1、：基基于于 的的水水源源地地地地下下水水水水质质分分布布规规律律研研究究李仁海，吴勇，宛世昊，尹恒，裴尼松，（重大危险源测控四川省重点实验室，四川 成都；四川省安全科学技术研究院，四川 成都；四川安信科创科技有限公司，四川 成都；成都理工大学 环境与土木工程学院，四川 成都；四川省地质工程勘察院集团有限公司，四川 成都）摘要为查明水源地地下水水质，为拟选水源区地下水资源利用和开发提供重要参考。本文基于水文地质调查的基础，在拟选水源区采集 个水样送检分析，利用 软件的地统计分析模块检验水样测试结果后，基于空间插值模块得到八种元素的空间分布特征。同时选取氯化物、硫酸盐、总硬度 个代表性指标进行地下
2、水水质单因子评价和综合评价，得到水源地地下水水质评价结果和水源区地下质量分布情况。研究发现：拟选水源区地下水多介于 之间；地下水主要离子的变异系数大小关系为 总硬度 ；通过选取氯化物、硫酸盐、总硬度共 项有代表性的指标对地下水质量进行单因子评价和综合评价，单因子评价结果表明地下水中氯化物、硫酸盐、含量符合生活饮用水标准（类），部分水样品中总硬度达到生活饮用水类标准，地下水综合评价结果显示 的地下水样为良好，为较差。关键词水源地；空间插值；空间分布；地下水质量评价中图分类号；文献标识码文章编号 （）收稿日期 基金项目四川省科技研发项目（，）作者简介李仁海（），男，四川广安人，助理工程师，主要从事
3、水文水资源方面研究工作。，（oo o oo o o o o，；o oo，；oo o，；o o o ，o oo，；o oo o，）：o o o o o o o o o o o oo o o o ooo，o o oo o oo oo o o o o o o o o oo o o ，o o o，o o o o o o oo o o ；o o o o o o o ；o o o o o o，o o o o o o o o，o o o o o o，o o o （），o o o o o o o o o o o oo oo：o；oo；o；o 年 月第 卷 第 期 地下水o ，o.引言水是生命之源，是人类生存和
4、发展的重要物质基础，地下水资源评价与管理是社会经济持续发展的基础，地下水水质评价是安全饮用地下水的前提。当前，国内外关于地下水水质评价的方法很多，常见的主要有单指标评价法、综合指标法、模糊数学评价法、层次分析法、主成分分析法、物元法、遗传算法、集对分析法、灰色聚类法、灰色关联度法、人工神经网络、多元回归模型等，这些方法总体上可归纳为模糊综合评价法、灰色系统法、模型法和理论法共 类评价方法，这些方法各具特色，有自己独特的优势和局限性，为使地下水水质评价结果更具有准确性和实用性，在地下水水质评价实践中，要结合研究区实际情况选取最为合理的评价方法进行分析 。由于 具有强大的空间分析和地统计分析功能，
5、现已被众多学者引入地下水相关研究中。钱程等介绍了 在水文地质领域多方面的最新应用和存在的相关问题，并对今后 在水文地质领域的应用进行了展望，这为 与水文地质领域的融合指明了一定的方向。实际上，近年地理信息系统在水文地质领域的应用已涵盖许多方面，如提出基于 平台的地下水水质评价方法，通过反距离加权插值方法得到不同元素的浓度分布图、地下水单项指标图和综合指标预测图，划定出高浓度污染区域，为水资源管理提供了理论依据 ；借助 软件的地统计学方法对地下水位进行趋势分析、空间变异分析以及空间插值分析，进而研究地下水地下水位的变化规律 ；基于 的 评价方法，选取 模型的七项评价因子作为脆弱性评价指标，通过对
6、各评价因子分析结果进行加权叠加分析，直观明了地反映研究区地下水脆弱性的空间分布规律 。在水质评价方面，采用 神经网络模型、模糊综合评价方法、分层构权主成分分析评价法、内梅罗污染指数法等方法与 平台结合，分析评价了地下水水质状况与地下水空间分布情况 。人口扩张与社会经济的发展使德阳市旌阳区西郊水厂初期规划开采量已经不满足现今巨大的水资源需求量，且在西郊水厂开采地下水的过程中，该区地下水已经出现了明显的地下水水位下降，因此重新拟定水源地，查明拟选水源区水文地质条件，在保证地下水水质的情况下合理开发地下水迫切而又必要。本文通过 软件中的地统计分析模块对地下水中各元素检验后，利用空间插值模块得到不同元
