基于PCA-APCS-MLR模型的滇池流域地下水质量影响因素定量识别

近年来,随着人类活动的加剧,滇池流域地下水质量不断恶化.本研究在评价流域地下水质量及主要影响指标的基础上,利用主成分分析法(PCA)归纳主要影响水质的驱动因子,并结合绝对主成分得分-多元线性回归受体模型(APCS-MLR模型)进一步量化了人为和天然因素对流域内地下水质量的影响程度.结果表明:①滇池流域约78%的地下水超过GB/T 14848-2017《地下水质量标准》Ⅲ类水标准,其中主要超标指标为铝(Al)、锰(Mn)和总铁(TFe).②通过主成分分析(PCA)提取了5类影响水质的主成分因子,分别为水岩相互作用因子(24.27%)、生活污水漏排因子(17.09%)、农业活动污染因子(12.24%)、地质环境背景因子(10.26%)和工业活动污染因子(9.14%),方差累积贡献率为73.00%.③利用APCS-MLR模型进一步量化了各类人为和天然因素对流域内地下水质量影响的贡献,5项因子对特征指标的平均贡献率分别为45.15%、70.76%、45.54%、54.1%和44.59%.研究显示,人类活动对地下水的过度开采及工农业活动是导致区域地下水质量下降的主要因素.

砀山县高标准基本农田地下水质量综合评价及开发潜力分析

目的:研究区目前部分地区超量开采深层地下水资源导致地面沉降,部分地下水受到污染导致的水质恶化而丧失了原有的功能,为查明地下水水质质量状况,同时为地下水资源合理利用提供重要的理论依据。方法:利用单因子评价法和综合评价法对研究区地下水进行质量综合评价,且利用资源量进行地下水开发潜力评价。结果:评价结果显示区内不存在优良级水,较差级及以下类别水居多,且还有TDS、Na^(+)、pH、Cl^(-)、F^(-)等不同程度的超标。目前,区内地下水开采程度不同,通过分析得知研究区开发潜力总体较小,为了满足区内正常用水和灌溉,需将地下水和地表水结合,以满足区内用水。结论:本研究探明了砀山县地下水资源量,对于补给砀山县高标准农田用水和生活用水提供了科学依据。

基于随机森林法的弥河-潍河流域地下水质量评价研究

准确掌握地下水的环境质量状况是合理确定地下水资源开发策略和有效进行地下水资源保护的重要前提。通过随机森林(randomforest)法构建弥河-潍河流域地下水质量评价模型,结果表明:(1)随机森林法在进行地下水水质分类时具有分类精度高、泛化能力强等特点,且在进行超参数优化后,其分类精度会进一步提高,证明将随机森林法应用于地下水质量评价是可行的,并且其综合性能要优于逻辑回归模型;(2)研究区地下水水样均为Ⅳ类和Ⅴ类水,说明水质状况整体较差;(3)通过分类指标重要性评价可以看出,研究区地下水水质的主要影响指标为硝酸盐、总硬度和溶解性总固体,而此类指标的主要来源是蔬菜种植化肥的不合理使用及河流污染入渗,因此要进一步加强对蔬菜种植污染排放及河流水质的监测和控制。

重庆主城都市区地下水质量与污染评价——基于层级阶梯评价法

为查明重庆主城都市区的水质及污染状况并区分天然背景和人类污染对地下水水质的影响,进行了地下水采样和测试,利用层级阶梯评价法,对地下水水质和污染状态进行了分析与评价。结果表明,研究区内地下水受到天然背景和人类污染的共同影响,Ⅲ类和Ⅳ类水为主要水质类别,各占45.9%,主要的超标指标为硝酸盐、锰、砷、总硬度等,研究区地下水有机污染程度为轻微,农业面源污染和未经处理的生活排污是地下水污染的主要原因。相比传统的单因子评价数学方法,层级阶样评价法将污染源纳入考虑,突出了人类污染属性,对于地下水污染防治可以提供更有针对性的决策。

