地下水质量评价常用方法的对比分析

对常用的三种地下水水质评价方法即单因子指数法、内梅罗指数法、模糊综合评价法的原理和评价步骤进行了系统的介绍,并将它们应用于山西省夏县地下水水质环境质量评价,对评价结果进行对比分析.     

基于级别差法的地下水水质评价方法筛选技术研究

地下水水质评价是地下水污染防控和水环境管理的基础.不同评价方法会得到不同的评价结果,因此如何选择合适的评价方法至关重要.目前,缺乏科学、客观的地下水水质评价方法筛选技术.基于此,以洛阳市为例,采用内梅罗指数法、模糊综合评价法和基于免疫进化算法优化的普适法（简称"普适法"）3种方法开展地下水水质评价,通过建立级别差方法,定量筛选最适用评价方法.结果表明:①模糊综合评价法-内梅罗指数法、普适法-模糊综合评价法、普适法-内梅罗指数法3种统计方法计算得到的级别差小于0的比例占比分别为34.62%、19.24%和46.16%,大于0的占比分别为19.23%、23.07%和26.92%,因此模糊综合评价法评价得到的地下水水质级别 < 普适法评价得到的地下水水质级别 < 内梅罗指数法评价得到的地下水水质级别.②模糊综合评价法最适用于研究区地下水水质现状评价,采用该方法评价得到研究区地下水水质分为优良（Ⅰ类）、良好（Ⅱ类）、较好（Ⅲ类）、较差（Ⅳ类）和极差（Ⅴ类）5类（参照GB/T 14848-2018《地下水质量标准》）,以良好和较好水质为主,造成地下水水质较差的组分主要为COD_Mn、总硬度、硝酸盐和汞.研究显示,级别差法可作为定量的地下水水质评价方法筛选技术,能够为地下水水质评价研究提供新的思路.      

基于t-SNE的晋北矿区地下水水质评价

将t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding(t-SNE)技术引入水质评价领域,探讨了基于t-SNE的水质评价方法,并对晋北矿区地下水水质进行评价.结果发现,相对于传统水质评价方法,基于t-SNE的水质评价方法降低了评价过程对经验值的依赖.地下水水质标准中某些指标(如氨氮、锰、挥发性酚类和大肠杆菌等)对不同的水质类别采用了相同的阈值,这导致采用传统方法评价时产生不确定性,而新方法基于"距离"概念识别不同水样在这些指标上的差异,从而提高了评价结果的精确度.此外,新方法通过高维数据向量可视化直观地表达数据间的内在分类特点.评价结果表明,晋北矿区开采排水和生活排污引起了地下水水质恶化,主要超标项目有硫酸盐、总硬度、细菌总数和大肠杆菌群数等.水质恶化影响的深度局限在200 m以浅,在空间上主要局限在靠近左云县和山阴县的部分地区,深层岩溶水水质未见明显改变.     

水源地简易水质评价法的对比研究

基于北海市2007—2009年地下水水源地、水库水源地水质监测数据,使用目前现行的几种简易评价方法进行水质评价,并比较了所用评价方法的优缺点。评价结果表明:北海市水源地水质良好,使用综合评价法对地下水水源地进行水质评价,其结果可表明水质的整体类别,真实地反映水质状况;使用水质指数评价法对水库水源地进行水质评价,可以确定水质类别,了解水质污染程度,获取首要污染因子。     

某垃圾填埋场地下水水化学与水质评价研究

经现场调查发现,四川省某县的生活垃圾填埋场,目前已发生渗滤液泄漏并对周边地下水产生污染。以高锰酸盐指数、NH_3-N、Cl~-、SO_4~(2-)、Fe~(2+)、Mn~(2+)、TDS和总硬度等8个指标为对象,采用F值指数法和主成分分析法并结合地下水化学分析对周边10个采样点的地下水水质进行综合评价,并用ArcGIS 10.3对污染物浓度进行插值,分析不同种类污染物在场地附近的浓度分布特征。评价结果表明:填埋场周边地下水已受到严重污染,综合评分F值均7.20,属于极差级别,整体上,2种评价方法所得不同采样点污染程度排序结果基本一致,埋场下游方向越近污染越严重,主要污染物为Cl~-和SO_4~(2-),污染较重的采样点的地下水化学类型也相应的由HCO_3-Ca型转变为了HCO_3·Cl-Ca和SO_4-Ca 2种类型。研究表明,该文采用的水质评价模式可用于污染地下水水质评价,并能对评价结果给出合理解释。     

