贵阳市地下水水质评价

2024-05-28

贵阳市地下水水质评价(精选9篇)

贵阳市地下水水质评价 第1篇

1 地下水水文地质单元划分

贵阳地区内发育的新华夏系的阿哈寨——黔灵山压性、压扭性阻水断裂带以及砂页岩的存在, 把贵阳城区附近分成西部, 东部二个水文地质单元。

西区, 北以分水岭为界, 南以阿哈寨阻水横断裂带为界, 东以砂页岩为界, 西以隔水层为界, 形成了一个完整水文地质单元。该区属南北经向构造体系, 构造线方向与地层走向一致。呈串珠状分布的南北向落水洞、洼地、溶潭、地下河、伏流等多种与岩溶地下水有密切联系的岩溶个体或组合形态便是佐证。

此外, 北东向新华夏构造带是贵州省挽近期十分活跃的构造体系, 在构造应力场的反复作用下, 二次横张裂隙经历了发生、发展、进一步发育的过程。在三桥、阿哈寨一带东西向横断裂及东西向线性构造线发育, 在阿哈寨附近尤为明显。东西向二次横张裂隙和东西向横断裂的存在, 致使由北而南或由南而北顺层运移的地下水赋集于三桥——马王庙一带形成地下水富集区。

该区岩性以三叠系关岭组石灰岩、白云岩为主, 多裸露。地表岩溶形态发育, 地表径流缓慢。岩溶水动力类型属平缓褶皱型。暗河发育、地下水资源丰富。地下水流向自北而南顺层流动, 在排泄区——三桥一带, 地下水常常具承压性。

东区, 北、东、西三面分别以分水岭、区域阻水断裂及砂页岩为界, 南面以贵阳向斜核部侏罗系砂页岩为界。地质构造以贵阳向斜为主, 贵阳向斜为一完整的汇水盆地, 其地下水动力类型属向斜褶皱型。城区南部大片地下水沿向斜两翼可溶岩地层由南而北向市区中心的南明河排泄, 向斜北部翘起转折端为南北经向和北东向新华夏系构造带复合部位, 张性裂隙及断裂发育, 致使地层错位变动大, 层间产生滑脱, 利于地下水富集、排泄, 该区出露泉点较多, 地下水资源丰富。

2 地下水化学类型的分布

贵阳市地下水化学类型变化与人口分布, 钻孔揭露的地层及岩性等有关, 也与地下水的补、径、排条件有关。分成两个近于独立的水质区, 分别说明如下。

西区在三桥一带, 岩层呈狭长的南北向分布, 因而使该区地下水类型在平面上变化较大。地下水由北向南排泄, 北面为补给区, 地形坡度较陡, 地下水径流条件相对较好。含石膏地层主要分布在三桥一带。而三桥地区, 钻孔密布, 人类活动频繁, 地下水的开采程度远高于外围, 地下水质除受石膏地层的影响外, 还受人类活动的制约。浅部以重碳酸型水、重碳酸硫酸型低矿化水为主;深部以重碳酸硫酸中矿化水、硫酸重碳酸及硫酸型中矿化水为主, 硬度一般较高。另外, 由于岩性分布的不均匀性, 地下水化学类型在空间的分布出现相应的不均匀。

东区水化学类型与西区不同。该区是贵阳市的中心, 人口、工厂等密集, 特别是在市中心区, 是地下水高度开发区。由市中心向外围地区, 地下水水质类型呈有规律地变化, 表现为外围 (东、南西) 以重碳酸型低矿化水为主, 往市中心逐渐过度为重碳酸硫酸型、硫酸重碳酸型水。除在十六中附近有类似西部区的两层水质结构外, 在喷水池及棉纺厂一带, 还有相反的情况, 即:上层比下层水质差, 这可能与地表水对地下水的污染有关。

3 地下水质量评价

新华夏系的阿哈寨——黔灵山压性、压扭性阻水断裂带以及砂页岩的存在, 把贵阳城区附近分成西部, 东部二个水文地质单元。又根据区内地下水化学特征的差异, 将西部区又分为三个亚区:三桥亚区、阳关亚区、金华—燕子岩亚区。东部区分为贵阳市中心亚区及市郊亚区。

3.1 三桥亚区

三桥地区地下水, 一般水质较差:总硬度偏高, 常超过饮用水标准, 氟化物、硫酸根、“三氮”等也都有超标现象。特别是硬度、硫酸盐超标严重。该区水质较差的原因既有人为污染因素, 同时天然污染也起着重要的作用。三桥地区分布着含石膏较重的地层, 同时存在煤系地层, 使地下水中硫酸根含量偏高, 也造成区内氟超标。这种岩溶地下水动力系统的变化也将加速地下水水质的恶化, 同时三桥地区存在着严重的工业及生活污染。该区主要为Ⅳ类水质, 是贵阳地区地下水水质相对最差的地区。

3.2 阳关亚区

阳关亚区, 除粑粑坳附近硬度、氟、硫酸根等超标外, 其它一般水质较好另亚硝酸盐氮有超标现象, 该区主要为Ⅱ类水质, 是贵阳地区地下水水质相对较好的地区。

3.3 金华——燕子岩亚区

该区除亚硝酸盐氮有超标现象外, 其它无超标现象, 除野鸭塘等局部点为Ⅲ类水质, 该区主要为Ⅱ类水质, 是贵阳地区地下水水质相对较好的地区。

3.4 贵阳市亚区

该区位于盆地中, 且南明河贯穿其中。为岩溶地下水主要的径流、排泄区, 地下水循环较快, 为自然净化提供了比较好的水文地质条件。但由于该区为贵阳地区最主要的工业污染及生活污染源。因此, 该区地下水水质较差, 表现为总硬度偏高, 硫酸根、氯化物超标, 硝酸盐及亚硝酸盐严重超标, 但铁、氟化物等未出现明显超标现象。该区主要为Ⅲ类水质, 是贵阳地区地下水水质相对较差的地区。

3.5 市郊亚区

作为贵阳地区岩溶地下水的主要排泄区及开采区, 由于本身具有良好的水文地质隔水边界, 且该区工业、农业、生活污染较少。因此, 地下水水质较好, 总硬度、矿化度、硫酸根、氯化物、硝酸盐及亚硝酸盐虽有检出, 但浓度低于标准, 未造成地下水污染。该区主要为Ⅰ至Ⅱ类水质, 是贵阳地区地下水水质相对最好的地区。

4 结语

贵阳地区岩溶地下水水质总体水平较好。在空间上, 南郊地下水水质好于北郊, 东郊地下水水质好于西郊, 中部盆地区水质较差。在时间上, 丰水期较枯水期具有污染分布更广程度更高的特点。希望通过对贵阳市岩溶地下水系统进行的水质评价, 有利于该区域地下水的开发和治理。

参考文献

[1]陈述彭.地理信息系统的探索与试验[J].地理科学, 19893, 4 (3) :287~302.

