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。     

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。     

模糊AHP法在闹德海水库水质综合评价中的应用

考虑到水库饮用水源样本并没有严格的属性,以及它们在形态和类属方面存在着中介性,确定了对人类生理健康影响较大的高锰酸盐指数、大肠杆菌、总氮、氨氮、总磷、溶解氧6项评价因子;通过构造判断矩阵及一致性检验,判断专家意见的一致性,有效地将定性分析与定量分析的结合,从数学分析的角度上给出了各个指标比较的数量关系;将评价因子层指标的权重与模糊数学模型结合,建立城市水库水质评价的模糊AHP法数学模型。利用阜新市主要水源地2010年的水质监测资料对阜新市水源地水质的主要影响因子、污染原因、污染程度分别进行评价与适用性分析。结果表明:影响阜新市水库水质的主要因子为高锰酸盐指数、总磷、总氮;农牧区的大量施肥与喷洒农药是构成水库总磷超标的主要原因。     

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.     

危险废物填埋场营运前初期地下水质评价

对某刚投入运营的危险废物填埋场的地下水和渗滤液进行采样分析,选取14个污染指标作为评价因子,以《地下水质量标准》中推荐的方法和改进综合评价法对水质进行评价,并分析了水质成因。结果表明,研究区地下水氨氮超标,主要受临近鱼塘和养猪场的排泄物影响。渗滤液挥发酚超标,与初期填埋废物成分相关。地下水样中氨氮浓度高于渗滤液,说明填埋场投入前初期附近地下水补充源氨氮指标贡献值高于渗滤液入渗。14项评价因子监测数据表明,渗滤液对填埋场地下水收集系统水质量的影响不明显,总体水质较好。由于改进综合评价法同时考虑了污染最大值和最大与次大权重单项因子,其得出的地下水质评价结果能更客观地反映评价区地下水的实际质量状况。     

对建水县集中式地下水饮用水水源地不同评价方法验证研究

从2011年开始启动了"全国地下水基础环境状况调查评估"工作.对地下水水质进行评价是调查任务中很重要的内容.采用三种不同的水质评价方法,对同一地下水饮用水源地进行评价,相互验证结果,结果显示,三种不同方法能够很好地相互验证,为地下水水质评价提供了不同评价方法.     

基于“生态水位-水质-水源地”协同作用的地下水环境风险评价方法研究

地下水生态水位、地下水水质和地下水水源地是地下水环境的关键敏感属性,而现有关于地下水环境保护的研究多侧重于污染风险评价,常忽视地下水生态水位作为环境要素综合风险的重要性.为突破以往地下水风险评价中以污染要素为主的现状,在区域尺度针对地下水污染及地下水水位变化导致地下水系统生态服务功能失衡等问题,提出以地下水生态水位、地下水水质和地下水水源地作为风险受体,综合研究地下水系统对地下水风险源的暴露途径及响应关系,采用地下水防污性能指数指征地下水环境的空间差异性,构建了基于“生态水位-水质-水源地”协同作用的GERRM模型（地下水环境相对风险模型,groundwater environmental relative risk model）,定量描述地下水污染和地下水水位突变耦合的地下水环境风险,并将建立的方法在下辽河平原进行案例研究.结果表明:①Ⅳ、Ⅴ级风险区主要位于化工企业、危险废物填埋场周围一定范围区域及沈阳市地下水水源地保护区和生态水位敏感性较高区,面积为2 107.33 km2,占总面积的8.93%.②Ⅰ、Ⅱ级风险区主要为农田种植区、林地种植区和农业城镇建设区,面积为17 704.51 km2,占总面积的75.01%.研究显示,GERRM模型适用于区域地下水环境风险评价,下辽河平原区化工企业、危废填埋场周围一定范围区域以及沈阳地下水水源地保护区相对风险最高,需采取相应的管理保护措施.      