基于改进的水质标识指数法垃圾填埋场地下水评价

非正规生活垃圾填埋场产生的渗滤液易对地下水环境造成严重污染,为了精准评价劣Ⅴ类水质和同类水质间的差异,引入水质标识指数法对典型非正规垃圾填埋场地下水水质进行评价。结果表明：由于浅层地下水与生活垃圾渗滤液直接接触,导致各监测点地下水中氨氮、高锰酸盐指数、氯化物指标单因子水质评价结果分别为66.362～255.3251、13.89～40.036、15.111～21.417;各监测点地下水综合水质评价结果为9.645～25.9521,均为劣Ⅴ类;最小值出现在2005年以前垃圾填埋区。受隔水层对污染物的有效阻隔作用,微承压水水质较潜水层水质显著好转,各监测点地下水综合水质评价结果为3.100～3.700。从空间分布特征看,不同填埋区潜水或微承压水单因子水质评价结果均存在显著差异;不同填埋区潜水水质综合评价结果存在显著差异,而微承压水综合水质评价结果差异不显著。研究成果对于今后我国垃圾填埋场地下水水质评价和环境管理具有借鉴作用。     

蛙跳算法优化的地下水质评价的参数化组合算子模型

传统的参数化多元组合算子模型在进行对数变换后,采用最小二乘法求解模型参数。在满足构建的优化目标函数条件下,直接用基于群集智能的混合蛙跳算法对参数化组合算子模型中的参数进行优化,避免了传统解法过程中需要进行的对数变换,因而使参数求解变得简化。改进后的参数化组合算子模型被应用于地下水水质评价,其评价结果与用其他多种方法的评价结果基本一致。从而表明:混合蛙跳算法优化得出的地下水水质评价参数化组合算子模型为地下水水质评价提供了一种简便和实用的新方法。     

基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型

传统的回归支持向量机的水质评价模型不具有普适性和通用性,当指标较多时,模型的学习效率和求解精度均会受到影响.若适当设定3类水体(地表水、地下水和富营养化水体)各项指标的参照值及指标值的规范变换式,使不同指标的同级标准的规范值差异不大,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆“等效”于某个规范指标.因此,可建立用规范值表示的任意m项指标组合皆适用的水质评价的回归支持向量机模型.通过实例对模型的实用性进行了效果检验,结果表明:用基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型对河桥地表水、黑龙洞泉域地下水和山仔水库富营养化水体的水质评价结果与用BP神经网络评价法、模糊综合评价法和属性识别评价法的评价结果基本一致.     

不同地下水水质评价方法的对比研究——以宜良县为例

不同的水质评价方法有不同的适应性,为准确评测昆明市宜良县地下水水质,以2015年宜良县10个主要监测井的监测数据为基础,选取硫酸盐、硝酸盐氮等6个水质评价因子,分别采用传统、改进内梅罗污染指数法、加附注评分法和主成分分析法进行水质评价。研究结果表明:传统内梅罗指数法评价效果较差;改进内梅罗指数法仅适用于掌握水体的污染程度;主成分分析法适用评价指标过多的情况,通过降维对其简化,最大限度保留原始信息;加附注评分法在评价过程中将全部指标纳入模型计算,评价结果拟合度高、适应性、稳定性好,评价更为科学客观,最适合用于研究区地下水评价。     