山西省阳泉经济技术开发区南区浅层地下水质量分布特征与污染评价

研究浅层地下水的质量分布特征与污染评价对地下水资源的科学管理与保护具有重要意义。本文以山西阳泉经济技术开发区南区为例,采用单指标评价方法与综合评价方法对地下水化学组成进行分析,利用GIS技术进行质量分布分析,运用污染指数法对地下水污染进行评价,对11口新建井的91个地下水污染指标进行分析。单指标评价法与综合指标评价法的研究结果显示,YQ03和YQ11监测井为Ⅲ类水;样品YQ01和YQ09监测井为Ⅳ类水;样品YQ02、YQ04、YQ05、YQ06和YQ10监测井为Ⅴ类水。污染指数法对地下水污染的评价结果表明,YQ02、YQ04、YQ05、YQ06、YQ09和YQ10点位发生的污染主要为总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁、锰、铝、耗氧量、钠、氟化物、钡等11个指标。

基于主成分分析与ArcGIS的地下水质量分析

为拓展聊城市地下水资源管理与保护的新思路,选取聊城市2022年地下水质量监测数据进行评价分析。运用基于SPSS软件的主成分分析(PCA)法,将pH、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、锰、耗氧量和钠8项监测指标提取生成2个主成分,累积的方差占比为81.388%,表明2个主成分可以解释监测指标大部分的信息,提取合理。经进一步计算,得到各地下水取样点的综合得分F值,并利用ArcGIS软件的空间插值分析功能,展示了F值的空间分布,实现了聊城市地下水质量状况在空间维度的直观可视化。因此,采用主成分分析与ArcGIS空间插值分析获取的科学客观的地下水质量分析成果,可以为聊城市制定地下水管护策略提供技术支持。

安徽当涂县地下水质量及地下水浅层防污性评价分析

地下水质量和防污性能评价是地下水污染防治调查需要考虑的主要因素,是地下水资源保护和管理的重要依据。本文按照《地下水质量标准》在单因子评价的基础上按照从劣不从优的原则进行了地下水质量的综合评价。在分析确定影响该调查区地下水防污性能主要因素的基础上,以DRASTIC模型为基础对当涂县浅层地下水防污性能进行了评价分析。

非正规垃圾填埋场整治措施对地下水质量的影响研究

选取典型非正规垃圾填埋场作为研究对象,对比不同整治手段对垃圾填埋场及周边地下水质量产生的影响,并揭露不同整治过程对地下水造成二次污染的风险。结果表明,异地处理堆放点及周边地下水水质呈现改善指标数量多、污染物浓度下降幅度大且大部分达标的特点;就地处理堆放点及周边地下水水质呈现改善指标数量少、污染物浓度下降幅度小且缓慢的特点;异地处理相比就地处理导致渗滤液泄漏污染地下水的风险更高。但随整治时间的延长,异地处理由于对污染源的消除更彻底,呈现明显改善地下水质量的效果。

阳泉市“十三五”地下水质量变化趋势及原因分析

利用2016—2020年阳泉市地下水监测数据,采用Spearman秩相关系数法(γs)法,对“十三五”期间地下水环境质量变化趋势进行分析。结果表明,十三五期间,省控监测点位中温池测点水质较好;宁艾和东水源测点水质较差,五年分别均为Ⅴ类水质和Ⅳ类水质;其余测点水质存在年际变化,呈总体好转趋势。娘子关泉域除城西泉水质良好外,其它泉主要污染物为硫酸盐、总硬度。

聊城市地下水质量时空演变特征分析

为对聊城市地下水水质现状进行评价并分析其时空分布演变特征,选取2018—2022年地下水井监测数据,借助ArcGIS处理软件,利用单指标评价法、综合水质标识指数法分别进行分析,结果表明:1)单指标评价地下水质级别以Ⅳ类、Ⅴ类为主,总硬度、锰、溶解性总固体(TDS)、钠、氯化物、硫酸盐、氟化物超Ⅲ类水贡献率是反映地下水质量状况的主要指标;2)综合水质标识指数显示地下水质级别以Ⅲ类、Ⅳ类为主,Ⅴ类占比较小,评价结果优于单指标评价法;3)聊城市西部、西南部地下水质量较北部、东北部好,且整体地下水质状况呈现积极向好的变化趋势。

