综合指数法和模糊综合法在地下水质量评价中的对比——以遵义市为例

综合指数法和模糊综合评价法在地下水质量评价中被广泛应用。岩溶地区地下水环境脆弱,潜在污染来源复杂。为了更好地了解综合指数法和模糊综合法在岩溶地下水评价中的应用效果,本文以贵州省遵义市为例,利用这两种方法分别对该市具有代表性的9个地下水点水质进行评价和对比分析。结果显示:遵义市浅层地下水水质总体较好,Ⅲ类及Ⅲ类以上水占33 %,但个别区域地下水水质很差,主要为NO2-、NH4+、Mn、Na+、Cl-、SO42-、溶解性总固体、总硬度(CaCO3)和Se等超标;两种方法评价结果一致的共有6个水点,均属Ⅱ类水质,结果不一致的3个水点,在综合指数法中全为Ⅳ类水,而在模糊综合评价中则是Ⅲ类水1个,Ⅴ类水两个。出现差异的主要原因是综合指数法在综合分值计算中过于强调单项指标最大值的作用和未考虑参评指标的权重,而模糊综合法则很好地克服了这些不足,精细地刻画出指标值对水质分级界限的接近程度并量化了所有指标对地下水水质的影响权重。可见,地下水水质评价中,模糊综合法要明显优于综合指数法。      

基于模糊数学模型的浅层地下水综合评价

结合污染率贡献法确定权重的模糊数学模型评价法中的"突出主因素型"进行综合评价,评价结果表明:境内浅层地下水I级占12%,Ⅱ级占51%,Ⅲ级占26%,Ⅳ级占2%,Ⅵ级占9%,说明总体水质良好,处于Ⅳ、Ⅴ级主要为TDS、Mn2+、NO3-、NO2-、NH4+、Cl-因子超标,分析海水入侵、原生地质、工农业和生活污水排放是造成水质变差的主要因素。     

考虑样本差异的一种地下水质模糊评判方法与应用

应用传统模糊评判方法评价地下水质量时,通常以地下水质量标准为参考进行权重赋值,没有考虑由于水质复杂而引起的评价地区内部各取样点测试指标值之间的差异,评价结果极有可能出现一个样本因某项指标的相对含量较大而被列为水质较差级别的现象,不能为水资源缺乏地区水资源管理提供客观的依据。本文针对传统模糊评判的不足,选用广义权海明距离公式为评价公式,用样本权重来表达样本差异程度,再和标准权重相结合作为总的权重,建立了考虑样本差异的地下水质模糊评判体系。选择pH、溶解性总固体、总硬度、Cl-、SO42-和NO3-作为评价指标,分别运用传统模糊评判和考虑样本差异的模糊评判法对鄂尔多斯白垩系自流水盆地的环河组含水岩组进行地下水质量评价。评价结果表明,考虑样本差异的模糊评判所得的Ⅳ、Ⅴ类水分布面积明显小于传统模糊评判所得的结果,环河组含水岩组地下水水质的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级主要分布在盆地的北部,盆地南部的地下水质明显劣于盆地北部。影响水质分布的因素主要有水化学场、水动力场、岩相古地理等。     

松嫩平原东部浅层地下水水化学特征及水质评价

针对松嫩平原东部浅层地下水环境特征及存在的问题,利用该区地下水水质检测数据进行了水化学特征分析,利用1983年、1993年、2003年及2012年四个时段的地下水水质资料进行了对比分析,水质出现了明显的变化,在此基础上采用支持向量机法进行了水质现状评价。结果表明:第四系潜水及承压水中Fe、Mn含量较高,总硬度最大值1321.12mg/L,溶解性总固体最大值2214.45mg/L,水化学类型均为矿化度不大于1.5g/L的HCO3-Ca型水。NO3-、NH4+、Cl-、SO42-的含量呈现逐年增加的趋势,同时也出现了原来没有的酚、Cr6+等有毒物质。潜水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水样点占总样本的12.03%,Ⅳ、Ⅴ类水占总样本的87.97%。承压水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水占总样本的10.83%,Ⅳ、Ⅴ类水占总样本的89.17%。该方法评价结果与综合指数法结果一致率达95%,因此,评价结果可为该区水资源管理提供科学指导。     