孟州地下水水质现状评价

文章以孟州为研究对象,分析了运用F值法和模糊综合评判法在评价地下水水质中所存在的主要问题,提出了以模糊综合评价法为主,结合F值法对地下水水质进行现状评价的方法。依据相关的地下水质量标准对研究区采集的不同监测井的地下水样品进行了评价。孟州地下水达到Ⅲ类水质量标准的监测点位有16个,占总监测点位的42％。水质评价分析表明,远离重污染区或是井深较深的监测点位水质较好,而接近重污染区、靠近污染程度较重的河道以及井深较浅的监测点位水质较差。并且分析了地下水的污染原因。     

四种水质评价方法的特点分析与比较研究

以四川省部分河流监测断面水质资料为基础,对单因子评价法、综合污染指数法、模糊综合评价法和水质指数法四种水质评价法的水质评价过程和评价结果进行比较分析,找出了各评价方法的特点.经过分析,四种水质评价方法的评价结果基本一致,但特点各有不同,单因子评价法能确保水体安全,综合污染指数法能判断水体污染状况,模糊综合评价法适用于科学研究,不宜用于水环境质量现状评价,水质指数法与单因子评价法结果一致,能在不同水体不同时期进行对比,,既能判定水质类别,又能找出最大污染因子,应加以推广.     

基于分形维数权重的南水北调东线源头水质评价研究

水质评价问题的实质是对水质现状和各评价因素间的函数关系的逼近,是一种复杂的非线性问题.针对水质评价指标之间的非线性关系,提出了基于分形维数权重的水质评价方法.为有效地评估南水北调东线源头的水质现状,首先选取影响水质评价的7个主要因素,根据标准等级水体分类标准,采用在等级标准中随机内插的方法,得到50个标准等级样本,并根据样本综合评估值与经验等级之间的关系建立分形插值评价模型;最后,以长江江都市芒稻河断面2001—2008年的年平均水质监测数据为例对模型进行验证.结果表明,该方法可以通过分段函数得到每个样本的具体得分值,因而具有较高的分类精度,为水质评价提供了一种较好的新方法.     

基于联系云的地下水水质可拓评价模型

地下水水质评价受诸多不确定因素的影响,评价指标具有模糊性、随机性和离散性特征.为真实反映指标的分布特征,提高地下水水质评价的合理性与可靠性,在此将可拓学与联系云理论耦合,提出能够描述评价指标在分类等级间转换态势的联系云可拓模型,即基于指标分类标准确定联系云数字特征,生成有限区间内的联系云与构建联系云可拓矩阵,实现统一定量描述地下水水质评价指标的确定和不确定性,然后结合权重,分析待评价物元与地下水水质等级的联系,综合确定待评物元的水质等级,并给出评价结果的可信程度.实例应用及与投影寻踪和模糊物元耦合方法结果的对比表明,本文模型评价结果与投影寻踪模糊物元方法的结果基本吻合,且基于联系云可拓模型评价地下水水质等级置信因子均小于0.01,更有效可行,并克服了可拓方法不能反映评价指标模糊性特征的缺陷.     

基于变权欧式距离模型的阜新农村地下水质综合评价

为克服综合评价模型中因子权重定量的不确定性与主观性,体现出同一地下水质因子在不同地下水水源地评价单元中存在的差异性,采用地下水质因子污染贡献率确定各地下水质因子的权重,改进了欧式距离模型,建立了农村地下水源地水质评价的变权欧式距离模型,并以阜新市典型乡镇后新秋镇、苇子沟乡、哈尔套镇3个农村地下水水源地为评价对象,将2013年阜新市农村地下水水源地水质实测数据、标准数据规范化,运用数轴模型距离尺度进行地下水水质分割。评价结果与F值法结果基本吻合,变权欧式距离模型的距离尺度能够提高地下水水质评价结果的定量灵敏度,变权欧式距离模型具备一定的环境参数评价充分性、一致性及有效性。     

邯郸市地下水水质状况及其变化趋势分析研究

采用不同的水质评价方法,计算出邯郸市各种地下水资源量。对影响浅层地下水水质的主要物质空间分布和污染物超标原因进行分析,原生污染和人类活动对地下水水质影响并存。通过对地下水变化趋势分析,预测地下水水质变化趋势。地下水资源量小质差应科学开发利用,实现持续发展。     

物元法在苏州市第Ⅱ承压地下水水质评价中的应用

本文在物元分析理论的基础上,将水质量标准、评价指标及其特征值作为物元,并以苏州市第Ⅱ承压地下水为例进行了水质评价.通过建立评价模型,对评价标准及实测数据进行归一化,得到模型的经典域、节域、权系数及关联度,评价结果表明,苏州市大部分第Ⅱ承压地下水水质优良,达到了Ⅰ、Ⅱ类水,未遭受外来物质的污染,评价结果符合实际情况.     

