張顯龍

(朝陽縣河道管理所，遼寧 朝陽 122000)

朝陽市地下水污染風險評價

張顯龍

(朝陽縣河道管理所，遼寧 朝陽 122000)

地下水是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)資源之一，其也是一種寶貴的自然資源。對于朝陽市而言，地下水資源不僅是區(qū)域發(fā)展的基礎性資源，更是城市發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源和重要的物質(zhì)保障。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，當前我國97%的城市地下水資源受到了嚴重的污染，其中40%的地下水污染程度在不斷加重。因地下水資源流動較為緩慢，而且交替程度較弱，自凈能力較低。因此，地下水資源一旦受到嚴重污染，很難得到恢復，故地下水污染風險評價與區(qū)域劃分是區(qū)域地下水資源保護的重要決策依據(jù)。文章從地下水污染風險的相關(guān)概念入手，通過綜合考慮地下水固有的脆弱性以及外界脅迫性和預期損害性，構(gòu)建了地下水污染風險評價指標體系，以此對朝陽市地下水污染風險進行識別評價。

朝陽市；地下水；污染；風險評價；評價指標；評價體系

地下水污染風險是指含水層中的地下水，由于人類生產(chǎn)實踐活動而遭受污染且污染達到不可接受水平的可能性。地下水污染風險這一概念最早起源于20世紀60年代的法國，這一時期相關(guān)學者已提出了地下水脆弱性評價的概念[1]。但是，這一時期的地下水脆弱性評價只是基于氣象以及土壤和水文等相關(guān)因素進行分析，且這種評價方法不能準確分析污染程度以及污染源和區(qū)域地質(zhì)之間的復雜關(guān)系。但是，在地下水水資源管理中，對地下水污染進行風險識別和評價尤為重要，不僅可以全面了解地下水污染與人類社會生產(chǎn)實踐活動之間的關(guān)系，更能及時圈定地下重點污染區(qū)域，以此通過對其進行風險識別管理，為區(qū)域土地規(guī)劃以及地下水資源利用管理提供科學的參考依據(jù)[2]。

1 朝陽市地下水污染風險評價背景

早在20世紀80—90年代，相關(guān)學者就針對地下水污染問題展開了深入研究，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)地下水污染風險以及污染負荷及地下水水質(zhì)脆弱性之間存在一定的復雜關(guān)系[3]。通常而言，地下水環(huán)境脆弱性較高，則負荷較低，水質(zhì)污染程度較輕，而在地下水環(huán)境脆弱性低、污染負荷較高的地區(qū)，水質(zhì)污染程度較為嚴重。因此，從這一研究階段起，人類社會生產(chǎn)實踐活動與地下水污染之間的關(guān)系正式被納入地下水污染風險評價體系中，地下水固有脆弱性評價逐漸發(fā)展為特殊脆弱性評價，也就是早期學者所研究的地下水污染風險評價。

但是，這一時期的地下水風險評價只是對人類活動與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系進行簡單疊加化處理和研究，不能準確對地下水污染指標及地下水脆弱性進行全面系統(tǒng)評價[4]。故本文通過構(gòu)建相關(guān)的地下水污染風險評價指標體系，針對朝陽市地下水污染風險進行評價。

2 朝陽市地下水污染風險評價指標體系構(gòu)建

本文在構(gòu)建相關(guān)指標體系時，主要堅持全面性與獨立性相結(jié)合的原則及可操作性原則進行評價。在選取相關(guān)評價指標時，結(jié)合朝陽市地下水實際情況，選擇具有綜合性以及關(guān)鍵性的指標。在對該研究區(qū)的地下水水質(zhì)進行分析評價時，可用地下水固有脆弱性以及外界脅迫脆弱性來表征地下水系統(tǒng)的污染性。同時，人類活動產(chǎn)生的污染負荷，通過外界脅迫脆弱性反映；地下含水層固有抵御污染的能力通過固有脆弱性反映。在此過程中，地下水價值水平用來表征污染受體地下水資源的預期損害性。基于此，本文將朝陽市地下水價值水平與地下水遭受污染的危險性結(jié)合起來，然后對該研究區(qū)地下水污染情況進行風險評價，如圖1所示為朝陽市地下水污染風險評價指標體系。

圖1 朝陽市地下水污染風險評價體系

3 朝陽市地下水污染風險評價

3.1 朝陽市地下水遭受污染的危險性評價

本文在對朝陽市地下水污染情況進行分析評價時，主要針對朝陽市地下含水層固有生態(tài)環(huán)境脆弱性以及外界脅迫脆弱性及朝陽市地下水總體價值水平三個不同指標進行分析評價。

