朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張顯龍

(朝陽(yáng)縣河道管理所，遼寧 朝陽(yáng) 122000)

朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張顯龍

(朝陽(yáng)縣河道管理所，遼寧 朝陽(yáng) 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(duì)于朝陽(yáng)市而言，地下水資源不僅是區(qū)域發(fā)展的基礎(chǔ)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(jì)結(jié)果顯示，當(dāng)前我國(guó)97%的城市地下水資源受到了嚴(yán)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(dòng)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(yán)重污染，很難得到恢復(fù)，故地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與區(qū)域劃分是區(qū)域地下水資源保護(hù)的重要決策依據(jù)。文章從地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)概念入手，通過(guò)綜合考慮地下水固有的脆弱性以及外界脅迫性和預(yù)期損害性，構(gòu)建了地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以此對(duì)朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別評(píng)價(jià)。

朝陽(yáng)市；地下水；污染；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)指標(biāo)；評(píng)價(jià)體系

地下水污染風(fēng)險(xiǎn)是指含水層中的地下水，由于人類生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)而遭受污染且污染達(dá)到不可接受水平的可能性。地下水污染風(fēng)險(xiǎn)這一概念最早起源于20世紀(jì)60年代的法國(guó)，這一時(shí)期相關(guān)學(xué)者已提出了地下水脆弱性評(píng)價(jià)的概念[1]。但是，這一時(shí)期的地下水脆弱性評(píng)價(jià)只是基于氣象以及土壤和水文等相關(guān)因素進(jìn)行分析，且這種評(píng)價(jià)方法不能準(zhǔn)確分析污染程度以及污染源和區(qū)域地質(zhì)之間的復(fù)雜關(guān)系。但是，在地下水水資源管理中，對(duì)地下水污染進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)價(jià)尤為重要，不僅可以全面了解地下水污染與人類社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)之間的關(guān)系，更能及時(shí)圈定地下重點(diǎn)污染區(qū)域，以此通過(guò)對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)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(xué)的參考依據(jù)[2]。

1 朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)背景

早在20世紀(jì)80—90年代，相關(guān)學(xué)者就針對(duì)地下水污染問(wèn)題展開(kāi)了深入研究，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)以及污染負(fù)荷及地下水水質(zhì)脆弱性之間存在一定的復(fù)雜關(guān)系[3]。通常而言，地下水環(huán)境脆弱性較高，則負(fù)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(fù)荷較高的地區(qū)，水質(zhì)污染程度較為嚴(yán)重。因此，從這一研究階段起，人類社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)與地下水污染之間的關(guān)系正式被納入地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系中，地下水固有脆弱性評(píng)價(jià)逐漸發(fā)展為特殊脆弱性評(píng)價(jià)，也就是早期學(xué)者所研究的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

但是，這一時(shí)期的地下水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)只是對(duì)人類活動(dòng)與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單疊加化處理和研究，不能準(zhǔn)確對(duì)地下水污染指標(biāo)及地下水脆弱性進(jìn)行全面系統(tǒng)評(píng)價(jià)[4]。故本文通過(guò)構(gòu)建相關(guān)的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，針對(duì)朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

本文在構(gòu)建相關(guān)指標(biāo)體系時(shí)，主要堅(jiān)持全面性與獨(dú)立性相結(jié)合的原則及可操作性原則進(jìn)行評(píng)價(jià)。在選取相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，結(jié)合朝陽(yáng)市地下水實(shí)際情況，選擇具有綜合性以及關(guān)鍵性的指標(biāo)。在對(duì)該研究區(qū)的地下水水質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)時(shí)，可用地下水固有脆弱性以及外界脅迫脆弱性來(lái)表征地下水系統(tǒng)的污染性。同時(shí)，人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染負(fù)荷，通過(guò)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(guò)固有脆弱性反映。在此過(guò)程中，地下水價(jià)值水平用來(lái)表征污染受體地下水資源的預(yù)期損害性?；诖?，本文將朝陽(yáng)市地下水價(jià)值水平與地下水遭受污染的危險(xiǎn)性結(jié)合起來(lái)，然后對(duì)該研究區(qū)地下水污染情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，如圖1所示為朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

圖1 朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系

3 朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

3.1 朝陽(yáng)市地下水遭受污染的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

本文在對(duì)朝陽(yáng)市地下水污染情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)時(shí)，主要針對(duì)朝陽(yáng)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(yáng)市地下水總體價(jià)值水平三個(gè)不同指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

