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在東北地區(qū),很多地方將地下水作為飲用水源。然而隨著大量工業(yè)廢水和城市垃圾的隨意排放,通過降水和地表徑流的過程,導(dǎo)致地下水污染日益嚴重。因此,需要科學(xué)、準(zhǔn)確地對地下水環(huán)境質(zhì)量做出評價,及時了解地下水環(huán)境狀況,為地下水污染防治控制以及制定城市地下水管理措施提供必要的依據(jù)。目前國內(nèi)外地下水主要評價方法有單因子指數(shù)法、綜合評價法、層次分析法以及灰色關(guān)聯(lián)法等,每種評價方法都有自己的優(yōu)點和缺點,這就需要我們在應(yīng)用這些方法過程中及時了解其存在的不足,并進行修正和改進。本文選取常用的幾種地下水環(huán)境質(zhì)量評價方法對大連市地下環(huán)境質(zhì)量進行評價和分析,探討這幾種方法的適用性與優(yōu)缺點,為能夠及時掌握水體真實的環(huán)境質(zhì)量狀況提供科學(xué)的依據(jù)。
地下水環(huán)境質(zhì)量評價時,對重要的水質(zhì)指標(biāo)可作單因子評價,其原理是將評價指標(biāo)的監(jiān)測結(jié)果與GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中劃分的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)值進行比較,再選取評價指標(biāo)中最差的類別作為水體的水質(zhì)類別,單因子評價指數(shù)計算公式如下:
Wi=Ci/C0i
式中,Wi—單因子評價指數(shù);Ci—地下水監(jiān)測項目中某一項的實測濃度值;C0i—地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各類水限值的上限。Wi≤1時,說明水質(zhì)較好,監(jiān)測指標(biāo)未超標(biāo);Wi>1時說明其已經(jīng)超標(biāo)。
地下水綜合評價法首先根據(jù)不同評價參數(shù)的監(jiān)測結(jié)果確定它們的單組分水質(zhì)類別,應(yīng)注意不同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時,按從優(yōu)不從劣原則評價。其次,通過選擇的各個評價參數(shù)的水質(zhì)類別與表1中單項組分評分標(biāo)準(zhǔn)Fi相對應(yīng),確定單項的評分值。
最后根據(jù)單項評分值,按照式(1)和(2)計算綜合評分值F。
本文建立的層次分析結(jié)構(gòu)模型目標(biāo)層(A)為大連市地下水環(huán)境質(zhì)量,準(zhǔn)則層(Bi)結(jié)合大連市特殊地形以及地下水常規(guī)監(jiān)測項目來確定,最終選擇總硬度(以CaCO3計)、溶解性總固體(TDS)、氯化物、Fe、硝酸鹽氮(NO-3-N)和氨氮(NH3-N),方案層(Ci)選擇的是水環(huán)境質(zhì)量類別。
目標(biāo)層(A)與準(zhǔn)則層(Bi) 的判斷矩陣(A-Bi)是通過將單因子指標(biāo)兩兩比值確定的,準(zhǔn)則層(Bi)和方案層(C)的判斷矩陣(Bi-C)是用所選監(jiān)測項目的濃度與其對應(yīng)的各個水質(zhì)類別的標(biāo)準(zhǔn)限值的絕對值差的倒數(shù)構(gòu)建的。然后計算求出判斷矩陣(A-Bi) 和(Bi-C)矩陣的最大特征值λmax和特征向量
用CR來表示矩陣的隨機一致性,只有當(dāng)CR<0.1時,構(gòu)造的矩陣符合標(biāo)準(zhǔn),否則重新構(gòu)建矩陣。按照式(3)—(4)計算CR。矩陣的RI見表2。
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在東北地區(qū),很多地方將地下水作為飲用水源。然而隨著大量工業(yè)廢水和城市垃圾的隨意排放,通過降水和地表徑流的過程,導(dǎo)致地下水污染日益嚴重。因此,需要科學(xué)、準(zhǔn)確地對地下水環(huán)境質(zhì)量做出評價,及時了解地下水環(huán)境狀況,為地下水污染防治控制以及制定城市地下水管理措施提供必要的依據(jù)。
了解更多> >評價地下水環(huán)境質(zhì)量時,即為求各水質(zhì)類別在各對應(yīng)的評價因子要求下相對于目標(biāo)層水環(huán)境質(zhì)量的排序。設(shè)準(zhǔn)則層(B)的各項監(jiān)測指標(biāo)層次權(quán)重分別為b1,b2,…bm,由表3計算層次的總權(quán)重值及總排序。本文選擇的灰色關(guān)聯(lián)分析法采用分段線性變換的方法進行評價指標(biāo)無量綱化處理,將各級指標(biāo)實測數(shù)據(jù)和各級標(biāo)準(zhǔn)歸一化到范圍內(nèi)。
了解更多> >根據(jù)10個國家地下水監(jiān)測井監(jiān)測結(jié)果以及地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中水質(zhì)分級分類限值,利用單組分評分標(biāo)準(zhǔn)(表1)、式(1)—(2)計算綜合評分值F,再通過表1判定地下水環(huán)境質(zhì)量級別,結(jié)果見表7。從表7中可知,永寧和長興島監(jiān)測斷面水質(zhì)級別為較好;炮崖斷面級別為較差,其余8個斷面均為極差級別。
了解更多> >基于不同評價方法得到的大連市國家地下水監(jiān)測井評價結(jié)果見表10。通過比較單因子指數(shù)法、綜合評價法、層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法四種分析方法可知:單因子指數(shù)法和綜合評價法評價結(jié)果中,參與評價的10個監(jiān)測斷面中沒有Ⅰ類和Ⅱ類水,Ⅲ類水占20.0%,Ⅳ類水占10%,Ⅴ類水占70.0%;層次分析法評價結(jié)果中,沒有Ⅰ類水,Ⅱ類水占30%,Ⅲ類水占20.0%,Ⅳ類水占10%,Ⅴ類水占40.0%;灰色關(guān)聯(lián)分析法評價結(jié)果中,沒有Ⅰ類水,Ⅱ類水占30%,Ⅲ類水占20.0%,Ⅳ類水占20%,Ⅴ類水占30.0%。
了解更多> >按照水質(zhì)類別劣于Ⅲ類水比較四種分析方法可知:層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法的評價結(jié)果中,劣于Ⅲ類水的比例為50%,單因子法和綜合評價法劣于Ⅲ類水的占比為80%,層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法獲得的水質(zhì)類別優(yōu)于另兩種方法。此外,相對于另兩種方法,層次分析法評價結(jié)果水質(zhì)類別改變1個級別的斷面占參評總斷面的40%,改變2個級別占10%,改變了3個級別占10%;灰色關(guān)聯(lián)分析法評價結(jié)果,水質(zhì)類別改變1個級別的斷面占參評總斷面的40%,改變2個級別占30%。
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