（环境科学专业论文）大连市区地下水易污染性评价研究.pdf

学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特别加以标注和 致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其他同志的研究成果对本人的 启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示谢意。 学位论文作者签名： 学位论文版权的使用授权书 纭艳骺 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权 辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：丞毖 指导教师签名：骛写叁星 签名日期： 加f j d 年月日 辽宁师范大学硕士学位论文 摘要 大连是一个水资源严重匮乏的城市，人均水资源占有量不足全国的1 4 ，地下水资 源的供需矛盾和日趋严重的污染问题更加强了地下水易污染性评价的必要性，对于地下 水易污染性比较高的地区，进行科学合理的布局，提高民众对地下水污染的防护意识， 树立以防为主的思想。 地下水易污染性评价是合理利用开发地下水资源的重要依据，是对地下水资源进行 保护的重要手段。虽然国内国外均对地下水易污染性研究做了大量的研究工作，但仍然 有好多问题待解决。 由于我国的自然条件和水文地质状况以及国情与国外并不完全一致，所以我们的研 究不能照搬国外的经验，应该结合实际情况进行运用。 本文在参照各种先进的理论成果基础上，根据大连市的具体状况构建了评价指标体 系，确立了易污染性评价标准，并采用基于a h p 的改进d r a s t i c 方法、集对分析方法、 模糊模式识别理论对地下水易污染性进行了评价，获得了较为科学的评价结果。 全文共分为五个部分，第一章介绍了论文选题的目的和意义、研究内容及研究方法， 对地下水易污染性问题研究的历史、现状及存在的问题进行了重点论述。第二章对研究 区的自然地理和社会经济概况给予介绍，并分析了水资源开发利用的现状。第三章重点 介绍了研究区地质和水文地质条件，包括地层、地质构造、地下水类型、地下水赋存特 征及地下水补给径流排泄条件。第四章介绍了目前应用最广泛的地下水易污染性评价模 型d r a s t i c 模型，分析其存在的问题及产生原因，讨论了地下水易污染性及其评 价中存在的模糊性，介绍了基于a h p 的改进d r a s t i c 方法、集对分析方法、模糊模式 识别理论模型，分别运用d r a s t i c 模型、基于a h p 的d r a s c 方法、集对分析方法、 模糊模式识别理论模型对研究区地下水易污染性进行了评价，并对各个模型的优缺点进 行了说明。最后是结论部分。 关键词：地下水；易污染性评价；大连市；d r a s t i c ；a h p ；集对分析 t h ef o r e i g ne x p e r i e n c e ，s h o u l db eu s e di nc o m b i n a t i o n t h i sp a p e ri nr e f e r st oi ne a c hk i n do fa d v a n c e dt h e o r ya c h i e v e m e n tf o u n d a t i o n , h a s c o n s t r u c t e dt h e a p p r a i s a lt a r g e ts y s t e ma c c o r d i n gt od a l i a n sc o n c r e t ec o n d i t i o n , h a s e s t a b l i s h e dt h ee a s yp o l l u t i n ge v a l u a t i o nc r i t e r i a , a n du s e dd r a s t i cm e t h o db a s e do nt h e a h p ，t h ec o h e c t i o nt ot h ea n a l y s i sm e t h o d , t h ef u z z yp a ：t t e r nr e c o g n i t i o nt h e o r yt oc a r r yo n t h ea p p r a i s a lt ot h eg r o u n dw a t e re a s yp o l l u t i n g , h a so b t a i n e dt h em o r es c i e n t i f i ca p p r a i s a l r e s u l t t h ef u l lp a p e ri sd i