葫蘆島市某礦區地下水環境質量評價

王科以

（中國建筑材料工業地質勘查中心遼寧總隊，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，為此對礦區地下水進行水環境質量評價具有十分重要的意義。目前國內外對水環境質量評價主要的研究方法有模糊綜合評價法[1]、F值評分法[3]、層次分析法[4]、灰色聚類法、人工神經網絡法[2]、物元分析法等。其中和模糊綜合評價法在水環境質量評價中的應用尤為突出，筆者采用模糊綜合評價法對葫蘆島市某礦區地下水環境質量進行綜合評價。

1 研究區水文地質條件

研究區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成。②碎屑巖裂隙含水層組（第二含水層）主要由砂巖、砂質泥巖、泥巖及煤層構成。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）為上奧陶統巖溶裂隙含水層。研究區各含水層水質情況見表1。

2 評價方法和評價結果

2.1 評價標準

GB/T14848-93《地下水質量標準》主要是依據我國地下水水質現狀、人體健康基準值以及地下水質量保護目標，把地下水水質劃歸成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類。研究中，在此標準下的Ⅲ類水為基準，對研究區各含水層進行評價。

2.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評價是一種基于模糊數學中隸屬度函數的界定與計算，把對水質特征的定性評價轉化為對水質指標的定量評價。模糊綜合評價的原理如式1所示。模糊綜合評價的實質是兩個模糊矩陣A與R的復合運算，運算結果B表示某水樣的水質指標相對于各質量級別的綜合隸屬度。

式中，A——各評價因子的權重比例，即權重模糊矩陣；

R——各評價因子對評價級別的隸屬度，即模糊關系矩陣；

B——評價水樣對評價級別的綜合隸屬度，即評價結果矩陣。

權重模糊矩陣A(ai)的標準形式如式2所示，因子權重ai計算公式如式3所示。

式中：

ai——第i個因子的權重值；

Ci——第i個因子的實測濃度值；

Si——第i個因子各級水質標準的平均濃度值。

根據（3）式計算得出各含水層評價因子權重矩陣如下：

各含水層模糊關系矩陣如下：

表1 研究區水質情況表

研究區各權重模糊矩陣A以及各含水層模糊關系矩陣R以得出，通過式1可得到綜合隸屬度矩陣B，研究區各含水層模糊綜合評價結果見表2。

表2 研究區水質模糊評價表

2.3 評價結果分析

根據模糊綜合評價法的評價結果，研究區第一、二、三含水層的水質相對較好，第四含水層的水質相對較差。

第一含水層其水質等級為Ⅱ級，水質最好。第二含水層各污染因子指標大于第一層，第三層各污染因子指標均大于前二層，第四層各污染因子指標大于前三層，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。

3 結論

通過對研究區的水文地質條件的分析，選用模糊綜合評價法對礦區4個含水層進行了水質評價。評價結果表明：該礦區第一、二、三含水層的水質相對較好，經判定達到Ⅲ類水標準，可作為工、農業用水及飲用水源。而第四含水層水質相對較差，未達到Ⅲ類水標準不可作為飲用水源。