清徐县西边山洪积扇地区地下水水化学特征及水质评价

为探明太原市清徐县西边山洪积扇地区地下水水化学特征及成因,采用统计分析法和模糊数学方法对清徐县西边山洪积扇地区12个地下水水样点的水化学指标进行了分析和综合评价。结果表明:研究区地下水取样点的水化学评价指标中,总硬度和NO3-含量浓度较高,其平均值属于Ⅴ类水极限值,SO42-含量和TDS含量浓度较低,其平均值属于Ⅱ类和Ⅲ类水质;采用模糊数学方法对地下水水质进行综合评价时表明研究区58. 4%的地下水属于Ⅱ类和Ⅲ类水质,可以直接使用,41. 6%的地下水属于Ⅳ类和Ⅴ类水质,需进一步处理后才能使用;对研究区地下水水质成因研究时表明研究区地下水类型主要为HCO3·SO4-Na·Mg·Ca类型,属于碳酸盐富集区,研究区内碳酸盐矿物溶解作用是控制地下水主要离子组分的主要因素。     

淮北平原浅层地下水水质评价研究

淮北平原位于安徽省北部,地处黄淮海平原南侧,地表水资源匮乏,地下水资源为主要供水水源。随着工业化、城市化水平不断提高,地下水环境问题尤为突出。本文以淮北平原2017年浅层地下水水质监测数据为依据,对该区域浅层地下水水质情况进行评价并分析水质变化原因。结果表明:该区域浅层地下水主要以Ⅳ、Ⅴ类水为主,Ⅲ类及以上水分布较少,浅层地下水水质状况较差,应继续加强淮北地区地下水资源监测工作,重视地下水污染防治工作,保证区域水资源安全,实现地下水资源可持续开发利用。     

熵权扩展集对分析模型在西安市浅层地下水水质评价中的应用

为克服地下水水质评价传统方法的不足,为西安市地下水环境的保护和治理提供依据,应用熵权扩展集对分析模型对西安市浅层地下水水质进行评价。选取一般化学指标8项,毒理学指标3项作为地下水水质评价因子,采用熵权法确定各评价指标权重,将集对分析模型由以往的3元扩展为5元,对19口监测井水质进行评价。结果表明:研究区单井水质可划分为四个级别,其中测井12#、4#水质优,水质级别Ⅱ级;7#、1#、2#、19#、3#、10#、13#水质良好,水质级别Ⅲ级;6#、8#、5#、15#、16#、11#水质中等,水质级别为Ⅳ级;17#、18#、9#、14#水质较差,水质级别为Ⅴ级。将西安市浅层地下水划分为3级4个水质分区,包括长安区、周至县、鄠邑区水质优良区;灞桥区、未央区水质优良区;鄠邑—长安—蓝田以北,渭河以南水质中等区;临潼区、阎良区、高陵县水质较差区。     

鲁中山丘区地下水硝酸盐污染状况研究

地下水中硝酸盐污染是人们高度关注的问题,本文通过大量的水质测试分析资料,对位于鲁中山丘区的临朐县、沂源县、沂水县及莒县境内浅层地下水中硝酸盐污染状况进行了评价。评价结果显示,研究区浅层地下水中硝酸盐污染严重,硝酸盐含量(以氮计)大于20 mg/L的Ⅳ、Ⅴ类水水样占总水样的35.17%,Ⅳ、Ⅴ类水分布面积约2 655 km^2,占研究区总面积的33%左右。地下水中硝酸盐污染多呈面状分布特征,农业生产中化肥、有机肥的施用是引起地下水中硝酸盐含量升高的主要原因。     