v i d e di n t of i v ep a r t s ，t h ef i r s tc h a p t e ri n 仃o d u c e dt h es e l e c t e dt o p i c g o a la n dt h es i g n i f i c a n c eo ft h es u b j e c t , t h i sa r t i c l er e s e a r c hc o n t e n ta n dt h er e s e a r c h t e c h n i q u e ，a n dr e s e a r c hh i s t o r yt h a t t h eg r o u n dw a t e ri se a s yp o l l u t e dq u e s t i o n , t h ep r e s e n t s i t u a t i o na n dt h ee x i s t e n c eq u e s t i o nh a v ec a r r i e do nt h ek e ye l a b o r a t i o n s e c o n dc h a p t e rt o s t u d i e st h ea r e at h ep h y s i c a lg e o g r a p h ya n dt h es o c i a le c o n o m y s u r v e yg i v e st h ei n t r o d u c t i o n , a n dh a sa n a l y z e dt h ew a t e rr e s o u r c e sd e v e l o p m e n tu s ep r e s e n ts i t u a t i o n t h i r d c h a p t e r i n t r o d u c e dw i t he m p h a s i st h er e s e a r c ha r e ag e o l o g ya n dt h eh y d r o - g e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ， i n c l u d i n gt h es t r a t u m , t h eg e o l o g i cs t r u c t u r e ，t h eg r o u n dw a t e rt y p e ，t h eg r o u n dw a t e rt a xs a v e t h ec h a r a c t e r i s t i ca n dt h eg r o u n dw a t e rm i l i t a r ys u p p l i e sr u n o f fe x c r e t i o nc o n d i t i o n f o u r t h c h a p t e ri n t r o d u c e da tp r e s e n ta p p l i e st h em o s tw i d e s p r e a dg r o u n dw a t e re a s yp o l l u t i n g a p p r a i s a lm o d e l - d r a s t i cm o d e l ，a n a l y z e si t se x i s t e n c et h eq u e s t i o na n dh a st h er e a s o n , 一i i 辽宁师范大学硕士学位论文 d i s c u s s e dt h ef u z z i n e s sw h i c hi nt h ew o u n dw a t e re a s yp o l l u t i n ga n dt h ea p p r a i s a le x i s t s ， i n t r o d u c e dd r a s t i cm e t h o db a s e do nt h ea h p ，t h ec o l l e c t i o nt ot h ea n a l y s i sm e t h o d , t h e f u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o nt h e o r e t i c a lm o d e l ，a n ds e p a r a t e l yu s i n gt h ed r a s t i cm o d e l ， d r a s t i cm e t h o db a s e do nt h e 御，s e tp a i ra n a l y s i sm e t