府城遗址浅层地下水水质的分类判识技术研究

针对水质评价中诸多评价因子的权重难以确定的问题,基于改进三标度层次分析法与客观赋权的熵权法确定指标的综合权重,耦合集对分析理论与综合权重建立了评价浅层地下水水质的数学模型。以焦作市府城遗址周边12处浅层地下水监测点为对象,选取Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、F~-、总硬度、TDS和高锰酸盐指数作为指标体系,基于建立的数学模型分别对每处测点的枯水期、平水期水质进行评价。结果表明:枯水期时测点8、9水质分别为Ⅲ、Ⅰ类,其余10个测点均为Ⅴ类,严重污染率达83.33%;平水期时测点9水质为Ⅱ类,其余11个测点水质均为Ⅴ类,严重污染率达91.67%。针对研究区浅层地下水恶化原因进行了分析阐释,并提出了合理有效、易于实施的防治对策。     

基于模糊综合与可变模糊集耦合的地下水质量评价

模糊综合评价法和可变模糊集方法是常用的地下水质量评价方法,但可变模糊集评价法的隶属度计算复杂、可变参数多,而模糊综合评价法容易造成隶属度信息丢失.本文在充分吸取两者优点的基础上,构建了一种新的耦合地下水质量评价模型,优化了评价因子选择、权重确定、模糊算子选择等关键环节,并对青岛市大沽河水源地的地下水质量进行了评价和分析对比.结果表明,水源地中北部(W7~W11)地区,硝酸盐氮含量严重超标,耦合模型得到的水质等级均为4或5类水,评价结果符合该区域实际水质状况,说明新建的耦合模型是可靠的.另外,从监测井W2、W3、W4、W7、W10、W11、W12获得的最大隶属度小于0.5,说明模糊综合评价法不适用于这些点的水质评价,而耦合模型综合考虑了其它隶属度值对评价结果的贡献,其结果更加科学、合理.     

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.     

崇左响水地区地下水水质分析及健康风险评价

以崇左响水地区为研究区域,对区域内60个地下水样品中的常规指标和金属元素进行测定和分析,运用内梅罗综合指数法分析了不同类型地下水环境质量,应用健康风险评价模型评价了不同类型地下水的健康风险.结果表明,井水、泉水和地下河水的常规指标和金属元素均出现不同程度的超标现象,水质级别均为较差级别,地下河水的综合评价分值(F=4. 26)最低,井水和泉水的综合评价分值(F=7. 10)相同.高硬度和高矿化度利于Cr的富集,还原环境利于As的富集,Zn、Pb、Cd和Cu经过的环境地球化学作用相似,Fe、Al和Mn来源相似.健康风险评价表明,3种类型地下水的健康总风险偏高,大小顺序为井水地下河水泉水,主要来源于致癌性金属元素Cr.致癌总风险比非致癌总风险高4～6个数量级,致癌总风险均高于最大可接受风险水平(5. 0×10~(-5)a~(-1)),非致癌总风险均小于可接受的健康风险水平(10~(-6)a~(-1)).儿童健康总风险大于成人,经饮水途径引起的健康风险比皮肤接触途径高2～3个数量级.从饮水安全考虑,在饮用前需对井水、地下河水和泉水进行适当处理并实施对Cr污染物的控制.     

Water quality evaluation of Haihe River with fuzzy similarity measure methods

Fuzzy similarity measures, which are used to judge the closeness of two fuzzy sets, are presented to evaluate the water quality of the Haihe River. Based on the membership functions and coefficient of variation as the weights, four fuzzy similarity measures （including Lattice similarity measure, Hamming similarity measure, Euclidean similarity measure and the max-min similarity measure） are used to classify the 299 samples into the proper water quality standard ranks. The results are compared with the traditional distance discriminant methods. The calculation of two traditional distance discriminant methods （both Euclidean distance and absolute value distance） is also based on the use of coefficients of variation as the weights. Without the Lattice similarity measure, for this method loses some information, the correct assignment of samples classified into the same water quality ranks is 75.92% with the other three similarity measures and two distance discriminant methods. This result shows the reliability of the five methods. Only considering the three similarity measures, there were only 1.01% of the samples that did not classify to the same ranks, while the corresponding ratio of the two distance discriminant methods was 5.69%. The results of leave-one-out cross validation show that more than 88% of the samples are classified to the proper ranks, which demonstrates that the similarity measures are suitable to evaluate the water quality of the Haihe River.     