[2]陈进, 王强, 席义明, 等.贵阳市环境地质研究贵州地质, 1998, 15 (3) :263~272.

菏泽市城区地下水水质监测与评价 第2篇

~菏泽市城区地下水水质监测与评价

摘要:2001~20菏泽市城区居民饮用水主要来源于地下水,地下水的水质状况直接关系到人民的生命与健康.为了解2001~年菏泽市城区地下水质量状况,我们对2001~2005年地下水水质状况进行了调查.并对监测数据进行汇总分析,利用单因子评价法进行分析评价,分析了水质污染原因,得出地下水水质尚可的结论.作 者:李星华    张翠菊    曹鲁军    LI Xing-hua    ZHANG Cui-ju    CAO Lu-jun  作者单位:菏泽市环境监测中心站,山东,菏泽,274010 期 刊:江苏环境科技  ISTIC  Journal:JIANGSU ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期):, 21(z1) 分类号:X8 关键词:地下水    监测分析    分析评价   

贵阳市地下水水质评价 第3篇

一、建立适合自身的质量管理体系

质量管理体系的建立和运行涉及实验室的各个部门, 领导对实验室质量管理体系予以足够的重视, 认真组织有关人员深入研究质量体系的程序、职责、过程和资源, 是建立合理有效的质量管理体系的前提。具体来说, 包括以下方面。

1. 全员参与质量管理体系的学习。

在建立质量管理体系前, 实验室要组织全体人员接受《评审准则》和管理体系方面的宣传教育, 安排具有一定技术水平和管理能力的职工外出参加相关培训以及邀请有关专家来实验室授课, 使每位员工充分了解质量管理体系的概念、目的和方法, 认识到实验室的管理现状与先进管理模式间的差异, 认识到质量管理体系不只是少数人的事情, 而是人人有责。

2. 明确质量方针和质量目标。

质量方针是实验室检测的工作准则, 应能够明确体现实验室自身的特点, 符合法律法规和用户的要求;质量目标应量化并具有可行性, 目标过高自身能力达不到, 过低又无法满足检验质量的要求。监测中心制定的质量方针是实验室公正廉洁、科学管理、数据准确、服务高效;质量目标是检测报告及时率100%, 检测报告一次交验合格率不低于95%, 检测报告差错率低于0.05%。

3. 全面分析实验室现状。

通过参观考察其他实验室并经过周密分析后, 监测中心依照《评审准则》的要求, 利用现有的人力和物质资源状况, 结合自身的检验工作范围和工作量, 新购置了部分与检测项目相匹配的仪器设备。在设置内部组织机构时, 增加了仪器室、质控室、仓库、档案室等部门, 并对实验室人员重新进行了岗位授权, 增设了质量主管、技术主管、质量监督员等岗位, 进一步保证了检验质量。

4. 质量管理体系文件化。

质量主管负责质量体系文件的编写工作。编写时应按照《评审准则》的要求, 结合实验室的具体情况, 对照要求逐个编写有关条款, 不能有漏项, 通过质量管理体系文件来规范实验室的工作和人员行为。通常, 《实验室质量管理手册》 (以下简称《质量管理手册》) 作为实验室的指令性和纲领性的文件, 由质量主管和内审员负责编写;《实验室程序文件》 (以下简称《程序文件》) 由各部门管理人员负责编写, 应具有实用性和可操作性, 责任明确;《作业指导书》和记录表格由质量主管根据每位人员的实际工作情况编写, 分解任务。从管理人员到检验人员, 每位人员都要从自己的工作实际出发, 我做我写, 使质量体系文件切实可行, 并在执行过程中发现问题及时采取纠正措施, 杜绝再次出现。

二、认真开展内部质量体系审核

内部质量体系审核 (以下简称内审) 作为实验室质量体系的一种自我改进机制, 是整个质量管理活动中最重要的活动之一, 是对质量管理体系的“定期看病”。实验室应严格按照《评审准则》的要求和《内部质量管理体系审核程序》的规定, 每年对质量体系进行内审。具体来说, 内审包括以下方面。

1. 各部门自查。

由于实验室人员大多是一人多岗, 内审组对《评审准则》的所有要素均进行全面审核既浪费人力物力财力也没必要。为此, 实验室可以按照《评审准则》的19个要素75条180款的要求, 对照《质量管理手册》和《程序文件》, 根据每一部门的不同职责编制不同的内审检查表, 交由各部门进行自我审核。

2. 选择重点审核要素。

内审组把各部门自查时的不符合项、上一年度内审时的不符合项以及对检测结果有重大影响的要素作为重点审核要素, 不仅有利于快速准确地发现体系中的薄弱环节和存在的问题, 还有助于验证整改效果。例如, 根据2009年的内审结果, 监测中心内审组在2010年内审时重点审核了仪器设备和标准物质、记录、抽样和样品处置、人员、量值溯源及结果质量控制等要素。

3. 不符合项纠正措施的跟踪确认。

对于在内审中发现的不符合项, 要以不符合项报告的方式形成正规书面记录, 报告内容应具体清楚, 对存在事实的描述应一目了然, 便于审核部门理解。例如, 在2010年监测中心的内审中, 实验室存在的主要问题有:仪器室、样品室环境条件记录不全面;仪器设备使用无记录或记录不规范;辅助测量设备, 如温度计、压力表、干湿温度计等没有进行检定或校准;检毕样品无标识, 随意摆放;未组织开展不定期的内部质控考核;个别标准物质已过有效期。监测中心内审组针对以上不符合项提出了纠正措施, 根据难易程度限定期限, 由所属部门和人员进行整改, 并逐项跟踪和确认最终效果符合了《评审准则》的要求, 实现了实验室内部质量审核的闭环管理, 进一步完善了实验室的质量管理体系。

4. 注重正面效应。

内审在查找问题的同时, 还要注意找出各部门质量管理方面的优点, 达到鼓励、相互借签和共同进步的目的, 使职工认识到内审的目的是帮助发现问题、提高水平, 而不是挑毛病、揭短处, 使职工能以正确的心态对待内审、重视内审, 而不是反感、消极对待内审。

