張海鵬
(黑龍江省地質環境監測總站,哈爾濱 150090)
地下水污染脆弱性評價方法研究綜述
張海鵬
(黑龍江省地質環境監測總站,哈爾濱 150090)
地下水資源作為我國的寶貴資源,是國民經濟發展和人們生活不可缺少的一部分。然而,近年來受各種因素的影響,我國地下水遭到不同程度的污染,造成國家水資源惡化。如何更好地實現對地下水資源的保護受到越來越多的關注。本文在研究地下水污染脆弱性概念及影響因素的同時,闡述地下水污染脆弱性評價的相關方法方法。
地下水污染;脆弱性;評價方法
1.1地下水污染脆弱性的概念
地下水污染脆弱性主要是指污染物自頂部含水層以上某一位置到達地下水系統中某一特定位置的趨勢及可能性。一般情況下,脆弱性主要包括特殊脆弱性及固有脆弱性,前者是指與某類特殊污染物相關的脆弱性;后者則是指與污染物物理和化學性質無關,僅與含水層性質相關的脆弱性。
1.2地下水污染脆弱性的影響因素
1.2.1地下水流系統方面
雖然地下水常年處于地下,但仍受到來自人們日常生產生活活動的影響。地下水流系統主要是控制地下水固有脆弱性的本質過程,一般包括三維結構、地下水補給時空特點等,通過該系統能讓人們清晰地了解和認識到地下水在什么位置、由什么原因受到的污染,從而準確判斷固有脆弱性,并對控制系統中的降雨條件、入滲過程等進行合理控制,最大程度上避免地下水污染。
1.2.2地球化學作用
通常情況下,在地球化學作用下,改變地下水污染物濃度主要包括吸附—解吸、溶解—沉淀等,在認識與污染物相關信息的過程中,應加強對潛在污染源分布、類型等要素的分析和研究,并在地下水流系統中控制污染物遷移、轉化過程,實現對地下水資源的保護。
目前地下水污染脆弱性評價方法主要包括以下3種。
2.1迭置指數方法
迭置指數方法主要是指通過對定義的各類因素進行分級評分賦值,進而評定地下水脆弱性的高低,一般分為水文地質背景值法、參數系統法,其模型包括DRASTIC、GOD等。
2.1.1DRASTIC模型
該模型最早出現在20世紀80年代美國環保局。但是,在實際評價過程中,存在一定的局限性,在范琦等研究工作者研究下,創新出一種將AHP作為基礎的DRUA評價方法,很大程度上避免了參數劃分和權重不變性的不足,在我國山前平原地下水污染評價工作中取得了一定成效。隨著地下水污染脆弱性評價工作日益發展,工作人員在原有模型基礎上進行適當創新,例如:Lima等研究者在考慮土地利用變化對水質影響基礎上,將Dyna-CLUE模型與原模型相結合,對阿根廷彭巴斯草原地下水進行評價,為評價工作進一步發展奠定堅實基礎。
2.1.2GOD法
主要是結合地下水承壓性、上層巖性及地下水埋深3個指標,進行GOD指數計算,最終得出地下水脆弱性。通過GOD法能獲取準確的數據信息,為保護地下水資源提供支持。但是,由于受到評價指標較少等因素的影響,難以全面、系統地反映影響地下水脆弱性的因素,例如:補給源等,因此,在原有方法基礎之上增加土壤的淋溶敏感性指數,可以提高該方法準確性。在實際應用中,對迭置指數法中各項模型進行對比發現,第一種方法評價效果更好。
2.2模擬方法
過程模擬方法主要是指利用物理、化學及生物過程等模型,對污染物進行模擬實現脆弱性分析。該方法與其他方法不同,主要是預測污染物在空間及時間方面的遷移狀況。一般包括流-彌散方程、化學反應模型等。
Nobre等人利用MODFLOW模型針對巴西某個城市沿海含水層進行評價,并描述出水井捕獲區,全面系統地分析和研究地下水污染風險,幫助城市制定科學、合理的地下水保護方案。不僅如此,Henriksen、Vissers等人在地下水脆弱性評價及資源可持續開采過程中也采用該方法中的數值模型進行分析和研究,不僅提高了評價效率和質量,而且為研究地區地下水資源保護提供了一定幫助。
2.3統計方法
統計方法主要是指通過對已有地下水污染信息進行數理統計并研究,來確定脆弱性量值及不同參數的聯系,結合分析結果構建相關模型,并將各個評價要素植入模型當中,實現評價目標。
20世紀90年代初期,Evans和Maidment針對美國某地地下水中的硝酸鹽與降雨量等因素進行相關性分析,最終得出地下水脆弱性僅與埋藏深度有關系,與其他因素不存在聯系。而Troiano同樣在美國加利福尼亞對地下水農藥殘留與土壤特征之間的關系進行分析,并首次采用CALVUL方法來研究判斷地下水脆弱性與土壤特征之間的關系。在具體評價工作中,要結合實際情況選擇合理的評價方法,確保評價準確性。
地下水資源作為我國社會可持續發展的重要資源,加強對其污染的脆弱性分析,并結合實際情況得出最終結果,能讓人們清晰地了解和掌握影響水資源污染的關鍵因素,有利于人們采取針對性措施加以調整和優化,最大程度上避免各類因素對地下水資源的污染,實現對水資源的保護,進而促進我國社會可持續健康發展。
主要參考文獻
[1]張金炳,湯鳴皋,鐘佐燊.污水滲濾土地處理系統中水力停留時間與出水效果的討論[J].地球科學:中國地質大學學報,2010,18(3):259-261.
[2]劉瑩瑩,李志斌,宗芳.垃圾滲濾液污染暈中污染物的衰減規律研究[J].吉林大學學報:地球科學版,2012,20(5):12-14.
[3]朱興賢,王彩會,陸徐榮.基于GIS的蘇錫常地區淺層地下水系統防污染性能評價[J].江蘇地質,2011,10(8):158-159.
10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.12.165
X824
A
1673-0194(2015)12-0222-01
2015-04-15