首先，含水層固有脆弱性主要是指在朝陽市天然生態(tài)環(huán)境下，地下含水層受到強烈污染時，地下結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出來的內(nèi)部敏感性以及天然脆弱性。在此分析過程中，本文不考慮朝陽市人類社會生產(chǎn)與生活等實踐活動的影響，只考慮朝陽市地下水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及氣候等相關(guān)因素的不可控影響。但是，在一般分析評價過程中，由于地下水污染風險因素有多種，故本文為了針對性研究，只選取了凈補給量以及含水層埋深和含水層介質(zhì)類型及地形坡度、滲流區(qū)介質(zhì)類型、含水層滲透系數(shù)等七大主要指標進行分析。

由于外界脅迫脆弱性主要反映的是朝陽市地下水遭受人類影響過程中所表現(xiàn)出來的危害。因此，本文在對朝陽市地下水環(huán)境外界脅迫脆弱性進行研究時，主要將外界脅迫脆弱性分為兩類：一類是朝陽市人類實踐活動對當?shù)氐叵滤h(huán)境造成的污染源荷載風險；另外一類是人類通過開采活動改變了地下水天然水生態(tài)系統(tǒng)。故結(jié)合這兩種情況，本文重點選取了污染源荷載風險及朝陽市地下水流動情況這兩大因素，對該研究區(qū)地下水實際污染狀況進行分析。其中，污染源荷載風險主要是指不同污染源在朝陽市地下水系統(tǒng)運行過程中形成污染的可能性，這一指標因素主要與污染源的實際類型及規(guī)模和分布位置、污染物的具體遷移變化過程有關(guān)。因此，從污染源本身的實際污染特性來看，朝陽市地下水主要污染等級高低與污染嚴重性、污染可能性兩大指標有關(guān)。其中，污染嚴重性主要是指朝陽市地下水環(huán)境在人類社會生產(chǎn)實踐活動中遭受污染的具體程度，而污染可能性主要是指朝陽市地下水生態(tài)系統(tǒng)在人類生活過程中被污染的概率。因此，這兩大指標與當?shù)匚廴疚锏念愋图拔廴疚锏膶嶋H排放方式有關(guān)。按照上述指標分析思路，本文在對朝陽市地下水污染情況等級進行計算時，主要考慮單個污染因素的實際污染風險，并采用如下計算公式，對朝陽市地下水主要污染風險進行科學計算：

P=KQL

(1)

式中：在上述地下水污染風險評價公式中，K為污染源具體種類；Q為污染源的量；L為污染源的實際排放方式。

故結(jié)合上述公式，可對朝陽市地下水污染源風險荷載進行疊加計算分析。

在對該研究區(qū)內(nèi)的地下水流動情況進行分析時，本文考慮到當?shù)厝祟惿鐣嵺`活動對地下水天然流場產(chǎn)生了重要影響。因此，地下含水層中的污染物擴散速度及運移變化過程等，都會受人類社會生產(chǎn)實踐活動影響。一般而言，地下水污染源的水力梯度越大，污染源的實際擴散和稀釋速度也就越快，此時朝陽市地下水實際污染風險就越低。

3.2 朝陽市地下水價值水平評價

與地下水污染風險不同，地下水污染價值水平這一指標主要反映了朝陽市地下水資源預期損害程度。這一指標一般通過地下水生態(tài)健康服務功能價值及社會經(jīng)濟服務功能價值等體現(xiàn)，同時還可通過地下水具體水質(zhì)情況及水量和水源保護要求等幾大主要指標，科學反映朝陽市地下水總體開發(fā)和利用價值水平的高低。另外，地下水實際供水能力則從量的角度，準確反映了朝陽市地下水水資源的經(jīng)濟服務功能及社會服務功能和生態(tài)服務功能等。而地下水質(zhì)現(xiàn)狀則在某種程度上準確反映了朝陽市地下水水源保護過程中，人類社會生產(chǎn)實踐活動對水資源的具體影響程度；地下水水源保護要求則從供水與蓄水的角度，綜合反映了朝陽市不同區(qū)域地下水總體利用價值差異等。

