目前氚峰面多数已经不存天然氚剖面 放射性氚是一个10--50 0.1--1 m2 2-50 在,而且已经衰变到难于测时间标记,它随水定水平。在包气带剖面获得分子运动. 的也是非常局部的数据。 多层含水层不适用,对给水方法简单,长时间度很敏感。除了很好地评价序列使误差稳定。 0.1-1000 1-1000 m2 0.1-20 累积降水偏差 储水系数外,需要长时间序列资料,方法仅适用于封闭的泉流域,必须已知所有的抽取水量。 考虑的盆地或部分含水层通尤其是考虑水位常不是封闭的,根本不知道变化的整个周期5--550 45--10000 m2 0.1-5 水位震荡 流入和流出,特别是对于承时,这是一个简单压含水层,通常也不知道储易懂的方法 水系数。 长期大气沉降通常难获得,该方法成本低,可有几种情况该方法不适用。以应用包气带氯0.1-500 2×10-6>10-2 5->10000 氯质量平衡 极特殊的情况是土壤中氯有剖面,也可以应用其它来源,未考虑径流和植饱和带顶。 含水层 被吸盐也可能歪曲结果。 模型需要校核,利用水头数这类模型可以利地下水模拟 据校核通常不唯一。不能同用许多类型的信时评价导水系数和补给。消息,它代表了整体耗时间,对边界条件敏感 的观点。 0.1-1000 1-100 1-100 必须知道流域面积,该方法这是另一种集中泉排泄 仅适用于泉或者常年性河流,承压含水层不适用。 需要根据概念模型校正 参数方法,可以利用水头观测资料。 既可以应用于包气带也可以应用于饱和带,由于含地下水测年 水层中压力传输比溶质传输快,所有的示踪剂方法可以展示时间上的平均特征。 314C: 2×10-6>10-2 C-14:200-200000 31-100 H、CFC: 30-1000 H、CFC: 2-40 (3)地下水更新性评价
根据滞留时间或更新速率来定性评价含水层更新性,其分级标准见表13。
表13 地下水更新性评价分级标准一览表
滞留时间(年) < 50 50——1000 1000—10000
38
更新速率(%) >2 2—0.1 0.1—0.01 评价级别 较强 一般 较差 > 10000 <0.01 差 8.2.2 含水层防污性能评价
8.2.2.1 基于层次分析的DRUA评价方法
(1)影响含水层防污性能的4个评价参数是含水层埋深D、净补给量R、包气带介质类型U、含水层组介质类型A;
(2)应用层次分析法将各评价参数排序,由方根法确定其权重,然后运用GIS空间分析功能对地下水本质防污性能进行评价。 8.2.2.2 含水层防污性评价步骤 8.2.2.2.1 DRUA评价参数的选择
(1)地下水埋深D
本方法只评价潜水的防污性能,单位统一为m。它能反映污染物到达地下水的途径,这是对含水层防污性能影响最大的因子。其级别见详表14。
(2)净补给量R 净补给量等于降雨入渗补给量和灌溉入渗补给量之和,降雨入渗补给量等于降雨量乘以降雨入渗系数。单位统一为mm/a。
表14 地下水埋深和净补给量级别一览表
参数
1
地下水埋深/m 净补给量mm/a
30.5 0
2 26.7 51
3 22.9 71.4
4 15.2 91.8
5 12.1 117.2
级 别
6 9.1 147.6
7 6.8 178
8 4.6 216
9 1.5 235
10 0 254
(3)含水层组介质类型U,见表15。
表15 含水层组介质类型级别一览表
类型
①块状页岩、粘土(①≥60%)
②裂隙发育非常轻微变质岩或火成岩、亚粘土(①+②≥60%) ③裂隙中等发育变质岩或火成岩、亚砂土(①+②+③≥60%)
④风化变质岩或火成岩、粉砂(①+②+③+④≥60%)
⑤裂隙非常发育变质岩或火成岩,冰碛层、粉细砂(①+②+③+④+⑤≥60%) ⑥块状砂岩、块状灰岩、细砂(⑩+⑨+⑧+⑦+⑥≥60%) ⑦层状砂岩、灰岩及页岩序列、中砂(⑩+⑨+⑧+⑦≥60%) ⑧砂砾岩、粗砂(⑩+⑨+⑧≥60%) ⑨玄武岩、砂砾石(⑩+⑨≥60%) ⑩岩溶灰岩、卵砾石(⑩≥60%)
级别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(4)包气带介质类型A,见表16。
表16 包气带介质类型特征值一览表
类型
