在遇特大暴雨或持续性强降雨，垂直阻隔系统4上游水位持续增高，垂直阻隔系统4和地下导排盲沟系统5压力骤增时，通过水位的抬升紧急促发液位开关，临时启动抽排机构疏导水压，避免突发情况下垂直阻隔系统4和地下导排盲沟系统5受到损毁。
[0062]
本发明的垂直阻隔系统4、耦合系统6、地下导排盲沟系统5、应急系统7除需满足上述要求和条件外，对选取的材料、制备方式和样式等没有特殊的限定，结合实际工程需求和要求即可。本实施例的地下水污染防控系统主要适用于相对隔水层11埋深较浅、可采取开挖方式施工的场景。
[0063]
实施例一
[0064]
当污染堆场位于谷地，其堆置区上游的相对隔水层11以上有两层含水层，分别为含水层一9和含水层二10，污染堆场的底部埋深至下层的含水层二10中，堆置区正上游和上游其中一侧的常年稳定地下水水位线12位于上层的含水层一9底面以上，上游另外一侧的常年稳定地下水水位线12位于含水层一9底面以下、含水层二10顶面以上，堆体上游及两侧山体来水均为污染源的地下水补给。
[0065]
如图1-图3所示，为降低地下水的补给量从而减弱污染程度，本实施例提供一种垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统，包括垂直阻隔系统4、地下导排盲沟系统5以及耦合系统6；垂直阻隔系统4包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的垂直阻隔墙一以及设置于污染晕2上游两侧设置垂直阻隔墙二，且垂直阻隔墙一的两端分别与其两侧的垂直阻隔墙二连成整体，直阻隔墙一和垂直阻隔墙二的底部伸至相对隔水层11中；耦合系统6包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的防渗底板一以及设置于污染晕2上游两侧的防渗底板二，污染晕2正上游的含水层一9与含水层二10的交界处以及含水层二10与相对隔水层11的交界处均设置有防渗底板一，污染晕2上游两侧的含水层二10与相对隔水层11的交界处均设置有防渗底板二，常年稳定地下水水位线12位于含水层一9底面以上一侧的含水层一9与含水层二10的交界处也设置防渗底板二，常年稳定地下水水位线12位于含水层一9底面以下一侧的含水层一9与含水层二10的交界处不设置防渗底板二，防渗底板一和防渗底板二的一侧分别与直阻隔墙一和垂直阻隔墙二连接，防渗底板一的两端与其两侧的对应的防渗底板二连接；地下导排盲沟系统5包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的导排盲沟一以及设置于污染晕2上游侧面的导排盲沟二，防渗底板一上均设置有导排盲沟一，防渗底板二上均设置有导排盲沟二，导排盲沟一的两端与其两侧的对应的导排盲沟二连通，其中，导排盲沟一和导排盲沟二均可以采用花管。
[0066]
上述的地下水污染防控系统的设计方法如下：
[0067]
首先调查所得地质和水文地质条件，获取基本地形数据、含水层的层数，含水层的厚度及顶底面埋深、相对隔水层11顶面埋深及厚度，搭建三维地质模型，再基于三维地质模型和获取的水文地质参数，根据边界条件圈定堆场所在地下水系统，建立水文地质概念模
型，然后基于达西定律、降雨入渗法、水平衡分析法以及非稳定流三维有限元法建立与水文地质概念模型相对应的三维非稳定流数学模型，通过三维非稳定流数学模型模拟得到初始流场；
[0068]
三维非稳定流数学模型如下：
[0069][0070]
h(x,y,z,0)＝h0，(x,y,z)∈ω
[0071][0072]
h(x,y,z,t)＝h1，(x,y,z)∈s1[0073]
式中，ω：地下水渗流区域，量纲：l2；
[0074]
h0：初始地下水位，量纲：l；
[0075]
h1：指定水位，量纲：l；
[0076]
s1：第一类边界；
[0077]
s2：第二类边界；
[0078]
μs：单位储水系数，量纲：l-1
；
[0079]kxx
，k
yy
，k
zz
：分别为x、y、z主方向的渗透系数，量纲：lt-1
；
[0080]
w：源汇项，包括蒸发、降雨入渗补给、井的抽水量，量纲：t-1
；
[0081]
q(x，y，z，t)：表示在边界不同位置上不同时间的流量，量纲：l3t-1
；
[0082]
表示水力梯度在边界法线上的分量；
[0083]
上述三维非稳定流数学模型中涵盖有达西定律、降雨入渗法和水平衡分析法，通过该模型模拟得到初始流场；模拟所得初始流场后进行参数识别和模型验证，较正模型使得模拟结果与实际情况相匹配。获得确定的流场数据后，进行工程情景的设定。
[0084]
再根据地形地势、相对隔水层11以上含水层一9和含水层二10分别对应的厚度、底面埋深、每层的涌水量或渗透系数以及常年稳定地下水水位，列出垂直阻隔系统4、耦合系统6与地下导排盲沟系统5设置位置和深度的不同组合方式，如在含水层一9底面处、含水层二10底面即相对隔水层11顶面处单独组建地下导排盲沟系统5或共同建立组成地下导排盲沟系统5。
[0085]
初步设定了垂直阻隔系统4和地下导排盲沟系统5的布设位置和深度后带入初始流场的三维非稳定流数学模型模中进行计算和模拟。叠加措施后的第一步水力计算仅考虑垂直阻隔系统4，该系统的渗透系数按1.0
×
10-7