三、实实在在进行管理评审

管理评审一般在每年的内审结束后, 按照《实验室管理评审程序》的规定进行, 对内审结果、管理体系的现状以及质量方针和目标作出评价, 确定改进的内容。

1. 对输入的资料、信息进行深入细致的研究, 找出关键问题和关键环节以及自身具备的优势条件, 以保证管理评审能够真正发挥作用。

2. 管理评审要解决的有些是质量体系运行中的问题, 有些是需要较大投入才能解决的问题。因此, 实验室主任应组织人员认真分析现状, 协调内、外部因素, 提出改进措施, 措施要切合实际并保证能得到有效的实施, 对于那些较难解决的问题, 不要急于求成, 应分期采取改进措施。由于监测中心仪器使用年限较长, 近两年的管理评审都提出了需要购置新的原子吸收分光光度计, 但由于投资大, 一直未能有效实施, 根据现状, 监测中心一方面对旧的仪器进行了维修和检定, 满足检验质量的要求, 一方面继续申请购置仪器。

3. 重视外部审核。外部审核主要是河南省技术监督局实验室计量认证和认证有效期内的监督评审。如果不能通过外部审核, 就说明实验室的质量管理体系存在缺陷, 不具备向社会出具具有法律效力的检测报告的资格。通过外部审核的推动和影响, 甚至是强制要求, 可以促使领导重视实验室的工作, 更新过时的仪器设备, 加强人员的教育培训;而且不同的专家从不同的视角发现实验室质量管理体系中存在的不足, 及时实施整改, 可以保证实验室质量管理体系的持续改进。

四、增强实验室人员的责任心

1. 明确岗位职责, 做好岗位授权。

《质量管理手册》和《程序文件》对实验室每个岗位的职责有明确规定。在对职工做岗位授权时, 内容也要清晰准确, 必须让每个职工清楚地知道自己应该做什么, 达到什么样的水平, 担负什么样的责任, 具有什么样的权力。

2. 积极开展全员培训。

监测中心每年都会制定职工培训和考核计划。结合该实验室当前的情况和任务以及对人员能力的需求, 培训和考核内容主要有评审准则、质量体系文件、相关法律法规的要求、所从事的岗位应具备的化学理论知识和实际操作技能等;培训方法也是多种形式, 如外出学习、实验室内部组织的集中学习、自学、函授等。

3. 实施有效的激励机制。

对检验人员实行量化目标考核, 工作情况与资金、评选先进挂钩, 评定职务职称时除考虑学历资格, 更看重员工的实际业务水平、工作成绩。

贵阳市地下水水质评价 第4篇

熵权集对分析法在地下水水质评价中的应用

摘要:在介绍集对分析法基本原理的基础上,详细论述了熵权集对分析法在水质评价中应用的具体步骤,并以内蒙古东胜煤田阿不亥普查区地下水为例进行水质评价.结果表明,该地区地下水水质较好,未受污染或污染很小.熵权集对分析法具有使用方便,计算简单,信息利用率高,结果直观、合理、可靠等优点,是一种高效的地下水水质评价方法,值得推广.作 者:李培月 吴健华 LI Peiyue WU Jianhua 作者单位:长安大学,环境科学与工程学院,陕西西安,710054期 刊:宁夏工程技术 Journal:NINGXIA ENGINGEERING TECHNOLOGY年,卷(期):,9(1)分类号:X824关键词:集对分析法 熵权 水质评价 地下水

富裕县地下水水质评价 第5篇

1 水文地质条件

受新构造运动的影响, 松嫩平原相对下降, 沉积了较厚的第四系地层。由于新构造运动的差异, 致使第四系沉积物由东北高平原向西南低平原逐渐增厚, 含水层岩性、厚度及富水性具有明显的规律性。全新统砂、砂砾石潜水含水层分布于嫩江、乌裕尔河河谷地带, 埋藏浅, 局部微承压, 透水性好, 与河水有密切水力联系, 地下水径流通畅。对于上、中更新统砂、砂砾石承压水含水层, 除东北部二道弯镇和忠厚乡部分地区外, 全区均有分布。嫩江河谷地带与上部潜水含水层直接相连, 乌裕尔河河谷及附近地区与上部潜水也有密切的水力联系。主要为大气降水渗入补给和侧向径流补给。下更新统砂、砂砾石承压水含水层分布全区, 以地下水径流形式补给和排泄[1,2]。

2 地下水水质评价

2.1 生活饮用水水质评价

全区地下水为无色、无味、透明、矿化度小于1 g/L的重碳酸盐型淡水, p H值6.5~8.5, 除富海镇地下水总硬度大于356.6 mg/L外, 其余地区的地下水总硬度均小于356.6 mg/L, 根据生活饮用水卫生标准, 对承压水进行水质评价。

枯水期, 氟化物含量超标的有龙安桥、绍文乡、富海镇、友谊乡, 主要分布在富裕县东部和南部;酚超标的有富海、老窖酒厂;砷含量超标的有繁荣乡、忠厚乡、富路镇、老窖酒厂、黑龙造纸厂, 主要分布在乌裕尔河左岸和富路镇内;锰含量超标的有龙安桥、绍文乡、繁荣乡、友谊乡、富海镇、富路镇、老窖酒厂、黑龙江造纸厂, 主要分布在富裕县东部、南部和富裕镇内;总铁含量超标的有龙安桥镇、绍文乡、繁荣乡、富裕牧场和黑龙江造纸厂, 主要分布在东南部、西南部和黑龙江造纸厂。

丰水期, 氟化物含量超标的有龙安桥镇、绍文乡、富海镇、友谊乡, 主要分布在富裕县东南部;锰含量超标的有龙安桥镇、绍文乡、繁荣乡、友谊乡、富路镇、老窖酒厂和黑龙江造纸厂, 主要分布在富裕县南部和富裕镇内;总铁含量超标的有龙安桥镇、绍文乡、塔哈乡、繁荣乡、富裕镇和富裕牧场, 主要分布在富裕县东部和南部。

通过分析, 丰、枯期氰、汞、六价铬和铜、铅、锌、镉含量均符合饮用水标准。均超标的项目有氟化物、锰、总铁。成人平均每日对铁的摄入量为60~110 mg, 对锰的摄入量为4 mg左右。尽管当地地下水的铁、锰含量高, 但均未达到中毒程度。除绍文乡、富海镇的氟化物含量分别为标准值的2.5、2.0倍外, 其余均小于标准值的1.06倍, 超标程度不大, 不会对人体产生影响。枯水期部分地区地下水的酚和砷含量超过标准值, 酒厂的酚值最大, 为标准值的1.48倍, 酚、砷超标程度都不大, 不会对人体产生不良影响[3]。

总体来看, 富裕地区水质较好, 适合饮用, 但在富海镇出现氟病, 繁荣乡曾发生过克山病和大骨节病, 病因多是由于饮用潜水所致。在近些年的防病改水工作中, 当地修建许多承压水井, 取得了显著效果。