首先，含水層固有脆弱性主要是指在朝陽(yáng)市天然生態(tài)環(huán)境下，地下含水層受到強(qiáng)烈污染時(shí)，地下結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出來(lái)的內(nèi)部敏感性以及天然脆弱性。在此分析過(guò)程中，本文不考慮朝陽(yáng)市人類社會(huì)生產(chǎn)與生活等實(shí)踐活動(dòng)的影響，只考慮朝陽(yáng)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(píng)價(jià)過(guò)程中，由于地下水污染風(fēng)險(xiǎn)因素有多種，故本文為了針對(duì)性研究，只選取了凈補(bǔ)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(biāo)進(jìn)行分析。

由于外界脅迫脆弱性主要反映的是朝陽(yáng)市地下水遭受人類影響過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的危害。因此，本文在對(duì)朝陽(yáng)市地下水環(huán)境外界脅迫脆弱性進(jìn)行研究時(shí)，主要將外界脅迫脆弱性分為兩類：一類是朝陽(yáng)市人類實(shí)踐活動(dòng)對(duì)當(dāng)?shù)氐叵滤h(huán)境造成的污染源荷載風(fēng)險(xiǎn)；另外一類是人類通過(guò)開(kāi)采活動(dòng)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(diǎn)選取了污染源荷載風(fēng)險(xiǎn)及朝陽(yáng)市地下水流動(dòng)情況這兩大因素，對(duì)該研究區(qū)地下水實(shí)際污染狀況進(jìn)行分析。其中，污染源荷載風(fēng)險(xiǎn)主要是指不同污染源在朝陽(yáng)市地下水系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中形成污染的可能性，這一指標(biāo)因素主要與污染源的實(shí)際類型及規(guī)模和分布位置、污染物的具體遷移變化過(guò)程有關(guān)。因此，從污染源本身的實(shí)際污染特性來(lái)看，朝陽(yáng)市地下水主要污染等級(jí)高低與污染嚴(yán)重性、污染可能性兩大指標(biāo)有關(guān)。其中，污染嚴(yán)重性主要是指朝陽(yáng)市地下水環(huán)境在人類社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中遭受污染的具體程度，而污染可能性主要是指朝陽(yáng)市地下水生態(tài)系統(tǒng)在人類生活過(guò)程中被污染的概率。因此，這兩大指標(biāo)與當(dāng)?shù)匚廴疚锏念愋图拔廴疚锏膶?shí)際排放方式有關(guān)。按照上述指標(biāo)分析思路，本文在對(duì)朝陽(yáng)市地下水污染情況等級(jí)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主要考慮單個(gè)污染因素的實(shí)際污染風(fēng)險(xiǎn)，并采用如下計(jì)算公式，對(duì)朝陽(yáng)市地下水主要污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算：

P=KQL

(1)

式中：在上述地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(shí)際排放方式。

故結(jié)合上述公式，可對(duì)朝陽(yáng)市地下水污染源風(fēng)險(xiǎn)荷載進(jìn)行疊加計(jì)算分析。

在對(duì)該研究區(qū)內(nèi)的地下水流動(dòng)情況進(jìn)行分析時(shí)，本文考慮到當(dāng)?shù)厝祟惿鐣?huì)實(shí)踐活動(dòng)對(duì)地下水天然流場(chǎng)產(chǎn)生了重要影響。因此，地下含水層中的污染物擴(kuò)散速度及運(yùn)移變化過(guò)程等，都會(huì)受人類社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)影響。一般而言，地下水污染源的水力梯度越大，污染源的實(shí)際擴(kuò)散和稀釋速度也就越快，此時(shí)朝陽(yáng)市地下水實(shí)際污染風(fēng)險(xiǎn)就越低。

3.2 朝陽(yáng)市地下水價(jià)值水平評(píng)價(jià)

與地下水污染風(fēng)險(xiǎn)不同，地下水污染價(jià)值水平這一指標(biāo)主要反映了朝陽(yáng)市地下水資源預(yù)期損害程度。這一指標(biāo)一般通過(guò)地下水生態(tài)健康服務(wù)功能價(jià)值及社會(huì)經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能價(jià)值等體現(xiàn)，同時(shí)還可通過(guò)地下水具體水質(zhì)情況及水量和水源保護(hù)要求等幾大主要指標(biāo)，科學(xué)反映朝陽(yáng)市地下水總體開(kāi)發(fā)和利用價(jià)值水平的高低。另外，地下水實(shí)際供水能力則從量的角度，準(zhǔn)確反映了朝陽(yáng)市地下水水資源的經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能及社會(huì)服務(wù)功能和生態(tài)服務(wù)功能等。而地下水質(zhì)現(xiàn)狀則在某種程度上準(zhǔn)確反映了朝陽(yáng)市地下水水源保護(hù)過(guò)程中，人類社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)對(duì)水資源的具體影響程度；地下水水源保護(hù)要求則從供水與蓄水的角度，綜合反映了朝陽(yáng)市不同區(qū)域地下水總體利用價(jià)值差異等。

