地下水脆弱性影响因素探析

地下水脆弱性影响因素探析
王英环
【摘要】研究了水文地质条件和人类社会对地下水的影响,并对本质和特殊两种脆弱性的评价方法进行了阐述,分析了影响地下水脆弱性的因素,总结了目前评价体系
存在的缺陷,为今后合理利用地下水提供了思路.
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2013(039)030
【总页数】2页(P126-127)
【关键词】地下水;脆弱性评价方法;影响因素
【作者】王英环
【作者单位】吉林市昌邑区环保局,吉林吉林132000
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.11
地下水资源受外界干扰少，季节性不明显，杂质较少，由于这些优势，人类将地下水作为主要使用的水源之一。

伴随着工农业的迅猛发展，地下水的使用量快速增长，研究区地下水评价的准确性直接影响到对当地水资源的优化利用。

1 研究意义
地下水脆弱性主要是衡量外界环境对其影响的主要因素，一般认为是抗外界干扰的能力。

地下水的主要影响因素是形成地下水的包气带、含水层的埋藏条件、Re等
水力参数，这些条件构成了地下水环境自我保护能力的影响体系。

但是体系中各变量对脆弱性的影响能力不同，分析各主要影响因素，建立较为准确、适宜和完整的评价指标体系，具有重要的理论与实用价值[1]。

2 研究概况
伴随着地下水动力学的成熟，地下水的水动力、水质模拟硕果累累，以此为基础，地下水脆弱性的研究也开始蓬勃发展并取得大量成果。

国内外学者对此都提出很多研究思路并取得相关结果[2]。

20世纪60年代后期，地下水脆弱性的概念正式被提出，虽然只是以直观图片的形式表达地下水的脆弱程度，但是这一概念的提出开启了整个学科的研究[3]。

关于地下水脆弱性的定义，一直存在争议，基本分为定性描述和定量分析两个流派。

但是公认的是地下水脆弱性是对人类活动的影响的敏感性，有学者认为可以针对特定人群比较特定水质指标进行浓度分析，得出脆弱性的程度。

美国国家科学研究委员会于1993年给予地下水脆弱性如下定义:地下水脆弱性是污染物到达最上层含水层之上某特定位置的倾向性与可能性[4]。

一般认为它的主要影响因素有两大类[5]:1)本质脆弱性，由于自然因素影响而造成的地下水的脆弱性;2)特殊脆弱性，由于人类活动造成的对环境的污染进而影响到地下水。

3 脆弱性评价方法
3.1 本质脆弱性评价
地下水环境本质脆弱性是指由于外界条件(水文地质条件)的变化造成对地下水的影响的抗干扰能力。

其主要影响因素均为研究区水文地质条件[6]:
1)含水层埋深:它决定着地下水受到地表和大气污染的机会，埋深越大受到污染的可能性就越低，脆弱性越弱，反之亦然;
2)补给量:由于补给水是各种污染物从地上扩散到地下水的主要载体，其补给方式也决定着补给量的多少，需要综合降雨、补给方式、补给量与污染的关系多因素考
虑;
3)包气带:其透水性直接影响地下水与地表水的交换，透水性越强，地下水脆弱性
越强;
4)其他:包括土壤类型、地形等其他自然因素，综合作用影响地下水的脆弱性。

3.2 特殊脆弱性评价
除了自然因素可以影响到地下水以外，由于人类活动而造成的其他影响最终也会作用在地下水。

这些间接影响主要有:污染源和大气污染状况、土地利用等，这些因
素在人类活动日益加剧的情况下，都体现为人类活动对地下水脆弱性的影响[7]。

1)污染源:其种类、排放强度和排放方式对地表水影响很大，进而会影响到地表水
与地下水的交换过程，并且在长时间上会对含水层造成很大影响。

对于短期的、排放量很小的或者是不稳定易于降解的污染物，由于地下水的自净功能，所以影响不大。

但是长期排放的难以降解的污染物，将会大大提高地下水的脆弱性。

2)地下水情况:为了综合考虑环境因素与社会经济效益，需要将各地区地下水的具
体情况作为独立的一个影响因素去考虑，如当地下水水质较差时，保护地下水的价值就大大降低。