故通過對上述兩大主要指標進行分析后，本文結(jié)合災害風險理論，將朝陽市地下水污染風險定義為預期損害性與污染概率之間的乘積，而朝陽市地下水實際污染概率主要通過地下水遭受污染的危險性進行科學表征，而預期損害程度可通過朝陽市地下水總體價值水平進行表征。故按照這一分析思路，本文認為朝陽市地下水污染風險評價計算，可通過該研究區(qū)地下水系統(tǒng)遭受的污染危險程度及與地下水總體價值水平之間的乘積進行表示，具體計算分析公式如下：

R=A×B

(2)

式中：在上述計算公式中，朝陽市地下水遭受的污染危險性A可通過迭置指數(shù)法進行分析計算，即朝陽市地下水各采樣指標實際分值與各自權(quán)重之間的乘積進行迭加而得到綜合指數(shù)值，而各指標的實際權(quán)重可利用層次分析法進行計算分析。在上述評價體系的層析隸屬關(guān)系中，通過結(jié)合以往評價經(jīng)驗，對各個水樣指標的評價結(jié)果進行比較分析，以此構(gòu)建地下水污染風險判斷矩陣，從而結(jié)合矩陣對朝陽市地下水污染各個指標要素(A1-1,A1-1,…,A2-2)及對目標層A中的相關(guān)指數(shù)權(quán)重進行合成計算。與此同時，該研究區(qū)地下水總體價值水平同樣也可利用迭置指數(shù)法進行科學計算，最終通過對各個不同指標進行比較，以此確定朝陽市地下水污染實際情況。在此分析過程中，本文為了能夠更加直觀展示朝陽市地下水實際污染風險分布情況，充分利用GIS技術(shù)的強大制圖和空間分析及屬性庫管理、圖像分析等不同功能，對朝陽市地下水環(huán)境污染分布情況進行描述，以此保證了朝陽市地下水污染風險評價結(jié)果客觀、真實，具體如圖2所示：

圖2 朝陽市地下水污染風險總體分布情況

從上述朝陽市地下水污染風險總體分布情況圖示中可以看出，該研究區(qū)地下水主要污染風險處于中、高等級水平。由于該地區(qū)地下環(huán)境水文條件復雜，因此受到生態(tài)環(huán)境及人類實踐活動雙重影響，導致該研究區(qū)地下水脆弱性較低。故該地區(qū)地下水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)對污染源的自凈能力及污染風險抵抗能力較弱。但是，從上述分析中可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)地下水環(huán)境污染風險負荷較小，故該地區(qū)地下水風險管理應著重對土地利用類型進行適當限制，同時要對當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)生產(chǎn)活動進行合理管控。另外，該地區(qū)西南地區(qū)污染風險等級較高，因此其污染風險負荷較大，應當在生態(tài)環(huán)境治理過程中將其作為重點區(qū)域進行污染風險防控。

4 結(jié) 語

綜上所述，地下水水質(zhì)評價是保護水資源及維護地下水環(huán)境生態(tài)平衡的一種重要手段，只有對地下水水質(zhì)狀況進行積極評價，才能在一定程度上了解地下水環(huán)境資源實際狀況。但是，本文通過分析發(fā)現(xiàn)，當前國、內(nèi)外關(guān)于地下水風險評價的相關(guān)研究起步較晚，且大多數(shù)學者都是基于地下水資源的脆弱性進行評價，依然沒有形成一種相對固定的風險評價模式及風險識別方法。故本文在對相關(guān)理論進行綜述基礎上，通過從地下水污染風險概念入手，科學構(gòu)建了基于朝陽市地下水遭受污染的危險性評價體系與朝陽市地下水價值水平評價體系，然后將二者相融合，構(gòu)成了完整、系統(tǒng)的地下水污染風險評價體系，由此為朝陽市地下水污染風險準確識別及科學利用和管理提供了一種決策參考依據(jù)，也為該地區(qū)土地資源管理規(guī)劃及地下水資源保護、管理奠定了重要的理論基礎。

[1]鐘秀，馬騰，劉林，等.地下水飲用水源地污染源風險等級評價方研究[J].安全與環(huán)境工程，2014,21(02):104-108.

[2]王巍巍.錦州市地下水水質(zhì)現(xiàn)狀與變化趨勢研究[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2016(05):59-62.

[3]范宏喜.開啟地下水監(jiān)測新紀元——聚焦國家地下水監(jiān)測工程建設[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2015 (02):161-162.

[4]王愛平,楊建青,楊桂蓮,章樹安.我國地下水監(jiān)測現(xiàn)狀分析與展望[J].水文,2010(06):53-56.

1007-7596(2016)11-0150-03

2016-10-17

張顯龍(1966-)，男，遼寧朝陽人，工程師，從事河道、防汛、抗旱工作。

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