四平市地下水資源管理現(xiàn)狀評價研究

高世毅

（吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000）

四平市地下水資源管理現(xiàn)狀評價研究

高世毅

（吉林省水文水資源局四平分局，吉林 四平 136000）

針對吉林省四平市地下水資源管理現(xiàn)狀，綜合分析該市地下水開發(fā)利用、地下水水質(zhì)、地下水水資源量動態(tài)變化等情況，運用層次分析法建立針對該市地下水管理的評價指標體系，并運用模糊綜合評判法對其進行評價，根據(jù)評價結(jié)果，提出對應建議。

四平市；模糊綜合評判；地下水；評價分析

1 基本情況

四平市區(qū)位于市境南部，東南部至西南部與遼寧省為鄰。市區(qū)面積1080km2，轄鐵東區(qū)和鐵西區(qū)，13個街道辦事處，2個鄉(xiāng)和3個鎮(zhèn)，市區(qū)人口63萬人。市區(qū)地處松遼平原與長白山余脈低山丘陵地帶，東高西低。按地形分區(qū)劃分，東南部為低山丘陵區(qū)，面積804km2；中西部為松遼平原區(qū)，面積276km2。轄區(qū)內(nèi)主要河流湖泊有條子河、下山臺水庫和山門水庫。

該市地下水按地下水埋藏條件，可分為第四系松散巖類孔隙水（潛水）和白堊系碎屑巖裂隙的孔隙水。松散巖類孔隙水主要分布于河漫灘、一級階地和二級階地，賦存于砂、砂礫石和卵礫石層孔隙之中，補給來源主要是降水入滲。天然狀態(tài)下，淺層地下水動態(tài)隨降水量呈季節(jié)性變化。地下水自臺地向階地、河床，并逐漸向北西方向徑流。白堊系碎屑巖孔隙水，多儲存在第四系，賦存于砂巖、含礫砂巖、砂礫巖、礫巖裂系孔系之中，為一單斜的貯水構(gòu)造，含水層與隔水層相間分布，形成層間承壓水。承壓水主要靠山前的側(cè)向補給及潛水的越流補給。地下水自山前補給區(qū)流向北西平緩區(qū)，并隨季節(jié)的不同與降雨呈滯后變化。

地下水資源環(huán)境及其管理現(xiàn)狀的評價是管理和利用地下水資源的前提，也可為政府進一步開發(fā)、利用和保護地下水資源提供重要的決策依據(jù)。為綜合評判四平市地下水資源環(huán)境及其管理的到位程度，采用模糊層次分析模型對當前地下水環(huán)境及水管理現(xiàn)狀進行分析評價，并得出評價結(jié)論。

2 模糊層次分析模型

2.1 模糊綜合評判法基本原理

模糊綜合評判法是對受多種因素影響的事物做出全面評判的一種有效多因素決策方法，評價結(jié)果不是絕對肯定或否定，而是用一個模糊集合予以表示。面對眾多不容易定量的因素，可以用該方法根據(jù)各種因素的重要程度和評價結(jié)果針對系統(tǒng)進行評價，將原來的定性結(jié)果定量化，從而有效地解決系統(tǒng)多因素、模糊性和主觀判斷等問題。

實現(xiàn)模糊綜合評判法，首先要建立評價因素集，然后建立評價指標的評價集，再確定權(quán)重并建立模糊矩陣，最后進行模糊評價。對于單層次模糊評判模型可以按上述步驟進行，面對模糊層次分析模型還需要引進層次分析法（AHP）進行指標權(quán)重的確定，然后按照上述步驟進行模型的求解。

2.2 模糊層次分析模型的構(gòu)建

在地下水管理模型的構(gòu)建過程中，需要考慮眾多的目標函數(shù)與約束條件，評價方案的影響因素不僅存在層次性，還存在眾多定性、不確定性等特征，單層次模糊綜合評價模型很難解決復雜適應系統(tǒng)模型。因此在評價復雜系統(tǒng)時，首先要將評價因素按屬性（適應性）分類，根據(jù)層次分析法確定主指標和子指標權(quán)重，對每一主指標進行分別評價，根據(jù)主指標權(quán)重進行模型的總體模糊運算，最后根據(jù)最大隸屬度原則得出評價結(jié)果。

模糊運算過程中矩陣合成運算通常有兩種方法：主因素決定模型，利用邏輯算子M（Λ，V）進行取大或取小合成，僅限于單項最優(yōu)的計算；普通矩陣模型計算，兼顧了各種影響因素，適用多因素排序計算。