基于指标模糊权和协调性下的地下水水质评价模型构建及应用

在地下水质量标准中,各指标权重的选择与权重的内涵存在着不确定性;同一指标的分级界点值差异显著,近似地呈现几何级数变化。基于以上这两种情况,构建基于指标模糊权和协调性下的地下水水质评价模型。应用层次分析法和专家调查9标度法确定指标的相对权重,结合贝塔系数计算出指标的模糊权重。对评价标准及待评价地下水水质监测值进行对数变换,采用距离测度法来构造隶属函数,并对其进行求余,按最大隶属原则来评判地下水质量等级。应用此模型对徐州市的重要水源地——张集地下水水质进行评价。结果表明:研究区的20个采样点水质为Ⅱ、Ⅲ级的占90%,符合饮用水的要求。与投影寻踪法的评价结果基本一致。     

应用数理统计进行沈阳地区地下水化学污染综合分类的初步探讨

地下水在天然状态下的水化学分类方法很多,中外学者已有许多专门论著。近几年来我国环境科学飞跃发展。环境地质学这门新兴学科,作为环境科学的分支也在不断发展,本理论不断充实。同时进行了地下水水质污染调查和水质监测工作,并积累了大量的环境质,特别是地下水水化学污染方面的参数与数据。但是如何充分利用这些丰富的参数与据,进行科学地、系统的整理,综合分析,对地下水水质污染状况作出较客观地科学地价,为环境质量评价提出地下水水质评价依据,进而为治理和改善地下水的污染状况,保     

基于粗糙集的支持向量机地下水质量评价模型

以辽宁绥中县第四系松散岩类孔隙水的10组水质监测数据为基础,选取pH值、Cl^-、SO₄^2-、NH₄⁺、NO₂^-、NO₃^-、F^-、总硬度、总溶解固体等14项水质评价指标,采用粗糙集对指标进行约简,将基于属性依赖度和信息熵的启发式算法结合,获得属性约简集,应用支持向量机分别评价约简前后的地下水质量.结果表明,属性约简将14项水质指标精简为8项,水质评价结果与约简前保持一致,区域地下水普遍在III类以上,部分地区铁、"三氮"等超标,不适宜饮用.粗糙集和支持向量机的联合应用,在保证分类能力的前提下有效地减少冗余指标,降低运算维度,保证水质评价的合理性.     

北京密怀顺地区地下水污染风险评价方法探究

地下水污染风险评价通常由地下水污染荷载评价与固有脆弱性评价叠加得到,但叠加方法众多,且缺乏各个方法之间的对比验证.本研究选取北京密怀顺地区作为示例,利用GIS平台进行构图表征,对比了相加法、矩阵法和计算法3种地下水污染风险的叠加方法,并利用硝酸盐浓度等级与地下水污染风险评价等级的差值和Spearman等级相关因子两种指标,对以上3种叠加方法所获得的地下水污染风险评价结果进行验证,旨在探究最优的地下水污染风险方法.结果表明,从硝酸盐浓度等级与地下水污染风险评价等级差值为0的区域占比来看,矩阵法(51.12%)相加法(32.29%)计算法(21.71%);从Spearman等级相关因子来看,矩阵法(ρ=93.19%)计算法(ρ=90.33%)相加法(ρ=89.23%).故研究区内地下水污染风险评价采用矩阵法得到的结果更准确、更可行,其评价结果比较真实地反映了北京密怀顺水源地污染风险状况,对城市规划建设和地下水资源的可持续利用具有指导意义.