①粘土(①≥60%) ②亚粘土(①+②≥60%) ③亚砂土(①+②+③≥60%) ④粉砂(①+②+③+④≥60%) ⑤粉细砂(①+②+③+④+⑤≥60%) ⑥细砂(⑩+⑨+⑧+⑦+⑥≥60%) ⑦中砂(⑩+⑨+⑧+⑦≥60%)
级别 1 2 3 4 5 6 7
39
⑧粗砂(⑩+⑨+⑧≥60%) ⑨砂砾石(⑩+⑨≥60%) ⑩卵砾石(⑩≥60%)
8 9 10
8.2.2.2.2 确定各参数的权重
(1)构建判断矩阵
含水层防污性能评价标准有4个评价参数,将成对参数进行分析比较,构建出两两因素的比较判断矩阵。判断矩阵中各元素表示评价因素Pi 对Pj为相对重要性标度。
(2)确定各参数权重
通过判断矩阵计算出最大特征值所对应的特征向① 计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi = (i,j ② 计算4次方根
Wi?44p12p13p14??p11??p21p22p23p24?Pij???p31p32p33p34???pppp424344??41量,特征向量即为各参数的权重。
?j?1pij= 1,2,?,4)
Mi
③ 求参数的权重:对向量W=[W1,W2,?,W4]T进行规一化处理
Wi=
T
4Wi?Wj?1j得到W=(w1,w2,…,w4)为所求特征向量,即各参数的权重。
④ 检验权重:为检验判断矩阵求出的特征向量(权重)是否合理,需要对判断矩阵进行一致性检验。矩阵的随机一致性比例CR检验公式为:
其中:CI为判断矩阵一致性指标:CI=(λmax-m)/(m-1),
CR?CI/RI?max为最大特征根;m为判断矩阵阶数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,对于低阶
判断矩阵,RI取值列于表17。对于高于12阶的判断矩阵,需要进一步查资料或采用近似方法; (PW)i为向量PW的第i个元素。
?max?1mm?i?1(PW)iWi表17 平均随机一致性指标一览表 阶数 RI 1 0 2 0 3 0.58 4 0.90 5 1.12 ?p11?p21PW??????pm1p12p22?pm2????p1m??W1????p2mW2???????????pmm??Wm?6 1.24 7 1.32 8 1.41 9 1.45 当阶数≤2时,矩阵总有完全一致性;当阶数大于2时如果CR<0.1,即认为判断矩阵具有满意的一致性,说明权数分配是合理的;否则,就需要调整判断矩阵,直到取得满意的一致性为止。
表18 级别与防污性能结论的对应关系一览表 级别 1 防污防污性能描述 性能极高(极2 防污高低 (很难污染) 3 防污性能较高(较难污染) 4 防污性能略高(略5 防污性能稍高(稍6 防污性能稍低(稍易污染) 7 防污性能略低(略易污染) 8 防污性能较低(较易污染) 9 防污性能很低高(很易污染) 10 防污性能极低(极易污染) 40
难污染) 难污染) 难污染) 8.2.2.2.3 应用GIS软件进行防污性能评价
分别建立各个因子在各个评价单元上的评分,得到研究区各个因子的评分图,再应用GIS软件的地理分析系统对四个参数对应的评分图按各个因子的相对权重值进行图层间的叠加分析,得到各单元的含水层防污性能分区图。各因子的级别与脆弱性结论的对应关系见表18 所示。
8.2 .3 地下水调蓄功能评价
8.2.3.1充分考虑地下调蓄库容、受水能力、给水能力和地表汇水调蓄条件,进行综合评价。 8.2.3.2 地下调蓄空间规模(Vg)分级(表19)。
表19地下调蓄空间规模分级表 大型调蓄库容 Vg≥10×108m 三类(表20)。
表20 地下水库受水能力分类表 3中型调蓄库容 Vg介于5×108~108m 3小型调蓄库容 Vg<5×108m 38.2.3.3根据降水入渗系数(α)和含水层渗透系数(Kr),将地下水库受水能力划分为A、B、C
A类 降水入渗系数α≥0.50,含水层渗透系数Kr≥100m/d,属于粗砂、砾石级及其以上值,受水能力强。若α≥0.50,而Kr<100m/d时,则记为A12类;若α<0.50,而Kr≥100m/d时,记为A21类。 B类 降水入渗系数0.50>α≥0.30,含水层渗透系数100>Kr≥10m/d,属于细砂—粗砂级之间值,受水能力中等。若C类 降水入渗系数α<0.30,含水层渗透系数Kr<10m/d,属于α>0.30,而Kr<10m/d时,记为B12类;细砂级以下值,受水若α<0.30,而Kr>10m/d时,记为B21类。 能力相对较弱。 8.2.3.4 根据給水度(μZ),将地下水库给水能力划分为I、II、III三个级别
