潜流层是河岸带的下边缘,是地表水地下水相互作用的区域,地表水通过其透水层渗入地下水,具有良好的水质净化能力。石佛寺水库是辽河干流上唯一的控制型工程,也是典型的滞洪型水库,库区内分布沈阳市黄家水源地与沈阳市农高科水源地,日供水量达10万m3/d,石佛寺水库库区面积较大,地表-地下水联系较强,在蓄水过程中,由于石佛寺水库地下水中铁锰含量本底值较高,因此如何控制并降低其地下水处理难度,提高水处理效率已引起有关部门高度关注。石佛寺水库蓄水作用改变当地地下水环境,使潜流层位置、面积等发生巨大变化,其对当地地下水环境中铁锰影响巨大。另一方面,由于库区内两处水源地均以傍河取水的方式进行供水,其取水过程会对当地地下水环境产生何种影响也是目前较为迫切需要了解的问题。本课题为研究水库蓄水过程对潜流层产生何种影响,傍河取水对潜流层中铁锰含量影响作用,源头上降低潜流层中铁锰含量,主要完成以下工作:一地表水与地下水质量评价。本次分别通过综合指数法与模糊综合评价法,对石佛寺水库地表水与地下水进行水质评价,其评价结果为石佛寺水库地表水水质整体为V类水;地下水水质在枯水期为Ⅳ类～Ⅴ类,丰水期为Ⅲ类～Ⅳ类。评价结果显示,地表水中主要超标物质为氨氮,地下水中主要超标物质为铁锰。二石佛寺水库潜流层划分。通过原位采集石佛寺水库库区土壤,进行室内实验,确定潜流层中铁锰浓度。收集石佛寺水库地下水水位,铁锰含量等,得出石佛寺水库铁锰含量分布,对石佛寺水库潜流层进行划分。确定石佛寺水库潜流层垂向范围为地表至地下5m以内,空间范围为距离地表水距离1.2～1.6km。铁浓度最大为5mg/L,锰浓度最大为1mg/L。三潜流层中铁锰的空间变化规律。本次通过现成采样与收集数据相结合的方式,从水动力学角度出发,分析水库对潜流层的影响。利用原位采集与室内实验相结合的方式确定潜流层中铁锰在垂向上的转化规律。结果表明石佛寺水库蓄水后在1年之内迅速改变潜流层中铁锰含量,并形成新的潜流层,距离水库距离越近其潜流层铁锰含量稳定速度越快。通过原位采集枯水期、丰水期石佛寺水库库区内部表层粘土,其深度在0～50cm范围内,结果表明垂向上潜流层对铁锰有一定的吸附去除氧化作用,其中丰水期对铁锰的去除能力分别为11.4%、19.2%,枯水期对铁锰的去除能力分别为20.7%、13.7%。石佛寺水库库区潜流层垂向上其铁锰含量变化为在潜流层内逐渐减小,由于其地下水本底值较高,在潜流层外向下逐渐增大。四潜流层中铁锰含量变化的模拟。首先建立石佛寺水库库区地表-地下水耦合模型,并利用已知库区数据对模型相关参数进行校正,运用visualmodflow软件中modflow与MT3DMS模块对水源地当前傍河取水状况下石佛寺水库中地下水水位与总铁进行模拟预测,结果表明石佛寺水库当前供水条件对其潜流层中铁锰影响较小。五潜流层中铁锰的控制。从生物角度,通过调查石佛寺水库库区内部水生植物与陆生植物中铁锰含量,确定库区内部地表植物对铁锰的富集规律,分析其对潜流层中铁锰的降解效果。结果表明石佛寺水库内水生植物根部对铁锰的富集能力最强,其铁锰的最大平均富集量分别为40mg/kg、24.54mg/kg,陆生植物中铁锰最大平均富集量分别为5.07mg/kg、1.05mg/kg,其铁锰富集规律为随距离水库距离增加而减少,为石佛寺水库库区铁锰的去除提供参考依据。本次实验通过室内土柱实验与采集数据相结合的方式,利用地下水中典型超标物质确定潜流层空间范围,拓宽了潜流层范围的研究思路,是本课题的方法创新之处。