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6浅层地下水水质评价

6.1模糊综合评价法

目前地下水环境质量评价的方法很多，主要有综合指数法、层次分析法、灰色聚类法、模糊综合评价法等。其中模糊综合评价法的应用比较广泛，由于在自然条件下水环境质量存在较大的不确知性，故运用模糊数学的理论来反映水环境质量的不确定性，其在很多湖泊、地下水中得到应用并证实效果较好。本研究通过模糊综合评价法对研究区地下水进行综合水质评价。

模糊综合评价又称模糊综合评判，是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，对具有多种属性的事物，或者说其总体优劣受多种因素影响的事物，作出一个能合理地综合这些属性或因素的总体评判。利用模糊数学进行地下水质量评价的基本思路是：由水质监测数据建立各因子指标对各级水的隶属度集，形成隶属度矩阵，再把各因子的权重集和隶属度矩阵相乘，得到模糊积，获得一个综合评判集，表明水体水质对各级标准水质的隶属程度，反映了综合水质级别的模糊性。

（1）隶属度函数的计算和模糊关系矩阵R的建立

由n个影响水质的因素组成的评价因素集合为：

U={u1 ,u2 ,…, un}

由m个评价等级组成的评价等级集合为：

V={v1 ,v2 ,… ,vm}

根据水质等级，利用水质标准，建立隶属函数，计算隶属度，从而得出模糊关系矩阵R。

一般利用线性隶属函数确定各因素的隶属度。

(1)

(2)

(3)

式中:Ci是第i个评价因子的实际检测值；Vij是第i个评价因子在第j级水平的标准值。

（2）权重的计算

因各污染因素对污染结果贡献不同，故需要对各因素赋予权重，本文使用超标法计算权重。

(4)

式中：Wi为因素ui的权重；ci为第i个因素的实测值；vij为因素ui在第j级水质的评价标准值；Vi0为因素ui的各级评价标准的均值；m为水质评价分级总数。

为进行模糊运算，各单项权重还必须进行归一化处理，即：

(5)

（3）评价结果的确定

模糊矩阵
，权重矩阵
。矩阵算法结果B表示为：

其中，
。

评价结果表示为
，这里最大值bj决定研究区域的水质等级。

（4）污染等级的划分

从地下水环境质量标准中选择与待评价水体相同的污染因子，采用与计算模糊综合评价相同的计算方法，计算地下水环境质量标准中各类水相应的评判分级，根据这些分级以及各类水的污染类型，确定污染等级。

水质评价标准采用《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）。依据中国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护的目标并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最低要求，将地下水质量划分为5类。

I类：主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途。

Ⅱ类：主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各种用途。

Ⅲ类：以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。

Ⅳ类：以农业和工业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。

V类：不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。

本文以临涣地下水为例，考虑该市地下水水质特点和地下水对人体、社会、生态、环境等的影响，合理地评价本区地下水的水质优劣和污染程度，结合本地区地下水水质状况，有针对性地选用氟化物、铁（Fe）、砷（As）、镉（Cd）作为评价指标。

6.2浅层地下水模糊综合评价结果

（1）隶属度计算

选取临涣镇的地下水水质数据，现以G1地下水水质 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 381

0.020

0.522

Ⅴ



G24

0

0.068

0.323

0.126

0.483

Ⅴ



G25

0

0.053

0.257

0.270

0.419

Ⅴ



G26

0.029

0

0.020

0.004

0.947

Ⅴ





根据表6-3，研究区Ⅲ类水浅层地下水水样点有5个，占地下水取样点总数的19%，其余21个水样点均属于Ⅴ类水，共占地下水取样点总数的81%。评价选取的指标中氟化物、砷、镉含量普遍偏高，这也解释了研究区浅层地下水水质几乎都是Ⅴ类水的原因。根据模糊综合评价结果来看，研究区地下水水质总体上处于Ⅴ类水质标准。

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