葫芦岛市某矿区地下水环境质量评价

王科以

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 锦州 121000）

地下水作为水资源的重要组成部分，每年矿山开采需要排出的地下水水量巨大，为此对矿区地下水进行水环境质量评价具有十分重要的意义。目前国内外对水环境质量评价主要的研究方法有模糊综合评价法[1]、F值评分法[3]、层次分析法[4]、灰色聚类法、人工神经网络法[2]、物元分析法等。其中和模糊综合评价法在水环境质量评价中的应用尤为突出，笔者采用模糊综合评价法对葫芦岛市某矿区地下水环境质量进行综合评价。

1 研究区水文地质条件

研究区主要含水层自上而下分成4层。①松散岩类孔隙含水层组(第一含水层)由第三系、第四系松散沉积物构成。②碎屑岩裂隙含水层组（第二含水层）主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层构成。③碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙含水层组（第三含水层）为上石炭统岩溶裂隙含水层。④碳酸盐岩裂隙含水层组（第四含水层）为上奥陶统岩溶裂隙含水层。研究区各含水层水质情况见表1。

2 评价方法和评价结果

2.1 评价标准

GB/T14848-93《地下水质量标准》主要是依据我国地下水水质现状、人体健康基准值以及地下水质量保护目标，把地下水水质划归成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类。研究中，在此标准下的Ⅲ类水为基准，对研究区各含水层进行评价。

2.2 模糊综合评价法

模糊综合评价是一种基于模糊数学中隶属度函数的界定与计算，把对水质特征的定性评价转化为对水质指标的定量评价。模糊综合评价的原理如式1所示。模糊综合评价的实质是两个模糊矩阵A与R的复合运算，运算结果B表示某水样的水质指标相对于各质量级别的综合隶属度。

式中，A——各评价因子的权重比例，即权重模糊矩阵；

R——各评价因子对评价级别的隶属度，即模糊关系矩阵；

B——评价水样对评价级别的综合隶属度，即评价结果矩阵。

权重模糊矩阵A(ai)的标准形式如式2所示，因子权重ai计算公式如式3所示。

式中：

ai——第i个因子的权重值；

Ci——第i个因子的实测浓度值；

Si——第i个因子各级水质标准的平均浓度值。

根据（3）式计算得出各含水层评价因子权重矩阵如下：

各含水层模糊关系矩阵如下：

表1 研究区水质情况表

研究区各权重模糊矩阵A以及各含水层模糊关系矩阵R以得出，通过式1可得到综合隶属度矩阵B，研究区各含水层模糊综合评价结果见表2。

表2 研究区水质模糊评价表

2.3 评价结果分析

根据模糊综合评价法的评价结果，研究区第一、二、三含水层的水质相对较好，第四含水层的水质相对较差。

第一含水层其水质等级为Ⅱ级，水质最好。第二含水层各污染因子指标大于第一层，第三层各污染因子指标均大于前二层，第四层各污染因子指标大于前三层，即随着含水层埋深的增加，各含水层地下水污染因子浓度总体上呈增大趋势。

3 结论

通过对研究区的水文地质条件的分析，选用模糊综合评价法对矿区4个含水层进行了水质评价。评价结果表明：该矿区第一、二、三含水层的水质相对较好，经判定达到Ⅲ类水标准，可作为工、农业用水及饮用水源。而第四含水层水质相对较差，未达到Ⅲ类水标准不可作为饮用水源。