h o d ，m ef u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o n 也e o r e t i c a lm o d e lt os t u d i e dt h ea r e ag r o u n dw a t e re a s yp o l l u t i o na n dm a k e dt h ea p p r a i s a l f i f i hc h a p t e r , i n t r o d u c e dw h a tt h ep a p e rh a y e dd o n ea n dd r e wac o n c l u s i o n k e yw o r d s ：g r o u n d w a t e r ；d a l i a nc i t y ；a s s e s s m e n to f v u l n e r a b i l i t y ；d r a s t i c ：a h p ； s e tp a i r a n a l y s i s i i i 大连市区地下水易污 摘要i a b s t r a c t i i 1i l 蕾论1 1 1 研究目的和意义1 1 2 国内外地下水易污染性研究进展：。2 1 2 1 国外研究现状。2 1 2 1 国内发展现状j 3 1 3 地下水易污染性评价3 1 3 1 地下水易污染性概念3 1 3 2 评价指标体系4 1 3 3 评价方法5 1 4 论文研究的主要内容和方法。7 2 研究区自然地理及社会经济概况8 2 1 自然地理概况。8 2 1 1 研究区地理位置8 2 1 2 地形与地貌8 2 1 3 气候8 2 2 社会经济概况- 9 2 2 1 城市建设情况9 2 2 2 经济发展情况1 0 2 2 3 水资源开发利用情况1 0 3 区域地质及水文地质条件1 2 3 1 区域地质概述。：1 2 3 1 1 地层1 2 3 1 2 地质构造1 6 3 2 水文地质条件简介1 6 3 2 1 地下水类型1 6 3 2 2 含水层富水性。1 6 3 2 3 地下水补给、径流、排泄条件1 7 4 地下水易污染性评价理论、模型、方法和评价结果分析1 9 辽宁师范大学硕士学位论文 4 1 d r a s t i c 模型简介1 9 4 1 1 模型假定1 9 4 1 2 评价指标及其级别2 0 4 1 3 指标权重2 4 4 1 4d r a s l l c 评价值2 4 4 1 5d r a s t i c 模型评价结果分析2 4 4 2 基于a h p 的改进d r a s t i c 模型。2 5 4 2 1 确定各参数的权重。2 6 4 2 2 基于a h p 的改进d r a s t i c 模型评价结果分析2 6 4 3 基于d r a s t i c 的集对分析模型3 4 4 3 1 集对分析原理3 4 4 3 2 联系度的计算3 5 4 3 3 基于集对分析的评价结果3 6 4 4 基于d r a s t i c 的模糊识别评价理论4 2 4 4 1 模型和方法4 2 4 4 2 基于d r a s t i c 的模糊识别模型结果分析4 8 5 结论。4 9 参考文献5 0 攻读硕士学位期间发表学术论文情况。5 2 致谢5 3 一v 一 辽宁师范大学硕士学位论文 1 绪论 水资源的重要性在国民经济的发展和人类的生活中是不可替代的。它既是自然环境 的重要组成部分，又是人类生存和发展中不可或缺的资源之一。今年我国西南地区出现 罕见干旱，5 0 0 0 多万人受灾，对国民生产生活造成了严重影响，更加切身的证实了水乃 生命之源。长期以来，受“水资源取之不尽，用之不竭 的传统观念影响，人们的节水 意识低下，造成了巨大的水资源浪费和对水资源非持续开发利用。而大连又是一个水资 源严重短缺的城市，加之城市经济的快速发展和人口的持续增长，城市居民对水资源的 需求量大幅度增长，再加上工业污染和农业污染，使已经有限的水资源更加短缺，水资 源问题对大连经济可持续发展起着重要作用。 1 1 研究目的和意义 地下水作为地球上重要的水体与人类的关系密切，是水资源的重要组成部分。在联 合国自然资源委员会第1 2 次会议上，瑞典代表首次提出水地下是一种脆弱的资源 ( f r a g i l er e s o u r c e s ) ，不仅指地表水( v i s i b l ew a t e r ) ，更重要的是指地下水( i n v i s i b l ew a t e r ) 。 由于地下水水质良好，供水条件稳定，像在地下形成的水库一样贮存，因而成为城市生 活用水、农业用水以及工业用水的重要来源，尤其是在干旱、半干旱地区，地下水常常 成为当地主要的供水水源，一旦地下水遭到污染就会加剧当地地下水的紧缺状况，对城 市乃至整个生态环境产生的负面影响是十分深远的；地下水污染具有滞后性，其治理与 恢复是十分艰难的，要远远高于对地表水的治理。 