甘肃省是我国最缺水的省份之一，水资源供需矛盾比较突出。地下水作为水资源的重要组成部分，由于其水量稳定、水质好、调蓄能力强、供水保证程度高，已成为甘肃省农业灌溉、工矿和城市重要的供水水源。随着经济的发展，地下水用量日益增大，而农药、化肥、生活污水及工业“三废”这些污水大部分未经处理直接排入环境,致使地下水质量发生了较大的变化，开展当前地下水水质评价对于优化我省水资源配置和促进地区经济发展就显得非常重要。
地下水水质评价是通过对地下水水化学资料的分析，可以科学地评价区域地下水体的质量状况[1]。而地下水水质评价方法的选择在水资源的管理、开发、利用中起着至关重要的作用，其是否客观、实用，很大程度上影响着决策的正确性。根据《2018年黄河流域(片)地下水监测实施方案》，选取甘肃省平凉市、庆阳市两地21处地下水水质监测井，选用模糊综合评价法进行水质评价, 并与传统的单因子评价法对比分析，为两区域防治水污染，规划和保护水资源的基础性工作提供理论依据。
1 监测范围
国家地下水监测工程，平凉市有6眼井，分别在崆峒区太统村、信合村，华亭县西源村，崇信县平头沟，泾川县罗汉洞，灵台县桥子村。庆阳市有15眼井，分别在环县红星村，庆城县阜城和驿马，西峰区永丰果库、何家坳村、中心村，宁县白公村、早胜镇、和盛镇，合水县老城镇和固城乡，华池县孙家川村，镇原县孟坝镇和屯子镇马堡，正宁县周家村。
2 水质监测标准及评价参数的选取
根据《地下水质量标准》(GB/T -2017)，选取常规监测项目包括溶解性总固体、钠离子、氯化物、硫酸盐、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、六价铬、氟化物、总硬度、高锰酸盐指数，共11项影响平凉和庆阳两地区地下水水质类别的主要参数进行分析评价。
3 评价方法
3.1 模糊综合评价法
模糊综合评价法是以模糊数学为基础,应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清，不易定量的因素定量化，进行综合评价的一种方法[2]。本文是由监测数据建立各因子指数对各级标准的隶属程度，形成隶属矩阵，再把因子权重集与隶属度矩阵相乘，得到模糊积，获得一个综合评价集，表明评价水体水质对各级标准水质的隶属程度，反映综合水质级别的模糊性[3]。将评价因子模糊化，采用降半梯法确定隶属度[4]。
首先用评价因子建立一个m×n的隶属度矩阵。本文选取的评价因子数m=11，类别标准n=5，即建立一个11×5隶属度矩阵R。(见表1)
表1 评价标准 mg/L水质参数水质类别一≤二≤三≤四≤五>溶解性总固体钠100氯化物50硫酸盐50氨氮(以N计)硝酸盐(以N计)亚硝酸盐(以N计)铬(六价)氟化物总硬度(以CaCO3计)150耗氧量(CODMn法)
然后采取超标污染贡献率法计算各评价因子的权重系数，最后采用加权算术平均合成法对上述隶属度矩阵R和权重矩阵W进行模糊复合运算，再根据模糊数学贴近原理及最大隶属度原则判定水质等级[5]。各评价因子实际监测值(见表2)，根据上述计算步骤，通过Excel VBA编写计算程序，得出各评价因子的权重值(见表3)，各监测井水质等级判断矩阵及评价结果(见表4)。各表中编号1-6为平凉市监测井，其余为庆阳市监测井。
表2 评价因子实际监测值(部分) mg/L编号监测井名称溶解性总固体钠氯化物硫酸盐氨氮硝酸盐亚硝酸盐铬(六)价氟化物总硬度耗氧量1太统.021..<0.0040..472信合村.364..07215.4<.703平头沟.441..0537.75<0.003<0.0040..554西源.<0.0.475罗汉洞..0445.05<.626桥子..397环县红星300...648庆城县阜城.949庆城县驿马..7010西峰区永丰果库..7011西峰区何家坳.<0.10.005<0.0040..2512西峰区中心.<0.0.6213宁县白公..8614宁县早胜...6215宁县和盛..4716合水县老城..<0.004<0.0.7017合水县固城...3918华池县孙家川.78
表3 评价因子权重值(部分)站点编号溶解性总固体钠氯化物硫酸盐氨氮硝酸盐亚硝酸盐铬(六)价氟化物总硬度耗氧量.....