7、素的空间分布情况，进而圈定出高异常值区域；同时参考地下水环境质量标准，分析各元素的限制，得到地下水单因子质量评价结果和综合质量评价结果，通过 软件空间分析得到拟选水源区地下水质量分布情况，该结果可为拟选水源区地下水资源利用和开发提供重要参考。研究区概况研究区隶属于德阳市旌阳区，位于成都平原北部边缘。地理坐标：北纬 ，东经 之间。研究区属四川盆地亚热带湿润季风气候区，多年平均气温 ，多年平均年降水量 。研究区在区域构造上位于新华系第三沉降带四川盆地的川西台陷与川东台拱的结合部，主要出露第四纪地层，为一套冲积、冲洪积和冰水堆积及冰碛堆积层。拟选水源区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水，埋藏在全新
8、统砂砾卵石含水层（）和上更新统含泥砂砾卵石含水层（）中，其中第四系松散岩类孔隙水进一步分为风化带孔隙裂隙水和风化带裂隙水两个亚类。已有研究结果表明旌阳区地下水水化学组分主要受天然水 岩作用和黏土矿物的影响，地下水化学类型主要以 、三种为主 。材料与方法在拟选水源区范围内共调查 口水井，发现水位埋深较浅，多为 之间。其中地下水埋深较大处位于王谊村西北边、白江村东边、花景村北边，大致介于 之间；其余地方埋深小于 ，埋深较浅。在水文地质调查的基础上，年 月在拟选水源区共采集 个水样（图），所有水样均取自当地水井。用 聚乙烯瓶采集水样，使用之前用硝酸润洗以去除瓶壁内杂质。采集完后于 内送至实验室测试分
9、析，分析参数包括 值、溶解固体总量（）、总硬度、主要阳离子（、）、主要阴离子（、）等，分析过程中参照生活饮用水卫生标准检验方法（）进行分析，参数分析误差采用阳离子 阴离子浓度平衡法进行检测，测定误差 。结果与分析 主要元素分布特征 统计特征利用 地统计分析模块对样品测试结果进行统计分析（表），表中列举了、总硬度的最大值、最小值、平均值、标准差和变异系数，从表中可以看出水源区地下水主要离子的变异系数介于 ，大小关系为 总硬度 ，其中 的变异系数最高，达 ，属强变异，的变异系数最小，为 ，属弱变异，其他元素均为中等变异，表明 空间分布差异明显，其余元素空间分布较均匀。空间分布特征在对所有元素进行正
10、态分布检验后，利用空间插值得到不同参数的空间分布特征（图 中 ），从图中看出 高浓度值出现在水源区北部，即王谊村西北和白江村北方向，低值分布在花景村东北方；浓度峰值集中在水源区中部，分布在白江村和王谊村周围区域，低值出现在白江村西南方；浓度分布与 相似，表现为中部高，南西侧低。阴离子方面，浓度高值分布在白江村东侧、花景村和秋月村北侧，在王谊村南侧和白江村西南侧出现低浓度第 卷第 期地下水 年 月值；浓度有两个峰值点，即白江村北侧和南侧；浓度最高点分布在王谊村西北侧，白江村东南侧有一个低值点。另外溶解性总固体值峰值分布在白江村北侧，低值分布在白江村南侧；总硬度表现为中部高，向四周逐渐降低的特征，
11、白江村西南侧有一个低异常点。表 样品统计分析结果表参数样品数最大值最小值平均值标准差变异系数 总硬度 （，硬度）图 地下水主要元素空间分布 水质评价 单因子评价根据本次地下水取样情况选取氯化物、硫酸盐、总硬度共 项有代表性的地下水水质评价指标，参照地下水质量标准 进行地下水质量单项组分评价，评价结果显示，有 个取样点的氯化物达到类水标准，占本次地下水取样总数的 ，其余均为类水；有 个取样点的硫酸盐达到类水标准，个取样点的硫酸盐达到类水标准，分别占本次地下水取样总数的 ，其余均为类水；有 个取样点的溶解性总固体值达到类水标准，占本次地下水取样总数的 ，有 个取样点的溶解性总固体值达到类水标准，占