区域地下水质量评价及影响因素识别方法研究——以华北平原为例

地下水质量是水岩作用和人类活动双重动力的结果,在认识地下水质量的同时还应知道其影响因素。本文在严格分析地下水质量分类标准和指标值的基础上,提出了衡量地下水质量的单指标综合评价和影响因素识别相结合的方法。该方法不仅能够反映具有明确物理意义的地下水质量类别,还能够划分区域地下水人为污染的可能性。本文以华北平原为案例区,选择具有代表性的6063个地下水井,检测了49项无机和有机指标。分析认为华北平原地下水质量受地质环境和水文地质条件控制,一般化学指标对地下水质量影响程度最高,原生指标中锰、总硬度、溶解性总固体、碘化物对超Ⅲ类水单指标贡献率超过50%,污染指标中亚硝酸盐贡献率达20%,重金属和有机指标对区域地下水质量影响很小。

地下水质量综合评价方法优选与分析——以滹沱河冲洪积扇为例

地下水质量评价方法是决定地下水质量评价工作的关键环节。以滹沱河冲洪积扇为研究区,通过对比内梅罗指数法和模糊数学综合评价法,得出参评指标中痕量指标较多时,内梅罗指数法评价结果受极值影响较大,并且未考虑参评指标权重及评价结果的物理意义难以界定,不适用于综合指标评价;模糊数学综合评价法的相乘相加算子考虑了所有参评指标的权重,并以隶属状况判定评价等级,评价方法较为合理,但是当单项毒理指标超标但浓度较低时评价结果失真,经修正后失真情况得以消除,评价结果也较为客观。

改进的灰色聚类法在地下水质量评价中的应用

选择50项地下水评价指标,利用灰色聚类法对滹沱河冲洪积扇平原区地下水质量状况进行评价,发现由于参评指标中痕量指标较多,导致评价结果失真。通过修正其聚类权的计算方法将原有方法加以改进,得出结论:区内绝大多数地区水质状况良好,影响区域地下水质量的指标主要为溶解性总固体、总硬度、硝酸盐氮等无机指标,水质较差区主要分布在城区、城镇周围区、排污河道两侧、地表污染水体分布区及引污水灌溉农田地区。指出工农业发展及人类活动加剧是造成研究区水质变化的主要原因。

新疆焉耆盆地平原区地下水质量评价与污染成因探讨

地下水作为一种洁净而又丰富的淡水资源,已经成为新疆工农业生产及生活的主要水源,起着至关重要的作用。本文依据2014年42组地下水样品,采用溶解性总固体(TDS)、总硬度(TH)、Cl^-、SO_4^(2-)、NO_3^-、F^-、铁(Fe)、锰(Mn)为评价项目,利用单项指标评价法进行地下水质量评价,统计了新疆焉耆盆地平原区各评价指标在不同水质级别所占的比例;采用8组2011年和2014年同一监测井的化学组分浓度对比法进行地下水污染评价,对地下水水质变化趋势进行分析;分析了地下水的污染原因。地下水质量评价结果表明2014年潜水、浅层承压水和深层承压水Ⅳ-Ⅴ类水质所占比例之和分别25.0%、45.5%和29.7%,部分地区地下水受地表水补给导致铁含量超标;地下水污染评价结果表明2011~2014年地下水劣变程度为"潜水<深层承压水<浅层承压水"。影响焉耆盆地平原区地下水水质的主要因素是人类活动,尤其是城镇化的快速发展以及农业生产。

永定河生态补水下渗对地下水质量的影响

以永定河北京段2019~2020年的生态补水为例,通过室内混合实验和淋滤实验研究河水下渗对地下水质量的影响.结果表明,水化学指标的种类与下渗前相比无变化,水-岩相互作用对指标浓度的改变作用也比较有限,指标的浓度水平总体上介于河水和地下水之间.下渗水对地下水质量的改变作用从根本上取决于河水与地下水的质量差异和河水的补给量,两者的质量差异越大且河水的下渗量越大,改变作用就越明显,反之则越微弱.由于补水水源的质量较好,永定河生态补水下渗对地下水质量的影响总体上可接受,而且对影响地下水质量的“瓶颈”指标(如硝酸盐氮)有一定改善作用.