區(qū)域水土資源合理配置模型中采用普通矩陣算法進行模糊矩陣運算，其計算步驟簡述如下。

對評判因素集U按照某種屬性C，將論域U劃分為m個子集，即可得U/C={U1，U2，…，Um}，其中每個評價指標下可分為p個子指標，可表示為：Ui={uik}（i=1，2，…，m；k=1，2，…，p），并滿足：

對每一個評判因素子集Ui中k個評價因素，按照單層次模糊綜合評價模型，Ui下每個因素的權(quán)重為Wi，對應的評價矩陣為Ri，則第i個評價子集Ui的綜合評價結(jié)果為Bi=WiRi=［bi1，bi2，…，bim］。

對U/C的m個評價因素進行綜合評價，m個因素分配的權(quán)重為，對應主指標的評價矩陣為=［B1，B2，…，Bm］T，得到最終模糊綜合評價結(jié)果為=·，最后按照最大隸屬度原則確定方案的評價結(jié)果。

3 地下水資源管理現(xiàn)狀評價

3.1 評價指標體系的建立

根據(jù)模糊綜合評判法的原理，針對2014年四平市地下水資源管理現(xiàn)狀進行評價。采用層次分析法建立評價指標體系，并計算各指標相對權(quán)重，如表1。

表1 各指標相對權(quán)重

3.2 對應指標的地下水管理現(xiàn)狀評析

3.2.1 地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查

3.2.1.1 開動機電井情況

市區(qū)共開動總井數(shù)9492眼，其中小井9128眼，大井364眼；灌溉面積0.25萬hm2。

3.2.1.2 地下水灌溉面積

（1）四平市區(qū)平原區(qū)276km2，開動井數(shù)186眼，其中小井184眼，大井2眼；灌溉面積0.02萬hm2。

（2）四平市區(qū)山丘區(qū)802.60km2，開動井數(shù)9306眼，其中小井8944眼，大井362眼；灌面積0.32萬hm2。

3.2.1.3 地下水供水量情況

四平市區(qū)2014年地下水總供水量9746.44萬m3。其中地下水深層水2680.75萬m3。地下水淺層水1003.05萬m3。

3.2.1.4 地下水用水量情況

四平市區(qū)用水總量9746.44萬m3。地下水用水總量3683.80萬m3。平原區(qū)地下水用水量763.69萬m3。山丘區(qū)地下水用水量713.90萬m3。農(nóng)業(yè)地下水用水441.55萬m3。林牧漁畜地下水用水量574.99萬m3。工業(yè)地下水用水1241.71萬m3。城鎮(zhèn)公共地下水用水193.1萬m3。居民生活地下水用水939.78萬m3。生態(tài)環(huán)境地下水用水292.67萬m3。

3.2.2 地下水水質(zhì)狀況

2014年，四平市區(qū)共采用4眼潛水井和10眼承壓水井取樣，水質(zhì)監(jiān)測成果評價標準采用GB/T14848—1993《地下水質(zhì)量標準》。

3.2.2.1 潛水化學類型及特征

（1）按阿列金分類法對地下水進行分類，市區(qū)潛水水化學類型按類別分有Cl類（氯化類）、C類（重碳酸類）水兩種。按各水樣中陰陽離子含量的比例關(guān)系，市區(qū)地下水均屬Ⅲ型水。

（2）四平市區(qū)pH值在6.7～7.5之間，pH值均不超過國家地下水質(zhì)量標準Ⅲ類水，其中最小pH值6.7出現(xiàn)鐵西區(qū)平西鄉(xiāng)前徐家燒鍋102國道路北。最大pH值7.5出現(xiàn)在平西鄉(xiāng)冀家屯附近。

（3）礦化度在388～962mg/L之間，388mg/L出現(xiàn)在平西鄉(xiāng)冀家屯附近。962mg/L出現(xiàn)在鐵東區(qū)山門鎮(zhèn)粉房屯附近，屬Ⅳ類水。

3.2.2.2 潛水地下水污染狀況

3.2.2.3 承壓水水化學類型及特征

在四平市區(qū)取7個承壓水水樣監(jiān)測成果分析，水化學類型按類別分有C類（重碳酸類）水和Cl類水兩種，Cl類水分布在鐵西區(qū)平西鄉(xiāng)太平溝九隊和鐵東區(qū)社會精神病療養(yǎng)院院內(nèi)，其他監(jiān)測井均為C類水。

按各水樣中陰陽離子含量的比例關(guān)系，按水型分有Ⅰ型、Ⅲ型兩種水型，Ⅰ型水分布在社會精神病療養(yǎng)院，吉林省地礦局203煤田勘探隊院內(nèi)，鐵西區(qū)孫云路屯和宏寶萊集團股份有限公司3號監(jiān)測井，其他監(jiān)測井均為Ⅲ型水。

