葫蘆島市某礦區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

王科以

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)，遼寧 錦州 121000）

地下水作為水資源的重要組成部分，每年礦山開采需要排出的地下水水量巨大，為此對(duì)礦區(qū)地下水進(jìn)行水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)具有十分重要的意義。目前國內(nèi)外對(duì)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)主要的研究方法有模糊綜合評(píng)價(jià)法[1]、F值評(píng)分法[3]、層次分析法[4]、灰色聚類法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[2]、物元分析法等。其中和模糊綜合評(píng)價(jià)法在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用尤為突出，筆者采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)葫蘆島市某礦區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1 研究區(qū)水文地質(zhì)條件

研究區(qū)主要含水層自上而下分成4層。①松散巖類孔隙含水層組(第一含水層)由第三系、第四系松散沉積物構(gòu)成。②碎屑巖裂隙含水層組（第二含水層）主要由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層構(gòu)成。③碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙含水層組（第三含水層）為上石炭統(tǒng)巖溶裂隙含水層。④碳酸鹽巖裂隙含水層組（第四含水層）為上奧陶統(tǒng)巖溶裂隙含水層。研究區(qū)各含水層水質(zhì)情況見表1。

2 評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T14848-93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》主要是依據(jù)我國地下水水質(zhì)現(xiàn)狀、人體健康基準(zhǔn)值以及地下水質(zhì)量保護(hù)目標(biāo)，把地下水水質(zhì)劃歸成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類。研究中，在此標(biāo)準(zhǔn)下的Ⅲ類水為基準(zhǔn)，對(duì)研究區(qū)各含水層進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)是一種基于模糊數(shù)學(xué)中隸屬度函數(shù)的界定與計(jì)算，把對(duì)水質(zhì)特征的定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為對(duì)水質(zhì)指標(biāo)的定量評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)的原理如式1所示。模糊綜合評(píng)價(jià)的實(shí)質(zhì)是兩個(gè)模糊矩陣A與R的復(fù)合運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果B表示某水樣的水質(zhì)指標(biāo)相對(duì)于各質(zhì)量級(jí)別的綜合隸屬度。

式中，A——各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重比例，即權(quán)重模糊矩陣；

R——各評(píng)價(jià)因子對(duì)評(píng)價(jià)級(jí)別的隸屬度，即模糊關(guān)系矩陣；

B——評(píng)價(jià)水樣對(duì)評(píng)價(jià)級(jí)別的綜合隸屬度，即評(píng)價(jià)結(jié)果矩陣。

權(quán)重模糊矩陣A(ai)的標(biāo)準(zhǔn)形式如式2所示，因子權(quán)重ai計(jì)算公式如式3所示。

式中：

ai——第i個(gè)因子的權(quán)重值；

Ci——第i個(gè)因子的實(shí)測(cè)濃度值；

Si——第i個(gè)因子各級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的平均濃度值。

根據(jù)（3）式計(jì)算得出各含水層評(píng)價(jià)因子權(quán)重矩陣如下：

各含水層模糊關(guān)系矩陣如下：

表1 研究區(qū)水質(zhì)情況表

研究區(qū)各權(quán)重模糊矩陣A以及各含水層模糊關(guān)系矩陣R以得出，通過式1可得到綜合隸屬度矩陣B，研究區(qū)各含水層模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

表2 研究區(qū)水質(zhì)模糊評(píng)價(jià)表

2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果，研究區(qū)第一、二、三含水層的水質(zhì)相對(duì)較好，第四含水層的水質(zhì)相對(duì)較差。

第一含水層其水質(zhì)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，水質(zhì)最好。第二含水層各污染因子指標(biāo)大于第一層，第三層各污染因子指標(biāo)均大于前二層，第四層各污染因子指標(biāo)大于前三層，即隨著含水層埋深的增加，各含水層地下水污染因子濃度總體上呈增大趨勢(shì)。

3 結(jié)論

通過對(duì)研究區(qū)的水文地質(zhì)條件的分析，選用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)礦區(qū)4個(gè)含水層進(jìn)行了水質(zhì)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：該礦區(qū)第一、二、三含水層的水質(zhì)相對(duì)較好，經(jīng)判定達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，可作為工、農(nóng)業(yè)用水及飲用水源。而第四含水層水質(zhì)相對(duì)較差，未達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)不可作為飲用水源。