故通過(guò)對(duì)上述兩大主要指標(biāo)進(jìn)行分析后，本文結(jié)合災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，將朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)定義為預(yù)期損害性與污染概率之間的乘積，而朝陽(yáng)市地下水實(shí)際污染概率主要通過(guò)地下水遭受污染的危險(xiǎn)性進(jìn)行科學(xué)表征，而預(yù)期損害程度可通過(guò)朝陽(yáng)市地下水總體價(jià)值水平進(jìn)行表征。故按照這一分析思路，本文認(rèn)為朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)計(jì)算，可通過(guò)該研究區(qū)地下水系統(tǒng)遭受的污染危險(xiǎn)程度及與地下水總體價(jià)值水平之間的乘積進(jìn)行表示，具體計(jì)算分析公式如下：

R=A×B

(2)

式中：在上述計(jì)算公式中，朝陽(yáng)市地下水遭受的污染危險(xiǎn)性A可通過(guò)迭置指數(shù)法進(jìn)行分析計(jì)算，即朝陽(yáng)市地下水各采樣指標(biāo)實(shí)際分值與各自權(quán)重之間的乘積進(jìn)行迭加而得到綜合指數(shù)值，而各指標(biāo)的實(shí)際權(quán)重可利用層次分析法進(jìn)行計(jì)算分析。在上述評(píng)價(jià)體系的層析隸屬關(guān)系中，通過(guò)結(jié)合以往評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各個(gè)水樣指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較分析，以此構(gòu)建地下水污染風(fēng)險(xiǎn)判斷矩陣，從而結(jié)合矩陣對(duì)朝陽(yáng)市地下水污染各個(gè)指標(biāo)要素(A1-1,A1-1,…,A2-2)及對(duì)目標(biāo)層A中的相關(guān)指數(shù)權(quán)重進(jìn)行合成計(jì)算。與此同時(shí)，該研究區(qū)地下水總體價(jià)值水平同樣也可利用迭置指數(shù)法進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，最終通過(guò)對(duì)各個(gè)不同指標(biāo)進(jìn)行比較，以此確定朝陽(yáng)市地下水污染實(shí)際情況。在此分析過(guò)程中，本文為了能夠更加直觀展示朝陽(yáng)市地下水實(shí)際污染風(fēng)險(xiǎn)分布情況，充分利用GIS技術(shù)的強(qiáng)大制圖和空間分析及屬性庫(kù)管理、圖像分析等不同功能，對(duì)朝陽(yáng)市地下水環(huán)境污染分布情況進(jìn)行描述，以此保證了朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果客觀、真實(shí)，具體如圖2所示：

圖2 朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)總體分布情況

從上述朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)處于中、高等級(jí)水平。由于該地區(qū)地下環(huán)境水文條件復(fù)雜，因此受到生態(tài)環(huán)境及人類實(shí)踐活動(dòng)雙重影響，導(dǎo)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(duì)污染源的自凈能力及污染風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)負(fù)荷較小，故該地區(qū)地下水風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)著重對(duì)土地利用類型進(jìn)行適當(dāng)限制，同時(shí)要對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行合理管控。另外，該地區(qū)西南地區(qū)污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高，因此其污染風(fēng)險(xiǎn)負(fù)荷較大，應(yīng)當(dāng)在生態(tài)環(huán)境治理過(guò)程中將其作為重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行污染風(fēng)險(xiǎn)防控。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)是保護(hù)水資源及維護(hù)地下水環(huán)境生態(tài)平衡的一種重要手段，只有對(duì)地下水水質(zhì)狀況進(jìn)行積極評(píng)價(jià)，才能在一定程度上了解地下水環(huán)境資源實(shí)際狀況。但是，本文通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前國(guó)、內(nèi)外關(guān)于地下水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的相關(guān)研究起步較晚，且大多數(shù)學(xué)者都是基于地下水資源的脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)，依然沒(méi)有形成一種相對(duì)固定的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式及風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法。故本文在對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行綜述基礎(chǔ)上，通過(guò)從地下水污染風(fēng)險(xiǎn)概念入手，科學(xué)構(gòu)建了基于朝陽(yáng)市地下水遭受污染的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)體系與朝陽(yáng)市地下水價(jià)值水平評(píng)價(jià)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，由此為朝陽(yáng)市地下水污染風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)確識(shí)別及科學(xué)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(hù)、管理奠定了重要的理論基礎(chǔ)。

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1007-7596(2016)11-0150-03

2016-10-17

張顯龍(1966-)，男，遼寧朝陽(yáng)人，工程師，從事河道、防汛、抗旱工作。

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