地下水污染风险评价

发布网友 发布时间：2022-04-22 08:25

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热心网友 时间：2022-06-18 14:30

一、地下水污染风险分析

地下水污染风险是指地下水受到污染的概率，它表示含水层中的地下水由于地表直接的活动造成不能令人接受程度的污染的概率。这种污染是基于地下水用途而制定一系列标准而言的。当污染指标超过该地下水用途所规定的指标时，视其为污染。地下水污染风险评价的目的是确定不同地区地下水受污染的风险大小，以及确定什么样的风险是可以接受的，并将这样的风险降至可接受的最低程度。

地下水污染是由含水层本身的脆弱性与人类活动产生的污染负荷造成的。因此在相关区域内，地下水污染的风险将成为污染荷载和含水层污染的敏感性之间作用的结果。在没有污染荷载存在的情况下，就不会有污染风险的。污染物的荷载可以控制或改变，但是含水层的敏感性是本质的、天然的特性。因此，我们提出从以下三个方面来考虑地下水受污染的风险：

（1）含水层固有脆弱性：它是指在天然状态下含水层对污染所表现的内在固有的敏感属性。

（2）污染源荷载风险：是指各种污染源对地下水产生污染的可能性。

（3）污染危害性：指地下水一旦污染所产生的危害。

二、含水层的固有脆弱性评价

（一）评价指标体系

本系统采用了较成熟的DRASTIC方法来评价含水层的固有脆弱性。DRASTIC方法选取对含水层易污染性影响最大的七项因素作为评价指标。

1.含水层埋深（D）

如果是潜水含水层，由地下水位确定含水层埋深；如果是承压含水层，则取承压含水层顶板为含水层埋深。单位统一为m。

2.净补给量（R）

净补给量主要来源于降雨量，可用降雨量减去地表径流量和蒸散量来估算净补给量，或者用降水入渗系数计算。单位统一为mm。

3.含水层介质类型（A）

根据模型要求，将含水层介质分为以下10类：块状页岩；裂隙轻微发育变质岩或火成岩；裂隙中等发育变质岩或火成岩；风化变质岩或火成岩；裂隙非常发育变质岩或火成岩，冰碛层；块状砂岩、块状灰岩；层状砂岩、灰岩及页岩序列；砂砾岩；玄武岩；岩溶灰岩。

4.土壤介质类型（S）

指土壤层通常为距地表平均厚度2 m或小于2 m的地表风化层。在此，土壤介质分为以下10类：非胀缩和非凝聚性粘土；垃圾；粘土质亚粘土；粉粒质亚粘土；亚粘土；砾质亚粘土；胀缩或凝聚性粘土；泥炭；砂；砾。

5.地形坡度（T）

单位统一为‰。

6.包气带介质类型（J）

是指潜水水位以上或承压含水层顶板以上土壤层以下的非饱和区或非连续饱和区。分为10种类型：承压层；页岩；粉砂或粘土；变质岩或火成岩；灰岩、砂岩；层状灰岩、砂岩、页岩；含较多粉砂和粘土的砂砾；砂砾；玄武岩；岩溶灰岩。

7.含水层渗透系数（C）

影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于含水层中介质颗粒的大小、形状、不均匀系数和水的黏滞性等，通常可通过试验方法或经验估算法来确定k值。单位统一为m/d。

基于DRASTIC的评价模型的7项指标的级别与其对应的标准特征值列于表13—2。

表13—2 评价指标的分级标准特征值

含水层介质、土壤介质类型和渗流区介质类型所对应的级别与特征值可根据实际取得的资料由表13—3、表13—4、表13—5查得。

当某一区域的土壤介质由两种类型的土壤组成时，选择最不利的介质类型确定级别。例如，某一区域的土壤有砂和粘土两种介质存在时，可选择砂作为相应的土壤介质；当有三种介质存在时，可选择中间的介质确定级别，例如，有砂、砾和粘土存在时，可选择砂作为相应的土壤介质。

表13—3 含水层介质类型的级别与特征值

表13—4 土壤介质类型的级别与特征值

表13—5 包气带介质类型的级别与特征值

（二）评价方法

采用PCSM指数法模型（计点系统模型，Point Count System Model——PCSM）结合GIS的空间分析功能进行含水层固有脆弱性评价。PCSM 法的综合指数值是通过各参数评分值和各自赋权的乘积叠加得出的，因此又叫权重－评分法。

首先利用GIS将钻孔资料空间插值后得到区域DRASTIC参数分区图，然后将各参数分区图转为栅格图，并根据表13—2重新分类，最后根据以下公式进行叠加分析，得到DRASTIC评价结果。

DRASTIC值＝D_r·D_w+ R_r·R_w+ A_r·A_w+ S_r·S_w+ T_r·T_w+ I_r·I_w+ C_r·C_w= D_r·5+R_r·4+ A_r·3+ S_r·2+ T_r·1+ J_r·5+ C_r·3

三、污染源荷载风险评价

（一）污染源荷载风险的评价指标体系

污染源荷载风险等级的计算综合考虑污染的可能性（L）与污染的严重性两个方面，风险计算式：

R=L+S

其中 L=L₁+L₂;S=Q+A+T

式中：L₁为污染源释放污染物的可能性；L₂为污染物到达地下水的可能性；Q为污染源释放的污染物的量；A 为污染物运移过程中的衰减；T为污染物毒性。

根据实际情况确定污染源荷载分险的评价指标：污染源种类K（包括毒性）、污染物产生量Q（排放量、污染源尺寸等）、污染物释放可能性L（有无防护措施）、距离D。其中污染源种类K 的取值范围为1～9，见表13—6。污染物数量Q按大、中、小依次取值为1、2、3；污染物释放可能性L分为0、0.5、1；对于距离D，按照污染源周围500 m以内、500～100 m 之间、1000 m以外分别取值2、1、0。

表13—6 污染源种类K的分级标准

续表

（二）评价方法

首先考虑单污染源荷载风险：应用GIS的缓冲区分析，圈定污染源周围的缓冲带，并设置为距离D的取值，单个污染源荷载风险P=K·Q·L·D。表13—7为污染源荷载风险评价分类标准。然后，应用GIS的叠加分析综合考虑研究区内所有污染源的荷载风险，合成结果是风险的相对值。假设各污染源之间不存在拮抗作用和协同作用为前提，用风险值最高的污染源的风险作为叠加结果。

表13—7 污染源荷载风险评价结果重新分类标准

四、地下水污染风险评价

地下水污染风险评价是在含水层固有脆弱性评价、污染源荷载风险、污染危害性评价的基础上进行的。将含水层固有脆弱性评价结果按表13—8重新分类。污染危害性评价以地下水使用目的为分级指标，见表13—9。最后，按表13—10得到地下水污染风险评价结果R，其中“0”表示低污染风险，“1”表示中等污染风险，“2”表示高污染风险。

表13—8 含水层固有脆弱性评价结果重新分类标准

表13—9 污染危害性评价标准

表13—10 地下水污染风险评价