随着城市化和工业化进程的加快，人类活动对自然界的影响加强，首先产生大量的 生活垃圾和污水，这些垃圾很多直接用埋填法处理，污水直接排放到下水道，而这些被 填埋于城市周围的垃圾，其溶出物会慢慢渗入地下，污染地下蓄水层。其次不合理利用 和盲目开发水资源，导致工业废水与生活污水的大量入渗到地下水当中，致使地下水不 断遭到污染和破坏，水质恶化，严重地污染和威胁到地下水资源。因而研究地下水资源 的易污染性对有效的防治地下水污染和水资源的可持续利用具有重要意义。 在发达国家像美国、澳洲等地区，以预防为主要措施的观点在地下水污染的工作中 越来越被接受，不再是污染之后在治理，而是要怎样才能避免受到污染。地下水易污染 性评价是在以防为主的指导下开展起来的【l 】。不同地区有不同的水文地质条件，因此地 下水抗污染能力也不相同，抗污染能力的强弱，直接关系到潜在污染可能性的高低。 在国际水文地质研究领域，地下水易污染性研究分析是一个热点问题，对于防止地 下水污染问题是前导，为自然环境、社会经济等方面的管理决策提供重要参考【2 】。通过 大连市区地下水易污染性评价研究 对不同地区地下水易污染性程度的研究，评价地下水潜在的易污染性，找到易污染的地 下水区域，从而尽量降低在易污染区开发和利用地下水资源时对其造成的污染并采取有 效的防止措施，将有限的资金、时间投入到较难污染地区，为土地使用规划和地下水资 源保护管理提供了一个有效的手段。 地下水污染问题已引起党中央、国务院领导的高度重视。胡锦涛总书记在2 0 0 3 年 中央人口资源环境座谈会上指出：“下大力气解决水资源不足和水污染问题 。温家宝 总理在2 0 0 5 年政府工作报告中明确提出要让人民群众喝上干净的水。加强地下水污染 防治工作，对保障饮水安全，实现全面建设小康社会、人与自然和谐以及经济社会全面、 协调和可持续发展，具有重要的现实意义和深远的战略意义。 大连是一个美丽富饶的城市同时也是一个水资源严重匮乏的城市，人均水资源占有 量不足全国的1 4 ，地下水资源的供需矛盾和日趋严重的污染问题更加强了地下水易污 染性评价的必要性，对于地下水易污染性比较高的地区，进行科学合理的布局，提高民 众对地下水污染的防护意识，树立以防为主的思想。 1 2 国内外地下水易污染性研究进展 1 2 1 国外研究现状 国外在地下水的易污染性评价工作中主要使用迭加指数法、过程数学模拟法和数理 统计学方法这三种方法，而在这三种方法中大多使用参数系统法，该方法属于迭置指数 法。1 9 8 7 年的时候国家水井协会和美国保护署联合汇集了四十几位地质水文方面的专家 开发了应用于宏观方面的d r a s t i c 模型，这种模型是最具有典型性的，先后被美洲和 欧洲的一些国家像美国、南非、欧共体应用于不同的水文地质条件的区域【3 】，成为最为 常用的方法之一。t o d d g 等在美国中部德萨斯地区使用改进的d r a s t i c 模型对地下水 易污染性做了评价【4 】。对于地下水易污染性的研究，大体上，国外结合数理方式、统计 手段等使用基础的d r a s t i c 方法来评价地下水的易污染性，包括农药污染性【5 】。 在过程数学模拟法研究方面的典型例子有：衰减指数模型( a f ) 、污染质渗漏潜势 指数模型( l p i ) 、分级别的指数模型( m ) 这三种模型是由r a o 等、m e e k s 和d e a n 等 提出的 0 3 ，t i m 等把他们定义的模型使用在北美洲一个农业区地下水对农药的易污染性 评价中 6 1 。k 幽血等【7 】在夏威夷农业区中对地下水农药污染的敏感程度进行了很多深入研 究，评价方法从衰减因素指数法准确到p r a m ，并且对评价结果的不确定性给予了深入 的探讨。 统计方法：t e s o d e r 等【8 】使用硝酸根离子浓度实测数据运用逻辑回归方法评价了美 国某流域的地下水易污染性；m a r c 等【9 】将地理统计学与一维蒙特卡罗模拟方法结合起 一2 一 辽宁师范大学硕士学位论文 来对瑞士西部r h o n e 河流域大范围区域地下水对农药的易污染性进行了研究，还使用该 方法进一步探讨和分析了结果的不确定性。另外b a r r b e r 等【1 0 】用贝叶斯( b a y e s i a n ) 的实证 权重法对澳大利亚地下水易污染性给予了评价，a l b e r t i 等【1 0 l 也用该方法评价了意大利北 部的一个地区。 1 2 1 国内发展现状 虽然国内地下水易污染性研究始于9 0 年代中期，之后经历了飞速发展的历程，本质 易污染性大多使用迭置指数法，很多研究局限于此，很多集中在d r a s t i c 方法或是改进 的d r a s t i c 方法：具体包括杨庆等【l l 】应用该方法对大连市北部灰岩区地下水易污染性 进行了评价；陈守煜等【1 2 1 、伏广涛等【1 3 1 、刘淑芳等【1 4 】应用模糊数学方法对d r a s t i c 模 型进行了改进，并与g i s 技术相结合。