山东省东部地区浅层地下水地球化学特征及环境质量评价

以山东省东部地区农业生态地球化学调查中浅层地下水数据为基础,对分析测试的29项指标的地球化学特征进行了研究。调查区浅层地下水中,Mo、Pb、Mn、Fe、Cl-、NO2-、总硬度等含量变化较大,导致局部水质变差;其他指标含量变化较小,在浅层地下水中分布均匀。参照我国地下水质量标准和生活饮用水质量标准,对本区浅层地下水进行了单因子与综合环境质量评价,该区不可直接饮用的浅层地下水占44.88%,综合环境质量较差;地下水污染多发生在主要城市、工矿企业及其周边地区;单指标水污染呈点(源)状、线状分布,主要超标指标为总硬度、溶解性总固体、高锰酸钾指数、NO2-、Cl-、F-、Mn、Fe。重点探讨了高密北部高氟浅层地下水形成的原因,为区内高氟水治理及地氟病防治提供了依据。     

基于熵权的属性识别模型在地下水源地水质评价中的应用

为克服在一般水质综合评价过程中确定评价指标权重系数带有专家打分法的主观偏向性,利用Shannon熵理论客观地确定出水质评价指标的熵权系数,并结合程乾生提出的属性识别理论建立了基于熵权的地下水源地水质属性识别模型。首先,建立属性空间矩阵并确定权重,然后计算属性测度,最后利用置信度准则和评分准则对模型做出评价并给出了应用实例。该模型和作者应用SPA模型的评价结果具有很好的一致性。      

巢湖北岸浅层地下水水化学成分与分布规律

以巢湖北岸1000km2范围内的地下水为研究对象,采集样品130个,利用多种方法测试了15种水质指标。综合运用描述性分析、Piper三线图、相关性分析和离子比例系数,系统地研究了地下水水化学的分布及空间变化特征。最后得出:①巢湖北岸地下水属于弱酸—弱碱性水,水体硬度基本上不大,TDS基本上小于1g/L,水质属于淡水。②主要超标指标为F-、NO3-、总硬度、NO2-,污染类型主要表现为氟污染、总硬度和氮污染;③研究区地下水水化学类型复杂,共有28种水化学类型,其中比例比较大的水化学类型为:HCO3 Cl-Na Mg、HCO3 SO4-Na Mg、HCO3 SO4 Cl-Na Ca、HCO3 SO4-Na Ca Mg,分别占总类型的11.38%、8.94%、8.94%和7.32%。④通过计算c(Na+)/c(Cl-)系数,发现区内大多地下水的水质存在变异。     

模糊评判方法在辽宁省中部地区浅层地下水综合环境质量评价中的应用

选取铁、锰、总硬度、亚硝酸盐、氨氮、氯化物、氟化物、挥发性酚、钡、铍等10项指标为地下水评价指标,根据国家制定的地下水质量标准,采用模糊综合评判方法,系统评价了辽宁省中部地区浅层地下水质量。研究结果表明辽宁中部地区浅层地下水以高铁锰离子含量为特征,综合环境质量较差,多数水体不能直接作为饮用水。超标浅层地下水占调查总面积的一半,主要集中在辽河中下游的冲积平原。影响水质的主要因素是铁锰离子含量和总硬度,其次为氨氮、亚硝酸根和氯离子含量。通过对地下水质量评价,使辽宁中部地区浅层地下水质量特征更加明晰,为制定水资源保护与规划提供了科学依据。     