2.2 灌溉用水评价

根据农田灌溉水质标准进行评价, 枯水期砷含量超标的有忠厚乡、繁荣乡、富路镇、老窖酒厂、黑龙造纸厂, 主要分布在东北至西南方向的条带状区域内;除龙安桥镇、忠厚乡外, 当地农田灌溉水镉含量普遍超标。丰水期全区镉普遍超标。

2.3 地下水污染程度评价

根据富裕地区地下水监测资料分析, 全区承压水水质较好, 没有受到人为因素的污染[4,5,6]。因此, 本文只评价潜水污染程度。

2.3.1 评价参数。

选择矿化度、总硬度、氯化物、硫酸盐、硝酸盐氮、铁、锌、氟化物、细菌总数、总大肠菌群10项指标作为评价参数。

2.3.2 评价方法与标准。

评价方法采用地下水综合指数法。评价标准 (P为污染系数) :未污染区, P<0.5;轻度污染区, 0.53.0。

2.3.3 评价结果。

全区潜水水质评价结果:除机械化农场水质监测点的P值为1.42外, 其余水质监测点的P值均小于0.5。水质评价结果说明机械化农场处属于点污染, 已达到中度污染的程度, 主要污染成分为矿化度、硫酸盐、铁、细菌, 反映该点主要受生活污染[7,8,9];其余地区未达到污染的程度属于未污染区, 但牛场、杨屯、繁荣村3个点的p H值已接近0.5。

摘要:对富裕县地下水的生活饮用水和农田灌溉用水的水质进行评价, 论述丰、枯期生活饮用水均超标的氟化物、锰、总铁的分布和超标程度, 简述农田灌溉用水评价指标的超标现状。经地下水污染程度评价分析, 表明当地已经出现中度污染程度的点, 由此可为地下水水质评价提供理论依据。

关键词:地下水,水质,评价,黑龙江富裕

参考文献

[1]费里泽R A, 彻里J A.地下水[M].北京:地震出版社, 1987:67-69.

[2]史长春.水文地质勘察[M].北京:水利电力出版社, 1991.

[3]张风海, 赵旭, 纪少志.富裕县地下水污染现状及防治对策[J].黑龙江水专学报, 2002, 29 (3) :27.

[4]符传君, 姚烨, 马超.海口市水资源供需平衡分析及对策研究[J].水资源与水工程学报, 2011, 22 (2) :94-99.

[5]李青山, 李怡庭.水环境监测实用手册[M].北京:水利电力出版社, 2003:12-58.

[6]王红云, 赵连俊.环境化学[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[7]金传良, 郑连生.水量与水质技术实用手册[M].北京:中国标准出版社, 2007.

[8]北京市环境保护科学研究院.环境影响评价典型实例[M].北京:化学工业出版社, 2002.

焦作地区浅层地下水水质评价 第6篇

焦作地区由于工业污废水、固体废物的排放,矿产的开采,生活垃圾的随意堆积,农业上大量化肥农药的使用,使得地下水水质遭受严重污染,污染指标超标率高,严重威胁到当地生产、生活和农业用水安全。因此,查明研究区地下水中主要污染因子和污染程度,正确划分水体功能区域,对水质严重污染区域实施有效准确的治理变得尤为重要和迫切。本文采用应用成熟的模糊综合评判法对地下水进行污染水质的等级划分,进行水质评价,为划分水体功能区域,对超标水质实施针对性的专项治理提供理论依据,对保障研究区地下水环境的安全具有重要意义。

传统的地下水水质评价中常用的方法有单因子指数法、综合指数法等。单因子评价法是对单个水质指标进行评价,能够直接反应单个因子的超标情况[1],但评价结果无法反应地下水水质的整体特征,因此评价具有较大误差;综合指数法是通过对不同指标赋予不同权重值来综合评价地下水质。该评价模型因具有不同的修订形式[2],并且水质分级界限模糊,所以无法反应水质真实情况,甚至降低重要超标因子的污染贡献率。

模糊综合评判法是通过给定评价标准和实测值,经过模糊变换实现水质分级的一种评价办法[3]。通过建立因素集、评价集,构建隶属度函数、模糊权重矩阵,并进行模糊综合运算,最后确定水质界限。模糊综合评判法与传统评价方法相比,具有更强的污染级别模糊划分模式,体现不同评价因子对地下水质影响权重,突出最大污染因子,能够更加客观真实的反应地下水质情况[4]。因此,本文选用模糊综合评判法评价研究区浅层地下水水质具有实用价值。

1研究区概况

研究区位于北半球中纬度季风区,属温带大陆性气候,冬季寒冷少雨,夏季炎热多雨。年蒸发量远远大于降雨量,多年平均降雨量为645 mm,多年平均蒸发量高达1 500 mm,降雨量呈现出由北部山前到南部平原逐渐减少趋势。研究区地下水类型为松散岩类孔隙水,渗透系数最高150 m/d,最低小于10 m/d。浅层地下水位埋深小于4 m,水位稳定,年内变幅小于1 m。山前一带出现疏干区,面积约为100 km2,地下水埋深大于40 m。调查区南起沁河,北至待王镇,长32 km,西起博爱县许良镇,东至仇化庄,总面积达面积1 615 km2。监测井ck1-ck5为大家作水利截获试验区的长期监测点,由于监测污染指标浓度偏大,将监测井特殊编号;其他监测井则取自钻探井和民用井,共83个。为了使评价结果更准确,选取2011年丰水期7月至9月份,枯水期10月到次年2月份的水样进行评价。图1为调查区范围及监测井分布。

2研究区浅层地下水水质评价

2.1评价因子集的建立

研究区的检测指标有200多项,通过主成分分析法选取主要评价因子,由载荷值的大小发现,在第一主成分中具有较高负荷值的有溶解性总固体、氯化物、硫酸盐、镍、硝酸盐氮、硬度、氨氮、氟化物和六价铬,由于第一主成分贡献率明显大于第二和第三主成分,因此几乎包含所有的重要信息,所以选取第一主成分的高负荷值因子作为主要评价因子。将上述9个主要污染指标作为评价因子,并建立评价因子集合U={X1,X2,…,X8,X9}={硝酸盐氮,溶解性总固体,硫酸盐,硬度,六价铬,氯化物,氨氮,氟化物 ,镍}。

2.2水质因子评价集的建立

依据GB 14848-1993 《地下水质量标准》Ⅰ-Ⅴ类水质标准,将研究区浅层地下水水质划分为5级进行评价,从而建立水质因子评价集,即V={V1,V2,V3,V4,V5}={Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ}。

2.3建立隶属度集合

由评价因子集合U和水质因子集合V建立模糊关系矩阵R,利用污染因子的浓度值与地下水质量分类标准建立各因子的隶属度函数[5]。按照式(1)~(3)建立因子隶属度函数集。

j=1级的各因子的隶属度函数:

Ri1(ri)={1uivi1vi2-uivi2-vi1vi1uivi20uivi2(1)

j=2,3,4级的隶属度函数:

Rij(ri)={0uivij+1uivij-1ui-vij-1vij-vij-1vi,j-1uivijvi,j+1-uivi,j+1-vijvi,juivij+11ui=vi,j)(2)

j=5级函数:

Ri5(ri)={0uivi4vi5-uivi5-vi4vi4uivi51uivi5(3)

将88个监测点的各个评价因子分别进行单因子隶属度函数计算,得到每个监测点评价因子的隶属度集合,即矩阵R,从而建立各个监测点的模糊矩阵Rk。如ck1、1、2、77监测点的模糊矩阵。

Rck1=[00.7770.2230000.2340.7660000.960.040.660000.340.660000.720.280000.60.6000001000.720.28010000]R1=[00.6470.3530000.3180.68200000.9090.0911000.820.180100000.210.7900000.750.250010.9330.067000.8270.173000]R2=[00.6990.3010000.5760.42400000.810.190000.740.260100000.370.6300000.8110.18900100000.9270.073000]R77=[0.470.5300000.4820.5180000.8460.1540000.120.8800100000000.9760.02400.6940.306001000010000]

2.4构造模糊权向量矩阵

由于9个评价因子对地下水污染的贡献率是不相同的,按照各个因子对地下水污染作用的大小分别赋予权重值,其权重值的大小根据公式4来确定。

aici/si¯i=19(ci/si¯)si¯=15j=15sij(4)

式中:ci为第i种污染因子的实际检测值,mg/L;si¯为第i种污染因子的水质量基点值,mg/L。

由公式确定的各污染因子的权重值,得到评价因子的权重系数。监测点各评价因子权重系数,由于篇幅所限,本文选取污染浓度偏大点ck1-ck5,南部平原区1号和2号监测点以及西北部山前地区75-77号监测点为例,计算结果如表1。

根据评价因子权重系数建立评价因子的模糊权向量Ak={a1,a2,a3,…,a9},如监测井ck1,1,2,83模糊权向量矩阵为:

Ack1={0.0506,0.0803,0.0707,0.1361,0.1394,0.0697,0.4511,0.0006,0.0015}

A1={0.125 3,0.153 4,0.238 4,0.247 6,0.016,0.118 7,

0.055 5,0.000 8,0.044 4}

A2={0.123 1,0.138 1,0.263 1,0.267 7,0.017,0.110 5,

0.049,0.000 8,0.030 6}

A77={0.005 05,0.163,0.176 2,0.264 6,0.004 6,

0.268 8,0.074 1,0.000 1,0.000 8}

2.5模糊综合运算

单因素模糊评价完成后,需要综合考虑所有影响因素以及各元素之间的影响关系来进行综合评价,为划分研究区浅层地下水污染等级做好基础,需要进行矩阵R和矩阵A的复合运算,即进行模糊综合运算[6]。

S=A×R

得到的矩阵SK={S1,S2,…,S9}进行归一化处理就为水质综合评价的结果。ck1-ck5、1、2、75-77监测点模糊综合运算结果如下。

Sck1={0.001 5,0.1942 84,0.207 362,0.1457 54,0.451 1}

Sck2={0.001 94,0.008 96,0.005 446,0.0215 54,0.962}

Sck3={0.000 3,0,0.003 595,0.018 505,0.977 6}

Sck4={0.000 6,0,0.075 408,0.057 992,0.866}

Sck5={0.000 5,0.039 042,0.308 954,0.420 504,0.230 9}

S1={0.078 44,0.272 93,0.582 462,0.066 262,0}

S2={0.087 05,0.277 18,0.516 078,0.119 591,0}

S75={0.024 44,0.294 306,0.287 553 9,0,0.39 37}

S76={0.042 52,0.273 235 9,0.663 060 7,0.0212 797,0}

S77={0.029 23,0.336 272,0.365 692 8,0.262 348,0.006 451}

2.6确定水质级别

按照最大隶属度原则来确定研究区水质级别[7]。如果出现2个或者2个以上的隶属最大值,选择靠近次大值的最大值所属级别作为监测点的水质级别[8]。由评价结果可知,在研究区分布的88个监测点中,浅层地下水中不存在Ⅰ类水源水;Ⅱ类水质有16个监测点,所占比例仅为18.18%;Ⅲ类水质共有48个检测点,比例为54.54%;共有1个监测点为Ⅳ类水质,占比例是1.14%;Ⅴ类水质共有检测点23个,比例达到26.14%。

2.7模糊评价结果分析

由评价结果发现,研究区Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类水质占到81.82%,若以Ⅲ类水作为水质标准,受污率高为81.82%,并且不存在Ⅰ类水。劣Ⅴ类水质主要分布于研究区北部的大家作、小尚、和北敬村区域,以及南部的任庄村、小王庄、南李村一带。经污染源调查发现,西冯封、大家作、小尚一带为重要的工业企业基地,分布有20多个工业企业和1个电厂灰场,工业企业排放的大量废水和废渣的化学成分十分复杂,主要含有硝酸盐、氯化物、硫化物、氟化物、重金属等,废水废渣是造成该地区污染浓度高、水质差的重要原因,与评价结果具有一致性;南部农业种植区为重要的农业污染源,染物的主要来源是化肥、有机肥、农药、粪便以及用于灌溉的污水废水,同时任庄、南李村一带汇集了沁河、蒋沟和运量河等重要的排污河,大量工业污水和生活废水经河道渗入地下,造成地下水严重污染,因此,评价结果能够反映研究区污染实际情况。劣Ⅴ类以上水质已基本失去使用功能,在一定程度上甚至会影响到工农业用水安全,而研究区劣五类水质已达到26%,因此,研究区急需加强污染治理,恢复地下水正常水体功能[9]。水质污染分区如图2所示。

3结语

本文基于模糊综合评价办法构建评价因子集、水质因子评价集、隶属度集、模糊权向量矩阵,最后进行模糊综合运算来确定焦作地区浅层地下水水质级别。评价结果表明,研究区污染情况严重,污染比率高达81.82%,Ⅴ类水质占总监测点26.14%,并且不存在Ⅰ类水源水。

利用监测点水质评价结果划分污染区域,劣五类水质主要分布于研究区北部的大家作、小尚、和北敬村区域,以及南部的任庄村、小王庄、南李村一带,高浓度污染区域与工业污染源、农业污染源与生活污染源分布具有一致性。因此,对研究区重点污染区域实施针对性的治理办法,恢复地下水正常功能已迫在眉睫。

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[8]彭小金,张艳红,李辉辉.模糊综合评价在地下水质评价中的应用[J].水科学与工程技术,2008,(6):46-48.