承壓水pH值在7.1～9.3mg/L之間，pH值為7.1的監(jiān)測井分布在長發(fā)鄉(xiāng)山門申家屯，pH值9.3的監(jiān)測井分布鐵西區(qū)孫云路屯，屬Ⅴ類水。

3.2.3 評價

3.2.3.1 地下水位動態(tài)變化情況

本年潛水觀測井統(tǒng)計，市區(qū)地下水埋深年平均值4.26m，比上年（3.74m）同期下降0.52m，年埋深最大值8.71m。年變幅平均值1.68m，比上年同期減少1.35m，年變幅最大值1.85m，年變幅最小值1.46m。潛水水位在0.65～8.71m之間，枯水期潛水水位1.73～8.40m之間，與上年同期潛水水位相比呈下降趨勢。

2014年末四平市區(qū)白堊系承壓水水位呈上升趨勢，部分地區(qū)保持穩(wěn)定。年變幅平均值9.70m，比上年增加1.85m，年變幅最大值36.13m，年變幅最小值0.40m。

3.2.3.2 地下水位降落漏斗分布

2014年地下水水位降落漏斗面積93.04km2，與上年同期相比縮小2.86km2。由于2005，2008，2010，2012年和2013年是豐水年，降水補給較大，加上地下水開采量得到有效控制，開采布局較以前相對合理，整個漏斗區(qū)承壓水水位與上年相比有升有降，但漏斗總面積基本穩(wěn)定，但仍存在著局部嚴重超采和漏斗進一步惡化趨勢。

3.2.3.3 地下水蓄水變量

四平市區(qū)（計算面積276km2）地下水蓄水變量比上年減小0.1441億m3。

3.3 運用模糊綜合評判模型進行評價

用專家打分法對各種方案進行模糊綜合評判，將評價指標的評分等級劃為 “1級/優(yōu)、2級/良、3級/中、4級/差、5級/很差”5個級別， 現(xiàn)對方案1進行隸屬度求解，并按最大隸屬度原則求解最終模糊綜合評判結(jié)果，其他方案的計算步驟省略，給出最終的評價結(jié)果。

經(jīng)專家評分，各二級指標C1～C14評價隸屬度矩陣，經(jīng)矩陣計算并按照最大隸屬度原則，確定四平市地下水資源管理現(xiàn)狀評價值為0.78，總體評價為良。

4 管理措施的建議

4.1 加大管理力度，強化聯(lián)合調(diào)蓄與調(diào)度

當前四平市地下水資源管理仍然存在取水管理水平較低、取水許可制度不完善、地下水過多使用、水質(zhì)惡化趨勢增大、地表水與地下水調(diào)度未優(yōu)化等問題。因此今后該市水利部門需增強對地下水的管理力度，強化取水許可制度，嚴控不合理、不合法的地下水資源開采行為，規(guī)范廠礦企業(yè)等用水大戶的取水行為，杜絕向潛水排污，防污回灌，切實保護地下水。同時，優(yōu)化地表水與地下水聯(lián)合調(diào)蓄規(guī)程與調(diào)度方案，出臺相關(guān)規(guī)劃，保證充分利用地表水，減少使用淺層水，盡量不用承壓水的目標得以實現(xiàn)。

4.2 完善相關(guān)法律法規(guī)，多方位促進節(jié)水優(yōu)先的理念

當前四平市地下水管理處于良好的發(fā)展態(tài)勢，但隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，制定的法律法規(guī)已不能完全適應當前的需要。在對地下水的立法上，還缺乏強制性措施保障法律的有效實施，因此需完善相關(guān)法律法規(guī)，配套法規(guī)執(zhí)行機制，保證地下水保護工作進一步深入有效地開展。同時，大力宣傳“節(jié)水優(yōu)先”的理念，從根本上減少或杜絕用水浪費現(xiàn)象，以保證地下水資源可持續(xù)利用。

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Study on the evaluation of groundwater resources management in Siping City

GAO Shi-yi
（Siping Branch of Bureau of Hydrology and Water Resources in Jilin Province,Siping 136000，China）

Based on the groundwater resources management present situation of Siping city in Jilin Province，it gives the comprehensive analysis of the exploitation and utilization of groundwater，with the groundwater quality and groundwater water resources dynamic changes situation.The Analytic hierarchy process （AHP） is used to establish the evaluation index system for groundwater management in the city， and the fuzzy comprehensive evaluation method is used to evaluate，then the assessment result obtained is good.

Siping City；analysis of fuzzy comprehensive evaluation；groundwater；evaluation analysis

TV213.4

B

1672-9900（2015）06-0004-04

2015-10-8

高世毅（1977-），男（漢族），吉林四平人，工程師，主要從事水文水資源工作，（Tel）13610765288。