12、本次地下水取样总数的 ，其余均为类水；有 个取样点的总硬度达到类水标准，占本次地下水取样总数的 ，其余均为类水。从本次所取水样总体情况看，参照生活饮用水卫生标准 ，地下水中氯化物、硫酸盐和 含量均符合生活饮用水标准（类）；部分地下水样总硬度达到生活饮用水类标准。为观察地下水质量单因子评价结果在本次水源区具体分布，通过 空间插值分析得到参考 氯 化 物、硫 酸 盐、总硬度四个单项指标的地下水质量分类图（图 中 ）。从图可见，参照氯化物对地下水质量分类，仅在花景村和白江村西北侧少量分布类水，其余均达到类；参照硫酸盐对地下水质量分类，研究区中部为 类水，四周水质达到类，在白江村北侧和南侧分布有少量类
13、水；参照溶解性总固体对地下水质量分类，在白江村周围、花景村附近和王谊村东南侧分布类水，其中白江村西北侧分布少量类水，其余均为类水；参照总硬度对地下水质量分类，水源区中部区域包括王谊村南侧、白江村的北侧、西南侧和东南侧地下水质量为类，其余均为类水。图 地下水质量单因子评价结果图（氯化物，硫酸盐，总硬度）综合评价选择氯化物、硫酸盐、总硬度 项指标作为评价因子，在单项组分评价基础上，按照表 对各单项组分进行评分，按照公式（）进行综合评分值（）计算。?（）式中：为单项组分评价值 中的最大值；为各单项组分评分值 的平均值 ；为项数。由公式（）计算出本次地下水综合评价 值，在 个地下水样中，个样品 值介于
14、 ，样品个 值介第 卷第 期地下水 年 月于 ，根据地下水质量分级表（表）得本次地下水综合评价 的地下水样为良好，为较差，较差的原因是地下水中总硬度含量过高导致。在综合评价的基础上，利用 软件将单项指标的地下水质量分类图进行叠加得到水源区地下水质量综合评价结果图（图）。从图中可以看出白江村附近和花景村西北侧地下水质量较差，其余地方地下水质量均良好。表 地下水质量各单项组分评价分值表类别图 地下水质量综合评价结果图表 地下水质量分级表级别优良良好较好较差极差 结语（）在拟选水源区范围内共调查 口水井，发现地下水埋深介于 之间，埋深较浅，采集 个地下水样分析表明研究区地下水中阳离子以 为主，次之；
15、阴离子以 为主，地下水化学类型主要为 型水，。（）利用 地统计分析模块对样品测试结果进行地统计分析发现水源区地下水主要离子的变异系数介于 ，大小关系为 总硬度 ，其中 的变异系数最高，达 ，属强变异，的变异系数最小，为 ，属弱变异，其他元素均为中等变异。（）选取氯化物、硫酸盐、总硬度共 项有代表性的指标对地下水质量进行单因子评价，结果表明地下水中氯化物、硫酸盐、含量符合生活饮用水标准（类），部分水样品中总硬度达到生活饮用水类标准；对地下水样进行综合评价发现 的地下水样为良好，为较差，其中白江村附近和花景村西北侧地下水质量较差，拟选水源区其余地方地下水质量均良好。参考文献厉艳君，杨木壮 地下水水
16、质评价方法综述 地下水（）：雷正国，陶月赞 地下水水源地水质评价方法探讨 节水灌溉（）：钱程，武雄，穆文平，等 技术在水文地质领域的应用进展 南水北调与水利科技 （）：郭高轩，朱琳，沈媛媛，等 基于 的地下水浓度场绘制及质量评价 人民黄河 （）：张士俊，李瑞丽，武鹏林 基于 的辛安泉地下水水质评价研究 长江科学院院报 （）：，o o ，o o o o （）：许义和，魏晓妹，蔡明科，等 基于地统计学的宝鸡市区地下水位空间变异特征研究 水土保持研究 （）：邓康婕，魏晓妹，降亚楠，等 基于地统计学的泾惠渠灌区地下水位时空变异性研究 灌溉排水学报 （）：马真东，摆玉龙 基于地理处理服务的地下水脆弱性评价研究 遥感技术与应用 （）：孙才志，奚旭，董璐 基于 的下辽河平原地下水脆弱性评价及空间结构分析 生态学报 （）：肖兴平 地统计分析在地下水脆弱性评价 中的应 用 测绘与空间地理信息 （）：田帅，刘国东，倪福全 与 耦合的地下水水质综合分析评价 水电能源科学 （）：苏耀明，朱琳，苏小四，等 基于 的鄂尔多斯白垩系盆地浅层地下水水质分布规律研究 水文地质工程地质 （）：苏耀明，苏小四，侯光才，等