地下水水质评价方法的研究进展 第7篇

地下水水质评价是地下水资源评价的一项十分重要内容, 它的主要任务是根据地下水的主要物质成份和给定的水质标准, 分析地下水水质的时空分布状况, 为地下水资源的开发利用规划和管理提供科学依据。描述地下水水质的指标是多方面的。我国在1993年制定了《地下水质量标准 (GB/T14848-93) 》, 根据地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标。并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质要求。将地下水质量划分为五类。目前, 有关地下水资源水质评价的方法与观点众多, 它们各具特色, 但也有各自的适用范围和局限性。

1 模糊综合评价法

由于地下水水质评价涉及到许多模糊性的概念, 应用模糊综合评判法能使评价的理论和方法建立在比较严谨的数学模型基础上, 通过模糊级别判断及综合评价值的计算, 可以直观地判断水质的优劣, 并从总体上对地下水所属质量类别做出判断。模糊综合评判法的原理可以用一数学模式来表示:

B=A×R

式中:A-由各评价因子的权重分配构成的向量, 即因子权重模糊矩阵;R-表示各评价因子对评价等级的隶属度, 即模糊关系矩阵;B-评价结果向量, 即表示评价点 (样本) 对评价等级的隶属度。具体步骤如下:

a、确定评价因子;b、确定因子权重矩阵A;c、建立模糊关系矩阵R;d、综合评判结果

综合评判即A与R两个模糊矩阵的复合运算, 复合运算的结果, 表示某水样相对于各个质量类别的综合评判隶属度。根据所评价的综合隶属度, 比较各级隶属度的大小。其中, 隶属度最大者所在等级, 即为水样点的分类等级。

2 灰色系统法

2.1 灰色聚类法

灰色聚类是以灰数的白化权函数生成为基础, 将一些观测指标或对象聚集成若干个可定义类别的方法。因此, 对水质进行分级评价时, 按灰色系统理论, 用灰色参数描述该系统, 把水质等级的分级指标值用灰色参数 (灰数) 来表示, 这样就可用灰色聚类法来进行水质分类。具体步骤如下:

a、确定聚类样本、聚类指标和聚类灰类;b、确定白化函数;c、聚类权重的确定;d、聚类系数的计算

聚类系数反映了聚类样本对灰类的亲疏程度, 即哪一个灰类的聚类系数大, 该监测点的水质就为哪一级。

2.2 灰色关联度法

灰色关联分析法是灰色系统理论的基本方法, 在地下水系统中多用于确定某一参考序列与多个比较序列之间的关系。采用关联度来量化研究系统内各因素的相互关系、相互影响与相互作用。它的基本思想是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近, 相应序列之间的关联度越大, 反之就越小。在进行水体环境质量的分级评价时, 选择评价对象的评价因子实测值作为参考序列, 水体质量的分级标准为比较序列, 这样可求出多个关联度来, 与比较序列关联度最大的参考序列多对应的级别, 即为待评水体的质量等级。

3 模型法

3.1 BP (误差反向传播算法) 人工神经网络模型

BP神经网络模型的结构属于多层形状的网络, 包括输入层、隐含层和输出层。BP神经网络水质评价模型的建立, 就是将水质评价指标作为变量, 用网络的输入节点来表达, 水质分类级别由输出节点来表示, 根据待评判水点与水质标准值的贴近程度判断其归属级别。如果在输出层得不到期望输出, 则转入反向传播, 将误差信号沿原来通路返回, 通过学习来修改各层神经元的权值, 使误差信号达到最小。具体步骤:

a、网络结构建立;b、数据规范化处理;c、水质综合评价。将处理后的地下水水质标准作为训练样本, 对网络进行训练, 当满足一定的收敛条件时就认为网络训练成功, 可以进行水质评价;d、模型的实现把评价的结果通过属性连接功能输入到Map GIS作为绘制评价结果图的信息, 并叠加其他的地理信息, 绘制出区域的地下水水质评价结果图。

3.2 多元线性回归模型

地下水系统是一个由输入、输出及地质实体构成的一个复杂系统, 整个系统的各因素相互影响、相互联系, 构成一个有机整体。确定多个因素变量之间的定量关系, 采取多元线性回归分析法, 建立数学模型, 对地下水水质进行评价。

基本思路:要考查m个变量x1, x2, …xm间的关系, 共选择n个样点测试, 每次测试数据为 (y1i, x1i, x2i, …xmi) , i=1, 2, …n。如果y与x1, x2, …xm之间存在线性关系, 则以上n组数据应满足:

此即为地下水水质评价的回归分析模型。当求出线性回归方程后, 还需对回归方程进行显著性检验, 一般采用两种统计方法对回归方程进行检验, 一是回归方程显著性的F检验, 另一个是回归系数显著性的t检验。

4 理论法

4.1 集对分析法

集对分析理论是赵克勤先生创立的一门新的系统理论方法。其核心思想是将系统内确定性与不确定性予以辩证分析与数学处理, 体现系统、辩证、数学三大特点。

运用集对分析方法进行地下水水质评价时, 应将评价区域的各个指标与评价标准构筑成一个集对。设有N个评价指标, 若其中有S个含量优于标准, 有P个较标准为差, 有F个未测或缺乏比较, 则该地区的联系度表达式为:

μ=S/N+F/N*i+P/N*j

式中:i、j-分别为差异不确定度和对立度标记。设a=S/N、b=F/N、c=P/N, 则a、b、c依次称为同一度、差异不确定度、对立度, 上式可简写为:

μ=a+bi+cj

通过构造确定联系度的白化函数, 获得各个指标对应于某个评价级别的联系度, 再计算出相应于该评价级别的平均联系度, 最后根据最大原则确定评价对象属于何类。

4.2 物元分析法

物元分析法于20世纪80年代由我国蔡文教授创立, 它将物元分析与可拓集合相结合, 广泛应用于新产品构思与设计、优化决策、控制、识别与评价等领域。地下水环境是一个较为复杂的系统, 有时单项指标间的评价结果往往是不相容的, 而物元分析理论主要研究事物的可拓性, 并用以解决矛盾问题。物元分析法的原理是以物元为基元建立物元模型, 以物元可拓为依据, 应用物元变换化矛盾问题为相容问题。具体步骤:

a、确定有待评价物元;b、确定经典域和节域;c、计算距及关联度函数;d、计算权系数。常用的权系数计算方法有指数超标法、自顶向下的系统分析法、专家打分法、层次分析法、因子污染贡献率法、关联函数法等等;e、综合关联度及质量评价等级评定综合关联度是关联度与权系数的乘积。待评对象关于等级的关联度:

取Kj0=maxKj (x0) 评定n属于j等级。

5

综上述方法可以看出, 有关地下水水质评价的方法众多, 大多数采用的是数学方法来对地下水资源的水环境质量进行评价, 为了使得地下水的评价结果更加准确及实用, 必须结合评价区域的实际特点选择适当的方法。本文在地下水质量评价部分选用的是物元分析方法

摘要:由于对地下水资源不合理的开发利用, 往往会导致地下水水位下降、水质恶化等环境问题, 制约了经济的发展, 因此为保护和合理开发地下水资源, 需要对地下水质量做出科学可靠的评价。本文对地下水评价的各种方法进行了综合叙述。

关键词:地下水,水质,水资源

参考文献

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贵阳市地下水水质评价 第8篇

关键词:可变模糊集,地下水,水质评价

引言

水是生命之源, 是人类赖以生存和发展的物质基础, 是不可替代的宝贵资源。一般情况, 天然状态下的水的数量是有限的, 在很大程度上水的质量决定着水的利用[1]。随着人类社会科学技术的高速发展, 水资源短缺情况日益突出, 人类社会对水资源现状的认识和政府对政策法规的制订都较为欠缺, 致使社会和经济发展过程中浪费了大量水资源, 同时也造成严重的水环境污染。这一系列问题使得目前的水资源形势更加严峻。

水质综合评价中的污染程度、水质类别都是一些客观存在的模糊概念和模糊现象, 因此应用模糊集理论进行水质评价, 更能客观地反映水质的实际状况。[2]可变模糊综合评价法可以有效地降低标准区间值对综合评价结果的干扰, 同时由于该方法考虑了评价模型参数的可变性, 其评价结果能比较全面地反映各评价因子的影响作用。本文将可变模糊综合评价法应用于北京市地下水水质评价中, 以期对北京市地下水水质状况有更可靠的认识。

1 水质评价的可变模糊综合评价法

水质评价涉及多个级别, 并且标准值用区间数表示, 可变模糊综合评价法正是为适应这一情况而提出的。评价方法及步骤如下[3,4,5]:

设待评价的样本有n个, 则样本集合可表示为:

每个样本的特性由m个指标特征值进行表示, 则可以得到待评价样本的特征值矩阵:

将每个样本特征值划分为c个级别, 则样本m个指标c个级别的标准区间矩阵可表示为:

其中, i=1, 2, …, m;h=1, 2, …, c (m为评价指标数, c为级别数) 。

根据Iab构造变动区间的范围值矩阵Icd:

根据标准区间矩阵Iab以及各级别的实际情况, 确定干旱指标i级别h的M矩阵:

指标i对h级的相对隶属度计算参见文献[6]

设m个指标的权重为:

根据以下公式计算样本j对各级别的综合相对隶属度:

式中, a为模型优化准则参数, p为距离参数。a=1为最小一乘方准则, a=2 为最小二乘方准则;p=1 为海明距离, p=2 为欧式距离。

根据 (7) 式计算并归一化后, 可得综合相对隶属度矩阵

式中,

级别特征值公式:

2 应用实例

2.1评价指标及分级

本文从北京市2009 年丰水期地下水水样中, 随机抽取10 例, 进行水质综合评价。

在水质评价应用中, 评价指标的选择对评价结果来说至关重要, 本文在查阅了与水质评价指标有关的文献[7]后, 根据北京市地下水水质监测实际情况及相关统计数据, 确定了本文水质评价的指标体系。10 例水样中各评价指标的实测浓度值参见表1。本文选取的评价指标的等级参照我国颁布实施的《地下水质量标准》 (GB/T14848-1993) 。

2.2指标权重的确定

指标权重的确定是评价因子重要性的体现, 权重分配结果直接影响着综合评价的结果。本文评价指标权重的计算参考文献[8], 该文在确定水质评价指标权重过程中采用了污染物浓度超标加权法, 此方法能够反映出各评价因子之间的协同、拮抗作用, 进而更确切的描述地下水水质状况。同时为了便于评价结果的对比, 本文采用文献[8]的指标权重。

2.3综合隶属度计算

按照本文第二节可变模糊综合评价步骤, 根据模型参数的四种不同组合, 可求得样本对各等级的综合相对隶属度, 进而计算出级别特征值, 计算结果见表2。

2.4结果分析

通过模型四种参数组合的计算, 得到4 种组合级别特征值均值。根据工程模糊集理论[6]中关于级别特征值的论述, 本文确定水质等级评判标准为:H < 1.67 为I级, 1.67 ≤ H < 2.50 为II级, 2.50 ≤ H < 3.50 为III级, 3.50 ≤ H< 4.50 为IV级, H ≥ 4.50 为V级。

为更好地分析水质评价的可变模糊综合评价结果的合理性, 特将本文评价结果同文献[8]中采用的单项指标法、模糊综合评判法结果比较如表3:

可变模糊综合评价法计算结果显示, 在选取的北京市10 个地下水水样中, 1 个水样的水质为IV类, 3 个水样的水质为III类, 6 个水样的水质为II类, 这与模糊综合评判法结果存在差别, 其中, 5 个水样评价结果完全相同, 5 个水样评价结果不同, 且结果不同的5 个水样的水质分类皆为相邻类别。分析存在差异的原因, 是由于可变模糊集理论采用动态可变的标准值区间, 与模糊综合评判法相比, 减小了固定标准值区间对评判结果的影响, 以水样1 为例, 模糊综合评价法结果中该水样对Ⅳ类的隶属度为0.412, 对III类的隶属度为0.348, 水样1 对III、IV类的隶属度都较高。在单指标评价结果中, 仅有F-、Mn为IV类, 且F-浓度为1.20 mg/L, Mn浓度为0.32mg/L, 都更接近于III类, 其他指标都为III类及III类以下, 因此样本1 水质类别更接近于III类, 由此可以看出, 可变模糊综合评价法结果更趋于合理。

3 结论

本文探讨了可变模糊综合评价法在地下水水质评价中的应用, 并以北京市地下水样本为例进行测算, 结果表明, 在选取的北京市10 个地下水水样中, 1 个水样的水质为IV类, 3 个水样的水质为III类, 6 个水样的水质为II类。通过与单项指标法和模糊综合评判法计算结果进行对比分析, 说明可变模糊综合评价法在地下水水质评价中可以得到可靠的结果, 与上述单项指标法和模糊综合评判法相比, 其评价结果能比较全面地反映各评价因子的影响作用, 评价结果有较好的可靠度。