地下水质量指标分类综合评价方法研究

近年来随着污染加剧,地下水中检出的污染指标种类不断增加,新修订的地下水质量标准中水质指标由GB/T 14848-1993的39项增加至93项,其中大部分为有机毒理学指标。原有的地下水质量综合评价方法因不能区分毒理学指标和感官性状与一般化学指标的差异,评价结果容易产生歧义,且评价结果不符合地学统计特征,已不再适用。为此在反复摸索计算的基础上提出了指标分类地下水质量综合评价方法。该方法利用单指标质量分类统计法评价感官性状与一般化学指标,利用单指标最大分类确定法评价毒理学指标,最终结果分别给出感官性状与一般化学指标级别和毒理学指标级别,同时给出毒理学指标的饮水途径健康风险以供参考。该方法在淮河流域某地区的地下水质量综合评价中应用结果显示,评价结果简单明了,符合地学统计特征,与内梅罗指数法相比,评价结果更为客观。地下水质量指标分类综合评价方法,可有效解决水质综合评价结果容易产生歧义和误导的问题,满足常规指标和毒理学指标的综合评价,能够更好地综合体现地下水水质信息。

地下水质量评价中两种确定指标权重方法的比较

目前,用于地下水质量评价的常用理论方法有模糊数学和灰色系统理论等。同一种理论方法中,如果指标权重的确定方法不同,其相应的评价结果也存在差异。本文针对确定指标权重的首尾比率法和聚类权法进行了比较研究,并以超标法和地下水质量标准(GB/T 14848-93)推荐方法进行验证。研究中以山西省运城地区的31个地下水质量样本为例,选择pH值、NH4+、Fe3+、Cl-、SO42-、NO3-、NO2-、F-、PO4-、总硬度、矿化度共11个指标,采用多属性模糊综合评价法进行了水质评价,其中指标权重的确定分别采用了首尾比率法和聚类权法。通过对评价结果的比较分析,认为:在地下水水质评价中,用首尾比率法确定指标权重的做法在原理和结果上存在重大缺陷;而用聚类权法计算指标权重在地下水质量评价中合理可行。

新疆若羌-且末地区地下水质量与污染评价

采用单因子评价法对新疆若羌-且末地区2014年地下水质量进行评价,结果表明,若羌-且末地区潜水水质较差,影响潜水质量的主要因素为SO2-4、总硬度、Mg2+、TDS、Cl-等;承压水水质极差,影响承压水质量的主要因素为Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、总硬度、TDS和F-等。对比2014年与2003年地下水质量评价结果,进行该地区地下水无机污染评价,结果表明,潜水质量类别变差的水井占调查总井数(8眼)的37.5%,质量类别不变的占62.5%,没有质量类别变好的水井;承压水质量类别变差的水井占调查总井数(3眼)的66.7%,质量类别不变的占33.3%,没有质量类别变好的水井。根据微量有机指标的检出率进行该地区地下水有机污染评价,结果表明,9组潜水水样中三氯甲烷和1,2-二氯苯的检出率分别为22.2%和11.1%,9组承压水水样中三氯甲烷和1,2-二氯苯的检出率分别为33.3%和11.1%,其余微量有机物均未检出,三氯甲烷和1,2-二氯苯含量均低于生活饮用水标准限值。潜水污染源主要为牧草地施用的杀虫剂;承压水污染源主要为牧草地、耕地施用的杀虫剂以及城镇污水处理厂与垃圾填埋场。并提出应控制城镇污染源的影响、防止地下水受农业活动污染等合理开发利用该地区地下水的建议。

新疆和田地区地下水质量与污染现状评价

采用单因子评价法对新疆和田地区2011年地下水质量进行评价,结果表明:新疆和田地区地下水水质较差,影响地下水质量的天然化学组分主要为总硬度、SO2-4、Cl-、CODMn和氨氮等。根据2011年与2003年新疆和田地区地下水质量评价结果,进行该地区地下水污染评价,结果表明:2011年与2003年相比,质量等级变好、不变和变差的井点分别占调查总井数的14.3%、57.1%和28.6%。从自然因素和人为因素两个方面分析了和田地区地下水质量较差及水质劣化的原因,并提出应防止集中开采区地下水超采、防止地下水受农业活动污染等合理开发利用该地区地下水的建议。

煤炭地下气化地下水质量影响评价及其趋势分析

采用传统水质评价方法对内蒙古某煤炭地下气化研究区的地下水水质进行质量影响评价,分析表明3种传统方法均不能指示煤炭地下气化对地下水环境影响程度,而场地影响指数和单项污染指数则可较好表征煤炭地下气化对地下水质量影响的程度.硫酸盐、氯化物、溶解性固体和挥发酚为主要污染因子,应重点防控.此外,采用数值模拟模型预测煤层气化3年硫酸盐对下游含水层水质的长期迁移扩散,显示10年内均有一定程度影响.