cm/s计，算出垂直阻隔后上游补给来水进入污染堆体1可消减的水量，模拟预测阻隔后水位抬升增加的水头值或越流补给的水量；第二步，在第一步的计算和模拟预测结果上，计算出地下导排盲沟系统5需要疏导的地下水水量，将疏导水量数据进行处理，依据达西定律计算得到导排盲沟尺寸，将导排盲沟尺寸、设置位置的不同组合工况带入所得三维非稳定流数学模型中，迭代或反复调试计算垂直阻隔系统增加导排盲沟系统后，可截流导排的流量是否满足要求，同步考虑耦合系统6的作用，全部带入第一步模拟计算结果中。
[0086]
最终，通过不同设定情景的模拟计算，结合现场施工条件与经济成本的考量，得到一种垂直阻隔与地下导排盲沟耦合的地下水污染防控方法在此地块中的最优设计方案。
[0087]
考虑到遭遇特大暴雨或持续性强降雨的情况，在上游一侧的常年稳定地下水水位线12上方增设应急系统7，通过水位的抬升紧急促发液位开关，紧急启动抽排机构排出骤增的地下水，保障整个体系的长期有效性和稳定性。应急系统7的规模布设，是基于上述第二步带入工程措施后建立的三维非稳定流数学模型，改变其中的源汇项w，以20年一遇特大暴雨降雨强度作为补给输入，计算模型增加的水量，从而设计液位开关的位置以及抽排机构的处理能力。应急系统7分别布设在污染堆体1的上游及两侧。
[0088]
实施例二
[0089]
当污染堆场位于谷地，其堆置区上游的相对隔水层11以上有一层含水层一9，污染堆场的底部埋深至相对隔水层11中，堆置区底部相对于两侧山体亦埋深至相对隔水层11，正上游的含水层一9较厚，常年稳定地下水水位线12位于含水层一9底面以上，但两侧山体分布范围小且薄，山体两侧的常年稳定地下水水位埋深较深，基本位于含水层一9底面以下。堆体上游及两侧山体来水均为污染源的地下水补给。
[0090]
如图4-图5所示，为降低地下水的补给量从而减弱污染程度，本实施例提供一种垂直阻隔与导排盲沟耦合的地下水污染防控系统，包括垂直阻隔系统4、地下导排盲沟系统5以及耦合系统6；垂直阻隔系统4包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的垂直阻隔墙一，垂直阻隔墙一的底部伸至相对隔水层11中；耦合系统6包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的防渗底板一，防渗底板一设置于含水层一9与相对隔水层11的交界处，防渗底板一的一侧与垂直阻隔墙一连接；地下导排盲沟系统5包括设置于污染堆场的污染晕2正上游的导排盲沟一以及设置于污染晕2上游两侧的导排盲沟二，导排盲沟一的两端分别与两侧的导排盲沟二连通，导排盲沟一设置于防渗底板一上，导排盲沟二设置于相对隔水层11顶面上，且导排盲沟一采用花管，导排盲沟二采用实管顺地势而下设置，将上游阻隔的地下水疏导至下游。
[0091]
上述的地下水污染防控系统的设计方法如下：
[0092]
首先基于调查所得地质和水文地质条件，获取基本地形数据、含水层的层数，含水层的厚度及顶底面埋深、相对隔水层11顶面埋深及厚度，搭建三维地质模型，再基于三维地质模型和获取的水文地质参数，根据边界条件圈定堆场所在地下水系统，建立水文地质概念模型，然后基于达西定律、降雨入渗法、水平衡分析法及非稳定流三维有限元法建立与水文地质概念模型相对应的三维非稳定流数学模型，通过三维非稳定流数学模型模拟得到初始流场；三维非稳定流数学模型同实施例1相同。
[0093]
模拟所得初始流场后进行参数识别和模型验证，较正模型使得模拟结果与实际情况相匹配。获得确定的流场数据后，进行工程情景的设定。
[0094]
再根据地形地势、相对隔水层11以上的含水层层数以及每层含水层的厚度、底面埋深、涌水量、渗透系数和常年稳定地下水水位，列出垂直阻隔系统4、耦合系统6与地下导排盲沟系统5设置位置和深度的不同组合方式。
[0095]
初步设定了垂直阻隔系统4和地下导排盲沟系统5的布设位置和深度后带入初始流场的三维非稳定流数学模型模中进行计算和模拟。叠加措施后的第一步水力计算仅考虑垂直阻隔系统4，该系统的渗透系数按1.0
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10-7
cm/s计，算出垂直阻隔后上游补给来水进入
污染堆体1可消减的水量，模拟预测阻隔后水位抬升增加的水头值或越流补给的水量；第二步，在第一步的计算和模拟预测结果上，计算出地下导排盲沟系统5需要疏导的地下水水量，将疏导水量数据进行处理，依据达西定律计算得到导排盲沟尺寸，将导排盲沟尺寸、设置位置的不同组合工况带入步骤s5所得三维非稳定流数学模型中，迭代或反复调试计算垂直阻隔系统增加导排盲沟系统后，可截流导排的流量是否满足要求，同步考虑耦合系统6的作用，全部带入第一步模拟计算结果中。
[0096]
最终通过模拟计算，同时结合现场施工条件与经济成本的考量，得到一种垂直阻隔与地下导排盲沟耦合的地下水污染防控方法在此地块中的最优设计方案。
[0097]
考虑到遭遇特大暴雨或持续性强降雨的情况，在上游一侧的常年稳定地下水水位线12上方增设应急系统7，通过水位的抬升紧急促发液位开关，紧急启动抽排机构排出骤增的地下水，保障整个体系的长期有效性和稳定性。应急系统7的规模布设，是基于上述第二步带入工程措施后建立的三维非稳定流数学模型，改变其中的源汇项w，以20年一遇特大暴雨降雨强度作为补给输入，计算模型增加的水量，从而设计液位开关的位置以及抽排机构的处理能力。应急系统77分别布设在污染堆体1的上游及两侧。应急系统7布设在污染堆体1的上游。
[0098]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。