参考文献

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基于物元可拓法的地下水水质评价 第9篇

物元可拓法于上世纪80年代,由我国蔡文教授创立,是主要研究和处理不相容问题的理论和方法,是贯穿于自然科学与社会科学的横断学科。目前已广泛应用于新产品构思与设计、优化决策、控制、识别与评价等各个领域[1]。应用物元分析法对地下水环境质量评价是在近些年才开始兴起的。随着物元分析理论的进一步成熟以及与可拓法的结合,使得物元分析法的使用范围越来越广泛[2]。

由于水环境系统及其评价中存在的模糊性,上世纪80年代后,采用建立在模糊集合论基础上的综合评价方法来进行水环境质量评价受到了水文地质工作者及环境科学工作者的青睐。虽然模糊集合论方法综合评价水环境质量能较客观地反映水环境系统污染的真实情况,但也存在一些不足。如,隶属度用最高和最低的两级状态,没有考虑中间值的影响,在某些情况下就与实际有较大的偏差。虽然可以采用权重来弥补这一不足,但权重值如何给定又具有很大的人为干预性。物元分析方法把模糊集合从[0,1]区间扩展到了(-∞,+∞)的实数轴上,丰富了事物的内涵,因此能更加客观的反映真实世界的情况[3,4,5]。

1 物元可拓法简介

1.1 物元

将所研究的事物记作M,M的特征记作C,M关于C的量值记作V,则称有序三元组R=(M,C,V)为物元。若事物M有多个特征,并以n个特征c1,c2,…,cn和相应的量值v1,v2,…,vn来描述,则可以表示为:

将R称为n维物元。

1.2 经典域与节域

由事物的特征及其标准量值范围组成的物元矩阵称为经典域,记为R0。由经典物元加上可以转化为经典物元的事物及其特征和此特征相应拓广了的量值范围组成的物元矩阵称为节域,记为RC。

上述两个表达式中c1-cn代表物元特征;aoi、boi分别表示经典物元特征量值Xoi的上下限值;aci、bci分别表示节域物元特征量值的上下限值,显然有Xoi⊆Xci。

1.3 矩与关联函数

矩,是指实数轴上点xj与区间Xij=(aij,bij)之间的距离。计算公式为:

其中:i=1,2,…,m;j=1,2,…,n

同理,实数点xj与节域区间Xpj=(apj,bpj)之间的矩用如下公式计算:

其中:j=1,2,…,n;

关联函数k(x)表示被评价单元与某标准的隶属程度的函数,关联函数的数值代表关联度。关联函数的选取应当根据被评价事物的特征与可拓集合理论相结合的方法确定。针对不同的评价事物选用合适的关联函数才能更准确的反映隶属关系。本文对地下水水质进行评价选用的关联函数如下式所示。

其中:i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;

本文在处理标准的最低、最高两等级情况时对物元可拓法进行了改进。表现在,计算极低浓度对于一级标准的关联度,即xj∈Xij=(0,bij)时,取ρ(xj,Xij)=xjbij;计算高浓度对于最高级别标准的关联度,即xj∈Xij=(aij,bijmax)时,取ρ(xj,Xij)=aij-xj。例如,在经典物元可拓方法中,零浓度对于一级标准、最高浓度对于最大级别标准的矩都为0,即关联度为0。而采用本方法,矩均为一级标准区段长,求得关联度为1,这更符合关联度代表样本点符合某段标准要求程度的内涵。

1.4 权系数aj

在综合评价中,考虑到各因素对水质影响程度不同,应根据其在水质中的作用大小分别赋予不同权值。权值计算方法可根据实际情况选取,不同的评价目的及评价因子按不同公式计算。常用的权系数计算方法有指数超标法、自顶向下的系统分析法、专家打分法、层次分析法、因子污染贡献率法、关联函数法等。

本文选用评价因子污染贡献率方法[6]来确定权系数,由于各评价因子实测值越小,地下水的等级越高,因此本文对此方法作了改进,计算公式如下:

式中:xj为第种评价因子的实测值;sj为第种评价因子各级标准的平均值;aj为第种评价因子的权重。

1.5 综合关联度ki(p)及质量评价等级评定

综合关联度是关联度与权系数的乘积。即:

其中:ki(p)为待评价单元p关于j等级的综合关联度。综合关联度充分考虑了隶属关系及某因子对整个水体评价影响程度两方面来反应水体等级,因此对评价单元更客观、准确。若kj=max[kj(p)],则待评价单元p属于等级j,即可确定被评价水体最终等级。

2 物元可拓法应用实例

影响地下水水质的因素很多,在确定评价指标时,应充分考虑各个影响指标,选取能够从不同方面、不同角度真实客观地反映地下水水质的指标。本文选取由建三江水务局提供的2000年4眼水井的监测数据,见表1。

评价标准采用国家地下水水质标准GB/T14848-93。国家地下水水质评价标准包含五级,由于国家标准按限制某评价因子浓度的上限来划分等级,对第V级标准只有下限要求而没有上限要求,而水环境质量标准的划分一般都是指一个浓度区间。考虑到本文评价水样从总体上看没有严重超标的因子,为了符合标准的要求,舍弃第V级标准,采用前四级评价标准设定各评价因子等级的范围。本文评价选用的评价因子的相应国家标准如表2所列。

根据物元与节域的定义,由表2可得出水质分级标准物元矩阵:

以及节域矩阵:

由表1可得被评价样本的物元矩阵:

由上述样本物元矩阵、标准物元矩阵及节域矩阵,通过式(1)、式(2)、式(3)计算样本中各评价因子相对标准水质分级标准的关联度,计算结果如表3所列。

根据式(4)计算各样本各评价因子权值见表4。

由式(5)计算综合关联度。根据等级评定方法,按kj=max[kj(p)],评定各水样最终质量等级,见表5。

将评价结果与灰色关联分析法[7]比较,见表6;可以看出评价结果一致,说明评价结果令人满意。

3 结束语

从本文物元模型及计算方法可以看出,物元可拓法计算简便、评价结果直观。当评价指标多、分级多、水样多时,可利用VB,VC,Delphi,Matlab或直接在Excel里通过VBA进行简单编程,即可实现对所有水样计算,可操作性好。采用关联度函数及引入权重系数的方法能更加客观、真实反应地下水水质情况。在实际评价时,由于评价方法不同,所得结果可能稍有出入。因此可综合运行多种评价方法,对地下水水质评价并加以比较,最后得出结论,提出改进措施。

本文结合水质评价特点对物元可拓法进行改进,在处理污染因子对最低及最高标准关联度时,将点与区间之矩形式加以改变,使评价结果更具科学性。

参考文献

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[2]刘春莉、李祚泳:《生态环境质量的物元可拓评价及实例分析》[J];《城市环境与城市生态》2003,16(4):62-64.

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