黄乾等【1 习将集对分析方法和d r a s t i c 评价指标 体系结合评价地下水易污染性。 总之，根据现阶段的研究水平，国内外都倾向于美国国家科学研究委员会将地下水 易污染性性分为本质易污染性和特殊易污染性的主张。随着科学的进步和研究的不断深 入，地下水易污染性研究将得到完善和发展【1 6 】。 1 3 地下水易污染性评价 1 3 1 地下水易污染性概念 地下水易污性，也称脆弱性，最早是2 0 世纪6 0 年代两位法国人a l b i n e t 和m a r g “1 - q 首次提出的这个概念。此后，许多学者和有关研究部门对地下水脆弱性的概念从不同的 角度给予了不同的定义。v e r h u f i l 8 】将地下水脆弱性理解为地下水抵御人为污染的能力， 即“防污性能( d e f e n s ec a p a c i t yt oc o n t a m i n a t i o n ) ”； f o s t e r 、h i r a t e 1 9 】的定义：潜水层上 部一些自然属性( 包气带和土壤) 的函数，和潜水层自然易污染性和人类活动所产生的污 染负荷的函数的地下水危险性有所不同；美国国家研究委员会给出的定义：污染物质由 地层上部到达地下水某一约定位置的走势及可能性，就是易污染性的污染潜势；美国环 境保护署( u e s p a ) 和国际地质水文协会( l 邺 1 9 】给出的概念是：地下水系统对人和自然 的有效脆弱性( s e n s i b i l i t y ) ，迄今为止一个能让大多数学者们认可的明确定义。随着日 益深入的研究关于地下水易污染性的概念会得到不断的丰富与完善。人类文明到达了前 所未有的高度，与此同时与自然界的矛盾也在日益上升，我们人类已经认识到必须要与 自然界和谐相处，才能实现人类的可持续发展。环境问题已成为制约人类社会长期、可 持续发展的三大问题之一【2 0 】。可以将地下水易污染性概念的发展分为1 9 8 0 年前后两个阶 段【2 l 】： 大连市区地下水易污染性评价研究 在二十世纪八十年代以前，地下水易污染性是一个相对的概念，多是从水文地质本 身的内部要素( 地下水埋深、地下水的平均流速、水力传导系数等等) 出发同另一区域的 地下水对污染物的敏感性来定义的圈，如o l m e r 和r e z a c 两个人认为可以用地下水可能 遭受危害的程度( 由自然条件决定与现有污染源无关) 来定义地下水易污染性。v r a n a 则认 为地下水易污染性是影响污染物进入含水层的地表与地下条件的复杂性【2 3 】。其他学者也 给出了相似的定义。 在二十世纪八十年代之后，地下水易污染性的概念有了新的进展，专家和学者们从 不同角度提出不少定义方式，f o s t e r 将地下水易污染性定义为：由含水层本身的脆弱性 和人类活动产生的污染负荷造成的，并提出“含水层脆弱”这一术语。近1 0 年来，很多 学者力争将人类活动、污染源和含水层的易污染性三个方面囊括到地下水易污染性的概 念中。b a t h m a t 和c o l l i n 将其定义为地下水质对目前或者未来对地下水使用价值产生危害 的人类活动行为的敏感性。并建议用相对于人类活动的浓度变化的特定化学成分来表 示。而在1 9 9 1 年p a l m q u i s t 这_ 样定义：地下水的易污染性应该用人类活动或污染源施加于 地下水的一种危险性来度量。并指出如果没有人类活动的参与，污染源就不会存在，就 不会对地下水产生影响从而也就不会有地下水污染，潜水层在自然状态下的易污染性称 之为“水文地质易污染性 是美国审计局，使用“总易污染性这一称呼表示潜水层在 我们活动行为影响下的易污染性【2 4 】。美国科学研究委员会的定义如下：易污染性也叫做 敏感性，它是相对的并不是绝对的、并且在实地测量的的一个无量纲的参数，就某个实 地考察区域而言，指的是受污染物质通过地表运移到潜水层的困难容易程度【2 5 1 。本质( 固 有) 易污染性0 n t r i n s i cv u l n e r a b i l i t y ) 和特殊( 具体) 易污染性( s p e c i f i cv u l n e r a b i l i t y ) 是地 下水易污染性的两类，前者是指地质水文内部因子不受人类文明的影响的因素；后者是 对某个特定污染源、人类活动产生的污染物质对地下水的脆弱程度【2 6 】。 本文在地下水易污染性研究中大体按照美国国家科学研究委员会的给出的定义，赞 同将其分为本质易污染性和特殊易污染性两大类。但是将此定义中的人类行为活动圈定 在给地下水带来污染源的活动，如施肥和农药喷洒等农业活动，不包括那些与污染源无 关的地下水开采、农业土地浇灌。