一种区域地下水污染风险评价方法技术

本发明专利技术涉及境科学、环境风险和环境管理领域，尤其涉及一种利用多指标及空间可视化技术，综合评价地下水污染的风险的评价方法。综合区域地下水脆弱性、地下水价值、污染源特性、人群健康风险评价，利用GIS平台构图表征，对区域地下水污染风险进行可视化评价，提高了评估精度，便于直观感受评价结果。其步骤包括：（1）选择区域地下水污染的主要因素：地下水脆弱性、污染源分析、地下水价值评估、健康风险等；建立多指标区域地下水污染风险评价指标体系并采用对应的方法对区域污染，尤其是区域特征污染物的风险进行评价；（2）基于GIS制图技术对区域地下水污染风险指标进行叠加运算，得出风险图，实现区域地下水污染风险的可视化评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境科学、环境风险和环境管理领域，尤其涉及一种利用多指标及空间可视化技术，综合评价地下水污染的风险的评价方法。
技术介绍
地下水是水循环的重要组成部分，是我国城市供水的重要水源，也是重要的饮用水源之一。随着地下水资源的日益开发，其污染日益严峻.如遭到农业面源和城市雨污水迳流的污染；城市化和工业化产生的污水和固体垃圾的直接排放污染；采矿和废气矿坑污染；超量开采地下水引发的咸水入侵和自然有害物质的溶解导致地下水水质恶化等。由于地下水交替程度较弱，自净能力较低，对其污染风险评价就显得尤为重要 。通常在考虑评价区域地下水风险时，多采用过程分析法确定影响因素，认为地下水的易污性、污染源为污染风险的主要决定要素。目前，国内外主要采用了 DRASTIC评价法研究地下水易污性，并结合污染源风险进行地下水污染风险模糊评价.但该方法因其指标固定，未考虑具体评价区域特殊性(区域特征污染物、评价区特殊的水文地质条件、人口密集情况等)，因此会影响评价结果的准确性和精准度.地下水污染风险评价包含各种复杂的问题，不仅与评价区自然水文地质条件有关，而且与区域特征污染物及其对人群的健康影响等诸多因素有关。在环境风险评价中，从评价范围划归等级，区域地下水污染风险评价属于系统风险评价，其边界要素是空间范围、时间长度、风险种类(污染源、特征污染物)、地下水综合价值、人群健康风险。综合地下水脆弱性性、地下水价值评估、区域污染源特性及区域特征污染物健康风险评价等研究方法，构建针对区域特征污染的地下水污染风险评价指标体系。建立多因素耦合的地下水污染风险评价方法，本专利技术不考虑污染物在包气带中的水平扩散，其核心是通过分析地下水污染过程及其对人群的健康风险，提取主要的影响因素(易污性、污染源分析、价值评估、健康风险)，采用对应的方法对区域污染，尤其是区域特征污染物的风险进行评价。利用GIS平台进行构图表征，通过建立各因素的空间图层，进行图层叠加，表征区域地下水污染风险。建立了就某种或某几种污染物的多指标耦合评价方法，对不同地区不同自然条件、不同污染类型的区域地下水风险的识别和防控具有重要的理论和现实意义。
技术实现思路
本专利技术针对区域地下水污染风险评价中涉及的诸多影响因素及空间分析现状，提供一种基于建立地下水污染多评价指标体系及空间可视化技术的区域地下水污染风险评价的方法。该方法包括如下2个步骤(I)选择区域地下水污染的主要因素，其中包括地下水脆弱性、污染源分析、地下水价值评估、健康风险等；建立多指标区域地下水污染风险评价指标体系并采用对应的方法对区域污染，尤其是区域特征污染物的风险进行评价；(2)基于GIS技术将区域地下水脆弱性评价、污染源分析、地下水价值评估、健康风险评估进行直接叠加或者加权叠加运算，得出区域地下水污染风险评价图，实现对经济和生态环境复合系统下地下水污染风险的评价。本专利技术的特征在于综合考虑地下水的多影响因素构建污染风险的评价指标体系，在每一个子评价指标中按照区域地下水特点进行优化，并且对于评价结果进行可视化表征。子评价指标一区域地下水易污性评价地下水易污性是指地下水在自然状态下容易遭受外界污染的程度。本专利技术采用DRASTIC指标法评价，其中，D :地下水埋深；R :净补给量；A :含水层介质；S :土壤介质；T 地形；1 :非饱和带的影响；C :含水层渗透系数的计算如公式(I)DRASTI CIndex=DrDw+RrRw+ArAw+SrSw+TrTw+IrIw+CrCw(I)式中，Dr、Rr、Ar、Sr、Tr、Ir>Cr 分别为各因子的分级值；Dw、Rw、Aw、Sw、Tw、Iw、Cw分别为各因子的权重值.