DRASTIC模型進行介紹:
[0095] DRASTIC模型應用的假設條件為:1)污染物從地表介入到地下;2)污染物是通過降 雨入滲到地下水的;3)污染物能溶于水。通過假設我們可以了解到,模型不考慮污染物通過 側向迀移污染地下水的情況,如果實際情況和假設條件相差較大的話,那么應該對其進行 更為詳細的評價。運用DRASTIC模型進行地下水固有脆弱性評價時,首先根據(jù)區(qū)域水文地質 條件,參照評分標準表1,對七個評價指標進行評分,然后將每個評價指標的評分值與各指 標的權重相乘,然后再將七個乘積進行加和從而得到DRASTIC脆弱性指數(shù),利用該指數(shù)對地 下水固有脆弱性進行評價,DRASTIC脆弱性指數(shù)越大,說明地下水越容易受到污染。
[0096] 表1地下水固有脆弱性DRASTIC評價指標的分級標準和評分表
[0097]
[0098] 本發(fā)明實施例中,擬運用改進的DRASTIC模型對區(qū)域地下水進行脆弱性評價,即以 DRASTIC模型為基礎,結合區(qū)域水文地質條件的特殊性,對其原有評價指標進行重新篩選, 進行增添或刪減,以適應區(qū)域的具體情況。如圖2所示,對區(qū)域內影響水污染風險的信息進 行搜集,分析區(qū)域的水文地質條件,確定地下水埋深(D)、含水層凈補給量(R)、地形坡度(T) 和含水層水力傳導系數(shù)(C)四個影響因素作為地下水固有脆弱性評價指標,以DRASTIC模型 為基礎,對區(qū)域地下水固有脆弱性進行評價,還可以再借助GIS技術或模糊數(shù)學方法進行地 下水固有脆弱性進行分區(qū)。
[0099]本發(fā)明實施例中,基于地理信息系統(tǒng),利用改進的DRASTIC模型進行脆弱性制圖, 包括以下步驟:
[0100] 根據(jù)各評價指標在區(qū)域的空間分布,參照模型給出的各指標的評分標準對各指標 進行評分,
[0101] 將評分轉化為人眼可見的色彩信息,即以顏色的濃淡程度代表評分的高低,評分 越高,顏色越重。
[0102] 利用GIS軟件(例如,ARCGIS)對各指標分別進行制圖。
[0103] 根據(jù)各評價指標的權重進行圖形疊加,即對地下水遭受污染影響的大小程度,不 同的評價指標乘以不同的倍數(shù)值。從而得到地下水固有脆弱性圖。
[0104] 本發(fā)明實施例,S1中獲取地下水型飲用水水源地所在區(qū)域污染源危害等級包括:
[0105] 獲取地下水型飲用水水源地所在區(qū)域的污染源,確定污染源評價指標及各個污染 源評價指標的評分值;
[0106] 根據(jù)所述污染源評價指標設置權重矩陣,并分別獲取所述權重矩陣中各個污染源 評價指標的目標權重值;
[0107] 根據(jù)各個污染源評價指標的評分值及目標權重值,得到所述區(qū)域的污染源危害等 級;
[0108] 將各個污染源評價指標的評分值與相應指標的目標權重值相乘,得到相應指標的 危害值;
[0109] 將各個污染源評價指標的危害值相加,得到污染源危害等級。
[0110] 本發(fā)明實施例中,獲取所述權重矩陣中各個污染源評價指標的目標權重值包括: 獲取所述權重矩陣的矩陣值;根據(jù)獲取到的矩陣值,得到各個污染源評價指標對應的權重 值;對所述權重值進行驗證,得到驗證結果;所述驗證結果顯示驗證未通過時,重新獲取所 述權重矩陣的矩陣值,直至驗證結果顯示驗證通過;所述驗證結果顯示驗證通過時,將所述 驗證通過的權重值設為所述目標權重值。
[0111] 其中,獲取所述權重矩陣的矩陣值包括:將權重矩陣中的污染源評價指標進行兩 兩比較,得到比較結果;根據(jù)比較結果確定權重矩陣的矩陣值。用bij表示bi對bj的重要性, 根據(jù)心理學家的研究結果,人們定性區(qū)別信息等級的極限為7±2。故采用如表2所示的1~9 比例評判規(guī)則。評判矩陣具有如下性質:bi j>0 ;bi j = 1/b ji ; i = j時,bi j = 1。
[0112] 表2評判規(guī)則
[0113]
[0114] 可以通過判斷矩陣計算出最大特征值對應的特征向量,該特征向量為本層次因素 相對于上一層次中某因素的相對重要性權重值。因此,根據(jù)矩陣值獲取各個污染源評價指 標對應的權重值,可以包括:根據(jù)權重矩陣和矩陣值構造判斷矩陣;計算判斷矩陣每一行元 素的乘積Mi ;計算Mi的m次方根Wi ',m為判斷矩陣的行數(shù);根據(jù)Wi '獲取特征向量W,W= (Wi, m. W2,W3,…,wm),疋=< /(Σ<);根據(jù)特征向量獲取各個污染源評價指標對應的權重值。其 Μ 中:
[0115]在本實施例中,對權重值進行驗證,可以包括:獲取判斷矩陣的最大特征根λΜΜ,