将与地下水污染有关的人类行为活动作为本质易污染 性的因素来考虑更加与实践相符合。随着研究的不断深入，地下水易污染性的概念将不 断得到丰富、完善和发展暖7 1 。 1 3 2 评价指标体系 地下水易污染性评价与水文地质内部因素相依相存，地下水本质易污染性评价属于 地下水易污染性评价的基础性工作。但是由于地下水系统是一个开放的、复杂系统，与 一4 一 辽宁师范大学硕士学位论文 人类行为活动能带来污染源的活动的关系越来越密切、复杂，所以地下水的特殊易污染 性评价也将越来越得到重视【2 引。 地下水易污染性受到各种因素的影响，具体可分为人为影响要素以及自然影响要素 两部分。像地形地貌、地质和水文地质条件属于受自然要素影响的；只要是可能引起地 下水环境污染的各种行为因子都属于人为影响要素。值得一提的，地下水易污染性并不 只受人为和自然因素的影响，在地下水易污染性评价的具体过程中，要建立一个囊括所 有影响因素的评价指标体系既是不可能的，也是不现实的。首先因为考虑的因子越多， 工作量就越大，而像土壤含量、粘土矿物含量等因子是很难获的，或很难在区域性评价 中获得取值，实际使用起来的使用性比较差。其次因为参与评价的指标越多，关系也就 越复杂，所有这些都会使模型的有效性受到影响，得不到满意的结果，甚至荒谬的结论。 根据所研究区域的自然条件、地质水文特征以及人类活动所产生或将要产生的污染等方 面来选取评价因子，同时也应该考虑到模型是否容易操作，从而建一个尽量真实不受主 观影响的、系统的容易使用的评价因子模型在地下水易污染性评价中起关键作用【2 9 】。 1 3 3 评价方法 目前，对含水层的易污性评价有四种方法，即过程数学模拟法，模糊数学法，迭置 指数法，统计方法。为了更直观的表示各个方法的适用范围和优缺点列表l - 2 表示。 表1 2 地下水易污染性方法列表 ( 1 ) 过程数学模拟法 以水分和污染物质迁移模型的基础之上，建个数学公式，将易污染性评价因子定量 的计算后代入公式求解，得到一个综合指数，这就叫做过程数学模拟法。 这种方法有一个最大的优点：将地下水易污染性的生物、化学和物理等过程描写出 来，时间与空间分布状况就可以大体估计出来。就污染物质迁移的2 维、3 维等模型的论 述很多，但是迄今为止还未用到区域性的地下水易污染性评价工作当中，就包气带和土 一5 一 大连市区地下水易污染性评价研究 壤进行研究的1 维过程模型的研究有很多，例如农药淋滤和氮循环模型。综上所述，由 于参与评价的参数很多，所以有关数据和实测资料很难获得。 ( 2 ) 模糊数学方法 以确定各个评价因子以及各个因子分级标准及赋权为基础，通过单个因子模糊评判 以及模糊综合评判来归类地下水容易受污染程度，称之为模糊数学方法。在国内该方法 的使用情况，例如：郭永海【3 0 1 、林学钰【3 1 】等用模糊数学方法研究了河北平原和松嫩平 原地下水易污染性。 ( 3 ) 迭置指数法 将叠加所选取的评价因子的分指数组成一个总的指数，再将这个总指数运用到易污 染性评价中，这叫做迭置指数法。它又进一步分为：一是指标系统法，二是背景参数法 ( h c s ) 。指标系统法指的是使用自己所选好的评价因子建立一个参数系统，每一个因子 都有自己的适用范围，又可将这个范围分成几个小区间，给予相对应的评分值，把各个 参数的实测数据和标准的数据进行比较评分，最后一步是迭加根据参数所得到的评分值 这就是综合指数。r s 方法中常见评价模型有g o d 、a v i 和i s i s 。p c s m 方法有d r a s t i c 、 s i n t a c s 、s e p p a g e 、e p i k 等常用评价模型【3 2 】；例如王焰新等( 2 0 0 2 ) 使用d r a s t i c 方法的改进模型，并将其应用于武汉市第四系含水层的易污染性分析( 付素蓉等，2 0 0 0 ) ； 姜志群等( 2 0 0 1 ) 将d r a s t i c 方法在我国部分地区应用；朱忠林等( 1 9 9 4 ) 使用该方法研究 了涕灭威对地下水的污染；赵俊玲等( 2 0 0 4 ) 探讨了灌溉水含氮量与地下水污染的关系。 ( 4 ) 统计方法 分析己获知的对地下水产生影响的自然和人为因素以及污染物质情况等方面的信 息、资料，从而确定地下水易污染评价方法，引入并建立统计模型，把已经给予赋值的 各个评价因子代入模型中进行运算，最后将得到的结果进行分析说明。 以上4 种评价方法，均有各自的优缺点。由于迭置指数法的指标数据比其它方法的 数据更容易得到，因此是一种方法简单地容易掌握的评价方法，也是西方国家最常用的 一种方法。缺陷是：在指标的分级准则和评分以及易污染性分级方面目前还没有统一的 规定标准，具有很大的主观随意性，所以易污染性评价结果很难在不同的地区进行比较， 因而缺乏可比性，而要使用过程数学模拟法就必须掌握足够多的地质方面的数据和污染 物质迁移方面的数据，充分认识到污染物质在地下环境的行为。