基于因子分析的岩溶地下水水质影响因素研究 ——以毕节市大方县南部为例

为了解研究区岩溶地下水水质形成及离子质量浓度空间变异影响因素,以毕节市大方县南部为研究区,采用因子分析方法对56组水样进行分析,得到基于研究区岩溶地下水水质形成及其影响的4组因子(F1、F2、F3、F4):F1以TH、TDS、COD、Ca2+、SO42-、F-为主,代表了碳酸盐岩及膏盐矿物的充分溶解对水质的影响;F2以游离CO₂、Mg2+、HCO3-为主,反映了碳酸盐岩中白云石矿物的溶解对水质的影响;F3以Na+、K+、Cl-为主,代表了盐岩溶解、大气降水对水质的影响;F4以pH、NO3-为主,揭示了人类生活污水和农业灌溉污水对岩溶地下水水质的影响。以上4种因子可以解释研究区岩溶地下水水质影响因素的80%以上。     

罗山自然保护区地下水化学特征研究

罗山自然保护区是宁夏中部的水源涵养林区。通过对罗山地下水进行取样分析、综合运用描述性分析、因子分析的方法,对地下水化学成分的统计特征及其在空间上的变化规律进行了分析研究。结果表明:①罗山浅层地下水中HCO3-和SO42-绝对含量较高,为地下水中的主要离子。以罗山为中心,向四周辐射,地下水化学类型特征及演变规律;地下水中的Mg2+、Na+、Cl-、SO42-、NO3-和TDS的相关程度很高,主要是来自沉积砂岩、板岩中的长石、石英和绢云母;区内硫酸根离子、氯离子和水的总硬度普遍超标,咸水区对人体有害的氟化物含量超标,部分微咸水区的氟化物含量超标,淡水区未出现超标现象。     

神府矿区地下水环境背景值初步研究

神府矿区存在煤矿及煤化工生产过程中污染物排放引发的污染问题。结合以往资料,本次研究在神府矿区共采集地下水样品75组,进行了详细的地下水污染调查评价。本文选择数理统计方法,对神府矿区地下水水质指标TDS、TH、Cl-、SO42-、Fe、Mn、NO3-环境背景值进行研究。结果显示：地下水化学元素多以对数正态分布和偏态分布为主,认为地貌单元、水动力条件等因素对研究区浅层地下水指标的空间分布起主要控制作用。     

北京地区不同介质的土柱淋滤水质试验研究

为探讨冲洪积平原地带地下水水质劣变机理及过程,开展了不同的水土样品组合的16组淋滤试验,以期揭示不同源水在土柱入渗过程阴阳离子、硬度和TDS的变化规律以及地下水类型的演化特征。试验结果表明:淋出液中,阴离子浓度的变幅由大到小依次为HCO_3~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-和F~-,阳离子的变幅则依次为Na~++K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)。淋出液的硬度、TDS和水化学类型均呈现出有规律的变化,先期主要受控于源水,尔后则主要受土柱介质的影响。除了以垃圾作为淋滤介质的试验外,其他组合的试验都出现了初期TDS和硬度升高的过程,之后与源水趋于一致,揭示了淋滤中浸泡—水岩相互作用—吸附解析—淋洗等复杂过程。     

不同城镇功能区岩溶地下水化学敏感因子识别

随着西南地区城镇化进程的不断推进,西南城市区岩溶地下水环境压力迅猛增加,水质恶化显著。采集西南岩溶区四个典型城市（遵义市、桂林市、贵阳市和娄底市）的86组地下水样,运用描述性统计分析、变异系数分析及主成分分析法,综合研究了不同城镇功能区岩溶地下水化学特征及易受人类活动影响的敏感因子。结果表明,工业区岩溶地下水中电导率、总硬度、TDS、Na+、Mg2+、Cl -、SO2-4、NO-2、Mn这9项指标的含量均最高,商业住宅区次之,城乡结合处最低;而K+、NH+4和NO-3三者浓度表现为商业住宅区最高。研究区各地下水化学组分普遍具有较高的空间变异性,其中工业区易受人类活动影响的敏感因子为SO2-4、I-、Fe,商业住宅区易受人类活动影响的敏感指标为Na+、NO-2、NO-3,城乡结合处的主要敏感指标为Na+、Mg2+、NO-2。