(PW)i表示向量PW的第i個元素,
根據(jù)
對權重值進行驗證,CR為判斷矩陣的隨機一致性比率:CI為判斷矩陣 的一般一致性指標;RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標。其中,RI可以由大量試驗給出, 對于低階判斷矩陣,RI值列于表3。
[0116] 表3平均隨機一致性指標RI( 1000次隨機結果)
[0117]
[0118] 對于高于12階的判斷矩陣,需要進一步查資料或采用近似方法。當階數(shù)<2時,矩 陣總有完全一致性;當階數(shù)大于2時,如果CR〈0.1,即人為判斷矩陣具有滿意的一致性,說明 權數(shù)分配是合理的;否則,就需要調整判斷矩陣,直到取得滿意的一致性為止。
[0119] 本發(fā)明實施例中,還可以通過簡單評價法,確定污染源危害等級。具體的,根據(jù)區(qū) 域的污染源的類型、規(guī)模,處理的難易程度,確定污染源危害等級,即污染源中污染物進入 到地下含水層的難易程度及其危害性,主要受污染源的污染物的存在形式、衰減特征、污染 物的量、迀移性以及毒性等性質影響。污染源暴露、衰減緩慢、量大、迀移性強且毒性的大的 污染源危害級別高。同樣可以利用不同的顏色代表不同危害級別,級別越高,顏色越重,從 而利用ARCGIS軟件進行污染源危害等級制圖。
[0120] 本發(fā)明實施例中,將所述區(qū)域地下水固有脆弱性評價結果和污染源危害等級進行 耦合,對地下水型飲用水水源地污染風險進行初步評價(S1)之后包括:
[0121] 根據(jù)單因子污染風險評價模型對初步評價結果進行驗證;或,
[0122] 根據(jù)單點綜合評價模型對初步評價結果進行驗證。
[0123] 其中,根據(jù)單因子污染風險評價模型對初步評價結果進行驗證包括:獲取區(qū)域內 各單點地下水環(huán)境污染程度和各單點對應的地下水型飲用水水源地污染風險指數(shù);計算各 單點地下水環(huán)境污染程度和各單點對應的地下水型飲用水水源地污染風險指數(shù)的相關系 數(shù)P:
[0124]
[0125] 式中,N表示樣本數(shù)量,d表示特征污染物濃度排行和地下水型飲用水水源地污染 風險指數(shù)排行名次差;再根據(jù)所述相關系數(shù)P確定地下水型飲用水水源地污染風險初步評 價結果的合理性。
[0126] 相關系數(shù)P是用來估計兩個變量X、Y之間的相關性,其中變量間的相關性可以使用 單調函數(shù)來描述。如果兩個變量取值的兩個集合中均不存在相同的兩個元素,那么,當其中 一個變量可以表示為另一個變量的很好的單調函數(shù)時(即兩個變量的變化趨勢相同),兩個 變量之間的Ρ可以達到+1或-1。相關系數(shù)Ρ的絕對值越大,相關性越強,相關系數(shù)越接近于1 或-1,相關度越強,相關系數(shù)越接近于0,相關度越弱。評價的合理性可以如表4所示,當兩者 關系為中相關或強相關時,認為評價結果合理。
[0127] 表4 Ρ等級劃分 「01281
[0129] 其中,根據(jù)單點綜合評價模型對初步評價結果進行驗證包括:獲取單因子污染指 數(shù)I,所述
表示某項組分的實測濃度,單位為yg/L或mg/L;CQl表示該項組分的背 景值;根據(jù)預設評分表獲取每個單因子污染指數(shù)I對應的分值F;根據(jù)所述分值F進行單點綜 合評價,得到區(qū)域內各單點的特征污染物程度;計算各單點地下水環(huán)境污染程度和各單點 對應的地下水型飲用水水源地污染風險指數(shù)的相關系數(shù)P:
[0130]
[0131 ]式中,N表示樣本數(shù)量,d表示特征污染物濃度排行和地下水型飲用水水源地污染 風險指數(shù)排行名次差;根據(jù)所述相關系數(shù)P確定地下水型飲用水水源地污染風險初步評價 結果的合理性。
[0132] 地下水污染指在人類活動影響下,地下水水質朝著惡化方向發(fā)展的現(xiàn)象。只要組 分含量超過背景值,都認為受到污染。在進行地下水環(huán)境污染評價時,先進行單點單因子評 價,再根據(jù)單因子評價結果(包括無機單因子評價和有機單因子評價)用疊加指數(shù)法進行單 點綜合評價。地下水型飲用水水源地污染風險評價無機物采用地下水背景值作為評價界限 值,有機物采用地下水質檢出限值作為評價界限值。
[0133] 在本發(fā)明實施例中,單點綜合評價是將各單點單因子評價結果求和,如下式所示:
根據(jù)PI值,可將地下水環(huán)境污染程度分為5類:未污染(I級)、微污染(Π 級)、輕 污染(ΙΠ 級)、較重污染(IV級)與嚴重污染(V級)五個等級,如表5。