阜新市闹德海集中式饮用水源地水污染风险模糊综合评价

建立了模糊综合评价数学模型,针对阜新市闹德海集中式饮用水源地辽河支流柳河段上游2001年~2005年水质状况进行水污染风险评价。旨在定量分析评价阜新地区集中饮用水源地水环境质量现状和存在的问题。结果表明:柳河上游水质在2001~2005年间波动较大,主要呈Ⅰ类Ⅲ类,基本符合集中式饮用水源地水质要求。其中2003和2005年河流总磷和溶解氧超标严重,五年间主要污染物变化规律也不同,总磷呈递增趋势,溶解氧呈递减趋势。     

基于模糊权重下的多层评价地下水资源模型的构建及应用

在应用模糊权重与层次分析法的基础上,构建多层综合评价地下水资源模型. 应用该模型对海河流域的地下水资源进行综合评价,分别选取太行山前地带的石家庄、中部平原地带的沧州和衡水、东部滨海地带的天津为典型评价地区;水量以评价区域为评判集,而水质采用单项指标5级分级标准. 评价结果:石家庄的优先排序为第1位,表明其不仅水量丰富,而且水质较好,适合各种用途;天津处于第2位,该地区水质一般,储量较少,适合于生活饮用供水源和农业用水,但近海地区出现不同程度的海水倒灌,水的矿化度过高,不能直接利用;沧州和衡水排在后2位,表明该地区水质较差,储量也少,适用于农业和某些工业用水,经过必要的处理后方可作为生活饮用水.      

露天煤矿排土场地下水环境质量影响的灰色关联分析

阜新新邱露天煤矿排土场淋溶水对附近于家沟地区的地下水造成了严重的污染。为确定污染区域，对研究区内的17眼水井分别采样，进行了水质分析，采用灰色关联分析方法对每个监测点的水质进行了评价，确定出地下水环境质量等级，并将评价结果与模糊综合评价方法相比较。结果表明，两种方法的评价结果基本一致，但灰色关联分析方法的概念更清楚，计算更方便，可操作性强，易于推广应用。     

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.     

抚顺市区地下水水质污染现状评价

结合1991和2004两年丰水期34个监测点（监测井位）的监测资料，从地下水化学类型的变化角度阐述抚顺市地下水主要含量成分的改变，认为抚顺市区地下水质是受到了不同程度的污染，随着环境保护工作的深入、地面污染源的治理，地下水质有一定程度的改善，但却是非常缓慢的。     

基于改进DPSIR模型的京津冀地区优先回补地下水水源地筛选方法

京津冀地区地下水水源地超采问题严重,引发了地下水水位持续下降等一系列问题,南水北调中线输水贯通为该地区地下水水源地的回补涵养提供了契机;然而,京津冀地区众多地下水水源地在回补条件和回补需求等方面各异,在有限回补水源条件下,亟需建立该地区地下水水源地回补优先性评价和分级方法,从而筛选出可优先回补的水源地.借助DPSIR(驱动力—压力—状态—影响—响应)评价模型理念,在综合分析地下水水源地产生资源环境问题的根本原因、存在压力、不利状态、对人类社会的影响以及地下水回补工程产生的响应基础上,解析影响地下水回补的关键因素,并以此为依据进行专家咨询和评分,建立了涵盖5个准则和21个指标的综合评价指标集.在阈值确定和数据标准化基础上,依据评分数据确定各准则和指标权重,最后通过综合指数法构建基于DPSIR模型的地下水水源地回补优先性评价体系,并对京津冀地区具有代表性的76个浅层地下水水源地进行了评价和分级.结果表明:以南水北调中线工程为轴,分布在山前冲洪积扇的32个浅层地下水水源地为优先和较优先回补等级,从山前至中部平原地下水水源地回补优先性逐渐变差;回补水源类型、浅层含水层储水空间、区域浅层地下水质量、浅层含水层防污性能是影响评价结果的最重要指标.研究显示,位于京津冀山前的冲洪积扇地区的地下水水源地应最优先考虑回补,中部平原地下水水源地大多为一般或暂不考虑,东部平原区地下水水源地普遍不适宜回补.该评价方法指标选取和权重计算科学客观,可为京津冀地下水水源地的涵养提供标靶和决策的理论支撑.      

地下人防项目地下水环境影响评价技术评估要点研究

地下人防项目是指战时用于人员、物资掩蔽,平时为商业用途的地下工程。地下人防项目地下水环境影响评价技术评估,应遵循《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ 610-2011)相关要求,结合项目场区所在地的地下水水位、地下水分布及环境水文地质条件、污染源状况、地下水开采利用状况及具体施工情况,分析地下水水位变化诱发的环境水文地质问题的影响范围、程度及项目建设对地下水水质污染,重点关注水位变化分析和地面沉降分析,污染防治措施主要从防治地下水水质污染、环境水文地质问题两方面考虑。