I级: 综合给水度μZ≥0.10,为粗砂级值,给水能力强;
II级:综合给水度0.10>μZ≥0.06,介于细砂~粗砂级之间,给水能力中等; III级:综合给水度0.10>μZ<0.06,为细砂级以下值,给水能力相对较弱。 8.2.3.5 地表汇水与调蓄条件(Es)可划分为A、B、C三类型(表21)。
表21 地表汇水与调蓄条分类表 A型 上游区有大型水库或两个以上中型水库可参与调蓄,并有较大河流穿越地下调蓄区,地表水源汇流条件好。 B型 上游区有中型水库可参与调蓄,并有河流穿越地下调蓄区,地表水源汇流条件中等。 C型 上游区无中型以上水库可参与调蓄,无河流穿越地下调蓄区,地表水源汇流条件差。 8.2.3.6 把设定为不同等级的地下调蓄库容、受水能力、给水能力和地表汇水调蓄条件进行排列组合,将地下水调蓄功能评价为四类、九级、63型,并赋予百分制评分指标参考值(表22)。
表22 地下调蓄评价类型与指标一览表
类别 可充分调蓄类
级别 评分指标 100 98.4 类型 序号 1 2 编码 AIa大型 AIb大型 Vg 大 大 41
指标 a/Kr A A μz I I Es a b 储水、入渗和给水指标为大型、A和I级 必要条件 优级 96.8 95.3 93.7 92.1 90.5 良级 88.9 87.3 85.7 84.1 82.5 81.0 79.4 一般 77.8 76.2 74.6 73.0 71.4 69.8 优级 68.3 66.7 65.1 63.5 61.9 60.3 87.7 可调蓄类 57.1 良级 55.6 54.0 52.4 50.8 49.2 47.6 46.0 一般 44.4 42.9 41.3 39.7 38.1 36.5 有调蓄潜力类 优级 34.9 33.3 31.7 30.2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 AIc大型 AIIa大型 AIIb大型 AIIc大型 BIa大型 BIb大型 BIc大型 BIIa大型 BIIb大型 BIIc大型 BIIIa大型 BIIIb大型 BIIIc大型 CIIa大型 CIIb大型 CIIc大型 CIIIa大型 CIIIb大型 CIIIc大型 AIa中型 AIb中型 AIc中型 AIIa中型 AIIb中型 AIIc中型 BIa中型 BIb中型 BIc中型 BIIa中型 BIIb中型 BIIc中型 BIIIa中型 BIIIb中型 BIIIc中型 CIIa中型 CIIb中型 CIIc中型 CIIIa中型 CIIIb中型 CIIIc中型 AIa小型 AIb小型 AIc小型 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 小 小 小 42
A A A A B B B B B B B B B C C C C C C A A A A A A B B B B B B B B B C C C C C C A A A I II II II I I I II II II III III III II II II III III III I I I II II II I I I II II II III III III II II II III III III I I I c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c 储水指标为小型,入渗和给水指标为A和I级;或储水指标淡大型,但是入渗与给水指标必须为C和III级 储水指标为中型,入渗和给水指标为C级和III级及其以上指标,但是,B和II级指标只能具备其一 储水指标为中型,入渗和给水指标为B级和II级及其以上指标,但是,A和I级指标只能具备其一 储水指标为中型,入渗和给水指标为A和I级;或储水指标淡大型,但是入渗与给水指标必须为C和III级 储水指标为大型,入渗和给水指标为C级和III级及其以上指标,但是,B和II级指标只能具备其一 储水指标为大型,入渗和给水指标为B级和II级及其以上指标,但是,A和I级指标只能具备其一