但是，考虑经济因素的同时还要注意过量开采地下水的危害，以及为弥补过量开采进行的污水回灌造成的地下水脆弱性增加。

3)大气污染状况:大气降水作为地下水补给主要的方式之一，其主要途径是经过地
表径流渗入完成的，所渗入的降水的污染程度直接影响到地下水的水质。

由于大气污染直接影响降水的污染程度，所以大气污染程度越高，地下水脆弱性越强，反之亦然。

4 脆弱性评价体系
很容易看出，对地下水脆弱性的评价关系到多个因素，这些因素又分别具有独立的或者交叉的影响因子。

由于各因素和其相关的影响因子数量过多，难以同时获得准确的实际取值。

不但选取的参数众多，而且各参数之间还有互相影响和干扰的关系，
这样一个复杂的系统，想要同时进行推导计算近乎不可能。

所以，在评价的过程中，我们需要针对地下水环境具体的情况找出其对应的主要影响因子，进而设定不同的评价体系[8]。

目前主流的办法是采用模糊数学的方式来进行地下水脆弱性的评价，关键步骤是选取恰当的因素并对该因素给予恰当的权重值。

一般选取的因素主要集中在研究区水文地质条件等自然因素，以及由人类活动造成地下水脆弱性的相关因素(如污染源、人口密度等)[9]。

目前所采用的主要方法是根据权重与指标定额进行线性加权取和，得出脆弱性数值，数值越大，说明地下水环境越容易受到污染。

指标定额的设定是根据单一指标对脆弱性的影响程度，将其分级统计，其脆弱性评价值为:
其中，wj为指标j的权重;Rij为含水层i指标j的定额。

通过计算将地下水的脆弱性分为10个等级，对应的10个易污染程度，见表1。

表1 污染程度与脆弱性对应关系级别0－1 1－2 2－3 3－4 4－5 5－6 6－7 7－8 8－9 9－10脆弱性极低很低较低略低稍低稍高略高较高很高极高污染性极难很难较难略难稍难稍易略易较易很易极易
5 结语
1)地下水环境脆弱性评价是相对的，一般无法直接给出定量的“标准”结果，只能依靠建立模型，通过对模型的率定和参数调整来实现对脆弱性的评价。

这种依靠权重调整建立的模型充分考虑了评价指标的变化和各指标的影响参数的变化。

将两种变化联合考虑，既定性分析了成因，又能定量分析脆弱性程度，将实际问题准确有效的解决。

2)地下水脆弱性的影响因素包括自然因素和人为因素，随着人类对自然改造能力的飞速提高，人为因素对地下水脆弱性的影响越来越重要，所以提高人为因素在评价
体系中的权重，能更为准确的获得结果。

3)对于自然因素和人为因素等指标的定额分配上，目前的评价体系还存在一定缺陷，如对关键指标种类的选取、各指标影响参数权重的设定，都还存在着较大的主观性。

这类问题需要进一步讨论，并通过实验和测定论证。

参考文献:
【相关文献】
[1]王新娟.北京市平原区地下水循环与可持续利用研究[D].北京:中国地质大学，2006.
[2]肖长来.吉林省西部地下水资源评价与水资源可持续开发利用研究[D].长春:吉林大学，2001.
[3]孙才志，潘俊.地下水脆弱性的概念、评价方法与前景[J].水科学进展，1999，10(4):30-36.
[4]陈崇希.地下水开采——地面沉降数值模拟及防治对策研究[M].北京:中国地质大学出版社，2001.
[5]胡宏韬，林学钰，蔡青勤.中国的水环境状况及对策[J].干旱环境监测，2001，15(1):41-44.
[6]林学钰，廖资生.水文地质基础工作在地下水模型研究中的重要性[J].水文地质工程地质，1992，19(1):6-8.
[7]廖文根，李锦秀，彭静.水体纳污能力量化问题探讨[J].中国水利水电科学研究院学报，2003，
12(3):211-215.
[8]Jorgensen S E.Fundamentals of Ecological Modelling(2nd Edition).Elsever，1994.
[9]Nigel W.T.Quinn，Norman ler，John A.Dracup，et al.An integrated modeling system for environment impact analysis of climate variability and extreme weather events
in the San Joaquin Basin，California[J].Advances in Environmental Research，2001(5):309-317.。