但传统DRASTIC评价法中的指标因素是固定不变的，在不同地区地下水易污性的影响因素之间的相对重要程度有差异，评价指标体系也应有所不同，影响地下水易污性的实际水文地质因素复杂，各评价区重点监控的特征污染物不同，对生态环境的风险也有差异.在具体评价时应根据实况，选取合适的区域评价指标，建立区域评价指标体系，结合模糊商榷理论，根据公式(2) - (8)确定指标权重，进行区域地下水易污性评价。含水层易污性是一个相对模糊的概念，因此用考虑指标连续变化计算得到的样本指标的相对隶属度ru取代DRASTIC模型中的指标定额.将各个参数评分划分出10个级别的指标标准特征值进行识别，则有7X10阶指标标准特征值矩阵Y = yih(2)式中yih为级另Ij h指标i的标准特征值,1 = 1,2, ...，7;h=l, 2，...，10.设有η个待评价的样本，每个样本有m个评价指标，则根据实测数据构造评价指标特征值矩阵X = Xij(3)利用各指标对极难污染的相对隶属度公式Oh离<_r撕 ' -mmmm S—- S.I,義>Γ,” J ⑷将矩阵X转化为指标相对隶属度矩阵R =R^ij基于相对隶属度，计算第i个评价指标下第j个待评价样本的评价指标特征值比重BPij = B,(5) I .. -I和第i个评价指标的熵为权利要求1.包括如下2个步骤 (1)选择区域地下水污染的主要因素，其中包括地下水脆弱性、污染源分析、地下水价值评估、健康风险；建立多指标区域地下水污染风险评价指标体系并对区域污染的风险进行评价； (2)基于GIS技术将区域地下水脆弱性评价、污染源分析、地下水价值评估、健康风险评估进行直接叠加或者加权叠加运算，得出区域地下水污染风险评价图，实现对经济和生态环境复合系统下地下水污染风险的评价。2.如权利要求I所述的区域地下水污染风险评价方法，其特征是区域地下水脆弱性评价的方法是基于DRASTIC模型，建立新的DPASLIC指标体系，适合于人口密度较大的平原地区；采用根据实际指标体系所建立的指标相对隶属度代替原来的指标定额，结合模糊熵权法确定指标权重进行加权评价区域地下水脆弱性。3.如权利要求I所述的区域地下水污染风险评价方法，其特征是区域地下水价值评估的方法是选取区域人均地下水资源量、人均可替代资源量、人均GDP及地下水用途四个指标，确定其在地下水价值评价中的等级标准值，利用模糊熵权法确定指标权重并与指标相对隶属度进行加权得到地下水价值综合值，进行地下水价值评价。4.如权利要求I所述的区域地下水污染风险评价方法，其特征是区域污染源特性评价中通过解析地表污染源构成，从污染源和污染物出发，确定污染源特性指标污染源类型、位置、规模，污染物的量、存在形式、衰减特征、迁移特征和毒性，并根据区域特性选择合适指标体系，结合模糊数学方法，以定量的方式进行污染源特性评价。5.如权利要求I所述的区域地下水污染风险评价方法，其特征是区域地下水健康风险评价方法是基于健康风险评价四步法危害识别、计量-反应评估、暴露评价、风险表征，运用模糊数学原理中的区间数原理，将风险值进行模糊分级，得到区域健康风险水平。6.如权利要求I所述的区域地下水污染风险评价方法，其特征是区域地下水污染风险可视化表征方法是基于GIS平台，将权利要求2、3、4、5所述的评价结果进行相应图层赋值，分级并叠加成区域地下水污染风险图，完成可视化表征。全文摘要本专利技术涉及境科学、环境风险和环境管理领域，尤其涉及一种利用多指标及空间可视化技术，综合评价地下水污染的风险的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域地下水污染风险评价方法包括如下2个步骤：（1）选择区域地下水污染的主要因素，其中包括：地下水脆弱性、污染源分析、地下水价值评估、健康风险；建立多指标区域地下水污染风险评价指标体系并对区域污染的风险进行评价；（2）基于GIS技术将区域地下水脆弱性评价、污染源分析、地下水价值评估、健康风险评估进行直接叠加或者加权叠加运算，得出区域地下水污染风险评价图，实现对经济和生态环境复合系统下地下水污染风险的评价。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彦，王宗庆，李定龙，陆晓松，刘亮，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：