要使用统计方法在考虑 到评价结果可比较性的同时必须有已经检测到的实际污染资料数据。 辽宁师范大学硕士学位论文 1 4 论文研究的主要内容和方法 地下水易污染性评价是合理利用开发地下水资源的重要依据，是对地下水资源进行 保护的重要手段。虽然国内国外均对地下水易污染性研究做了大量的研究工作，但仍然 有好多问题待解决。 由于我国的自然条件和水文地质状况以及国情与国外并不完全一致，所以我们的研 究不能照搬国外的经验，应该结合实际情况进行运用。 本文在参照各种先进的理论成果基础上，根据大连市的具体状况构建了评价指标体 系，确立了易污染性评价标准，并采用基于a h p 的d r a s t i c 方法、集对分析方法、模 糊模式识别理论对地下水易污染性进行了评价，获得了较为科学的评价结果。 研究的主要内容和方法包括： ( 1 ) 在分析和研究国内外地下水易污染性基本概念的基础上，对地下水固有和特殊易 污染性产生影响的因素进行分析； ( 2 ) 构建适合本区的评价指标体系，分析研究区的地质、地貌和水文地质条件，综合 考虑受地下水易污染性影响的各个因子，经过反复筛选来确定出地下水易污染性评价指 标体系； ( 3 ) 研究d r a s t i c 模型存在的一些问题，问题产生原因以及改进方法，根据实测资料 确定大连市内2 2 1 个控制点，将其用于评价研究区的地下水固有易污染性； ( 4 ) 应用层次分析法改进d r a s t i c 模型的权重，将改进的d r a s t i c 模型应用到大连市 区地下水易污染性评价中，并与d r a s t i c 模型所得结果进行比较分析； ( 5 ) 在d r a s t i c 指标体系的基础上，应用集对分析方法评价了地下水易污染性，将7 项指标分为5 级利用集对分析原理，分析给出了联系度的表达式，通过对这5 个级别联 系度的比较，确定了研究区地下水易污染性的等级和差别，并与d r a s t i c 模型所得结果 进行了列表比较； ( 6 ) 模糊模式识别技术对大连市区的地下水固有易污染性进行了评价并对其优缺点 进行了分析论述。 大连市区地下水易污染性评价研究 2 研究区自然地理及社会经济概况 2 1 自然地理概况 2 1 1 研究区地理位置 研究工作区位于大连市主城区，包括中山区、西岗区、沙河口区、甘井子区四个行 政区。南、北以海为界，东以金州区为界，西至夏家河一河口一线，地理坐标北纬3 8 。 5 07 - - 3 9 。0 57 ，东经1 2 1 0 3 07 - - 1 2 1 0 4 57 。研究区总面积6 2 0 9 5 k i n 2 。 2 1 2 地形与地貌 大连市区位于辽东半岛的南端，属于滨海丘陵地区，地处于山山脉的西南延伸部分。 总体呈由北东向南西渐变低窄，位于黄渤海之间，形成了碧海环抱，丘陵起伏的地形。 根据地貌的成因类型与形态类型，依次划分为：构造剥蚀地形、剥蚀堆积地形、堆积地 形、风成地形、海成地形【3 3 1 ，详见表2 1 。 表2 1 研究区地貌分类表 2 1 3 气候 大连地处北半球中纬度地带属于暖温带。受到得太阳辐射四季变化比较大。由于一 面依山三面临海，属于海洋性特点的大陆性季风气候区。主要特点为：冬季受极地大陆 一8 一 气团控制之下，气温较低，降水较少；而夏季受到热带海洋性气团的影响，气温较高， 降水较多并且相对集中。总之气候温和，四季分明。本区季风明显，夏季受太平洋副 热带高压影响，风向为多东南风；冬季受蒙古高压影响，风向多为西北风。大连是我国 东北地区风速较大的地区之一。 ( 1 ) 气温 根据大连市气象台提供的资料，本区太阳年总幅射量为( 1 3 5 1 4 0 ) x 4 1 8 6 8 j m 2 ， 年平均日照时数2 4 0 0 , - 一2 8 0 0h ，年日照率达6 0 左右。大连市年平均相对湿度在6 5 7 0 之间，年蒸发量大于降水量，年平均蒸发量在1 3 0 0 - - 1 8 0 0 m m 之间。年平均气温 8 1 1 1 2 左右，八月份温度最高，多年平均气温2 4 上下，历史上最高气温3 5 7 c ；一月 份温度最低，多年平均气温一4 6 左右，最低气温为- - 2 1 1 。年平均冻土深度为0 7 0 9 5 米，最大冻土深度为0 9 3 米。每年的十二月中下旬至第二年二月中旬是结冻期。 ( 2 ) 降水 研究区内降水量的年际变化和年内变化均不均匀。从大连气象站7 5 年降雨资料统 计分析得知，最大年降水和最小年降水相差3 5 倍还要多。研究区多年平均降水量 6 5 1 9 7 m m 。降水的季节变化很大，冬季降水很少，7 、8 、9 三个月份降水约占全年总降 水量的7 0 还要多。1 9 9 9 2 0 0 3 年，大连市连续五年遭遇严重的干旱，五年平均降雨量 仅仅只是4 7 3 m m ，约是历年均值的6 5 。 ( 3 ) 蒸发 大连市多年平均蒸发量为1 5 4 8 1 m m ，近些年最大年蒸发量值是1 9 6 0 9 m m ( 1 9 8 3 年) ，最小年蒸发量值是1 3 4 7 o m m ( 1 9 6 4 年) ，五月份的月平均蒸发量达到最大值。 多年平均相对湿度6 6 ，七月相对湿度平均在8 0 左右达到最大值。 2 2 社会经济概况 2 2 1 城市建设情况 大连市地处欧亚大陆东岸，辽东半岛最南端，介于北纬3 8 。4 3 - - - 4 0 。1 07 ，东经1 2 0 。 5 87 - 1 2 3 。3 17 之间，是东北亚经济区以及环渤海经济圈的重要区域，与日本、韩国、朝 鲜、俄罗斯远东地区相邻，是重要的港口、贸易、工业、旅游城市。海、陆、空交通四 通八达，十分便利，是中国东北地区的航运枢纽和国际物流中心。现辖3 个县级市( 庄 河市、普兰店市、瓦房店市) 、1 个县( 长海县) 和6 个区( 中山区、西岗区、沙河口区、甘 一9 一 大连市区地下水易污染性评价研究 井子区、旅顺口区、金州区) 。另外，还有4 个国家级对外开放先导区( 开发区、保税区、 高新技术产业园区、金石滩国家旅游度假区) 。2 0 0 9 年全市总人口5 9 0 万。 2 2 2 经济发展情况 大连是中国重要的工业基地，工业在大连经济发展中举足轻重，工业门类齐全，配 套能力强。石油化工、远洋船舶、内燃机车、冷冻设备、电子信息等产业在中国工业体 系中占有重要位置。大连高新技术产业发展迅速，是全国唯一的软件产业国际化示范城 市。 大连是中国东北地区的金融中心和外汇结算中心，也是中国著名的旅游胜地。中共 大连市委九届五次全会提出了建设“大大连 的宏伟目标，为未来的发展提供了广阔的 前景。 2 2 3 水资源开发利用情况 将人均水资源拥有量按照国际惯用标准，划分为人均丰水区、紧缺区和贫水区：水 资源拥有量大于2 0 0 0 立方米，水资源开发利用率在15 左右地区为丰水区；人均水资 源拥有量5 0 0 - - 1 0 0 0 立方米，开发利用率在2 5 - - 5 0 之间地区为紧缺区；人均水资源 量拥有小于5 0 0 立方米，开发利用率大于5 0 的地区为贫水区。大连市人均水资源拥有 量为6 7 9 m 3 ，开发利用率4 0 以上，基本上为水资源紧缺区。所以水资源供给以外引水 为主，外引水中主要为地表水，地下水较少以及一些小型水库。地表水以引碧入连( 引 碧流河水库水入大连) 、引英入连( 引英那河水库水入大连) 为主。地下水作为区内第 二位的重要供水水源，被住宅小区、市郊农业园区、市政园林等各个单位广泛应用在生 产生活、绿化美化等方面。 ( 1 ) 总引水量 据统计，2 0 0 3 年，研究区外引水量3 2 l 亿立方米，日均外引水量8 7 9 万立方米， 其中碧流河水库供应原水1 9 1 亿立方米，英那河水库供应原水1 o o 亿立方米，二者占 金州以南地区原水供应量的9 0 7 【3 4 】。但是，由于大连市的城市供水迄今已有1 0 0 多年 的历史，相当一部分供水管网设施趋于老化，因此，管网渗漏现象十分普遍。这就造成 2 0 0 3 年研究区内自来水公司售水量仅为2 o o 亿立方米( 其中工业用水量0 6 1 亿立方米， 居民生活用水量亿立方米，城镇生活用水量0 4 5 亿立方米) ，与外引水量相差3 3 1 5 1 0 4 m 3 d ，管网漏失率高达3 7 7 。因此，加强市政老旧供水管网改造已是当务之急。 ( 2 ) 地下水开采情况 辽宁师范大学硕士学位论文 下水位开始回升，应该说政府相关部门的严格管理和取水单位节水意识的增强应该 是其主要原因。目前，研究区纳入管理的自备水井1 2 9 2 眼，其中在用井4 1 5 眼，停封、 报废井8 7 7 眼。现有的自备水井按开口直径可分为管井、大口井、坑道井( 含防空洞) 三个类型。取用浅层地下水与深层地下水的取水工程的比例接近1 ：1 。据大连市城市供 水管理处统计，2 0 0 3 年全年实际开采量为5 5 4 5 万立方米，日均开采量为1 5 2 万立方米， 仅为1 9 8 6 年的2 4 8 。 ( 3 ) 海水利用、中水回用和污水再生回用情况 大连是国内利用海水较早的城市之一。目前，研究区有3 0 余个企业利用海水替代 淡水做冷却水，海水给水主管道的长度近百公里，其中以发电、石油、化工、造船、水 产等加工行业为主。2 0 0 2 年，日直接利用海水3 5 0 万立方米，折合淡水约1 0 5 万立方 米日，占城市日用水量的1 2 左右，海水直接利用以间接冷却为主，部分行业用于工 艺、锅炉用水。 由于中水回用设施建设在我国9 0 年代才开始起步，人们对其认识不足。因此近十 年来，仅建设了十余处中水项目，综合设计日处理能力为1 7 6 9m 3 d ，部分已建成的中 水设施还处于闲置状态，因此研究区内的中水回用情况并不理想【3 5