表4 水质评价结果(部分)站点编号ⅠⅡⅢⅣⅤmaxlevel单因子评价ⅡⅢⅡⅣ.284ⅡⅢⅡⅢ.201ⅡⅢ.29ⅢⅢⅤⅤ.183ⅢⅢ.196ⅡⅢ.409ⅢⅣⅡⅢ.199ⅡⅢ.211ⅡⅢ.290ⅢⅣ.201ⅡⅢⅤⅤ.296ⅢⅣⅤⅤ
3.2 单因子评价法
单因子评价法是将水体各监测项目的实测浓度与其相对应的评价标准进行比较，选用水质最差的单项参数所属类别来确定水体综合水质类别的方法[6，7]。本文是将地下水水质监测井中选取的每个监测项目的实测值与《地下水质量标准》(GB/T -2017)中各项目的水质类别标准进行比较，最后选择最差类别作为该监测井的水质类别。
4 评价结果分析
模糊综合评价结果为：水质类别为Ⅱ类的有11处(平凉市5处，庆阳市6处)，占52.4%；水质类别为Ⅲ类的有7处(平凉市1处，庆阳市6处)，占33.3%；水质类别为Ⅴ类的有3处(庆阳市)，占14.3%。单因子评价结果为：21处监测点中，水质类别为Ⅲ类的有13处(平凉市5处，庆阳市8处)，占61.9%；水质类别为Ⅳ类的有5处(平凉市1处，庆阳市4处)，占23.8%；水质类别为Ⅴ类的有3处(庆阳市)，占14.3%；没有水质类别Ⅰ类和Ⅱ类的监测井。
模糊综合评价结果显示平凉市、庆阳市两地21处地下水监测井中，有18处水质达到Ⅲ类及以上，占比85.7%，其余3处为Ⅳ类或Ⅴ类，占比14.3%。而单因子评价结果显示平凉市、庆阳市两地21处地下水监测井中，只有13处水质达到Ⅲ类及以上，占比61.9%，其余8处地下水水质为Ⅳ类或Ⅴ类，占比38.1%。由此可以看出模糊综合评价结果与单因子评价结果有明显差异。分析其原因，由于单因子评价是对单个水质指标独立进行评价，因此其评价结果无法全面反映水质的整体状况，可能会导致较大的偏差[8]。
从评价结果的总体情况来看，平凉市水质较好，庆阳市受到一定程度的点状和面状污染，环县红星的水质最差，其次为华池县孙家川和合水县老城，污染物有溶解性总固体、钠离子、氯化物、硫酸盐、硝酸盐氮、六价铬、总硬度，究其原因，主要是受到地貌条件和降水强度的制约。流域内地质结构变化繁杂，有明显的地域性分布特征，大体以蒲河为界，蒲河以北的合道川、马坊川以东的西峰等大部分地区，水质较差，蒲河以南的地区，水质较好；庆阳市属大陆型干旱气候区，相比于平凉市的半干旱、半湿润的温带大陆性气候，全年降雨量少，蒸发量大，造成矿物质含量较高。再者可能是由于地下水严重超采，引起水位逐年下降[9]，地下水水位降落、渗漏改变了水动力条件，为地下水污染创造了便利条件。另外就是一些地区的石油开采已超过了环境承载能力，人们的环境保护意识不足，存在工业废污水偷排和生活污水随意排放的情况[10]，再加上农田化肥和农药残留下渗，这些都直接或间接地造成浅层地下水污染。
5 结论与对策
5.1 结论
(1)单因子评价法与模糊综合评价法相比，能快速直观地反映超标项目，但由于只考虑了污染状况最严重的评价因子，其他因子的作用被弱化，无法综合判定整体水质类别，评价出的水质类别偏劣。模糊综合评价法则充分利用了所有的信息，考虑到每个因子对评价结果的贡献，更适应于水质污染级别划分的模糊性。通过计算每个评价因子对各级水质标准的隶属程度，不同评价因子对地下水水质的影响权重，能使评价结果反映更多的水质信息，能更客观、科学地反映水质的实际情况，为防治水污染，规划和保护水资源提供更准确、合理的理论依据。
(2)平凉市地下水水质较好；庆阳市部分地下水水质较差，部分水质溶解性总固体、氯化物、硫酸盐、总硬度含量较高。
5.2 对策
平凉市地下水虽水质较好，但也有潜在地污染风险，形势不容乐观，目前来看，主要以 “防”为主，即借鉴庆阳市地下水污染的原因，合理开发，加强管理，从源头上防止。
庆阳市部分地下水水质污染严重，必须采取有效地措施，依据“保护水源为主，合理利用为辅”的原则，提供以下几点建议：
(1)根据地貌特征和降水情况，按小流域种草植树，达到保土蓄水的目的；
(2)限量开采，以免造成水源枯竭；
(3)科学、合理地管理和规划影响地下水水质的水利、农林和市政等相关工程：
(4)强化管理，健全完善垃圾堆放，污水、废水排放措施，预防新的水污染问题发生；
(5)增强法制意识，加大执法力度，在充分发挥环境保护和水行政主管部门监督作用的同时，加强水质的监测、评价及预测工作，提供有效地指导意见。
[1]苏耀明，苏小四.地下水水质评价的现状与展望[J].水资源保护.2007.23(2):4-9.
[2]潘峰，付强，梁川. 模糊综合评价在水环境质量综合评价中的应用研究[J].环境工程.2002.2(20):58-60.
[3]单玉芳.模糊综合评价在水环境质量评价中的应用研究[D].南京：河海大学环境学院.2006.
[4]寇文杰.修正的模糊综合评判法在地下水水质评价中的应用[J]. 南水北调与水利科技.2013.11(2)：71-75.
[5]王鸿杰，尤宾，上官宗光.模糊数学分析方法在水环境评价中的应用[J].水文.2005.5(6)：30-32.
[6]曾永，樊引琴，王丽伟，等.水质模糊综合评价法与单因子指数评价法比较[J].人民黄河.2007(2)：45，65.
[7]白云鹏，陈永健.常用水环境质量评价方法分析[J].河北水利.2007(6)：11-12.
[8]王文强.地下水水质评价方法浅析[J]. 地下水.2007.29(6)：37-39.
[9]何鸿政，杜志勇.甘肃省庆阳市地下水分布特征及管理保护对策[J].地下水.2013.35(2)：28-29.
[10]本莲芳，马淑静，王红玉，等.甘肃庆阳西峰区地下水水源分析及保护[J].兰州石化职业技术学院学报.2017.17(2)：73-75.
文章来源：平凉政报 网址: http://plzb.400nongye.com/lunwen/itemid-38741.shtml
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