干旱区地下水功能评价与区划体系指标权重解析

王金哲，张光辉，严明疆，田言亮，王 茜

（中国地质科学院水文地质环境地质研究所，石家庄 050061）

0 引 言

西北内陆平原区的自然湖泊湿地、天然植被生态和土地质量对地下水（潜水）埋藏状况具有强烈依赖性，地下水的资源功能和生态功能在空间分布上分别具有独特的区位性特征。在山前冲洪积扇带、主要河道带，地下水资源功能较强、生态功能较弱，地下水开采对自然生态影响不明显；在各盆地下游细土平原带，尤其自然湿地分布区，地下水生态功能较强、资源功能较弱，大规模开采地下水易造成自然湿地和天然植被退化[1-3]。在地下水资源功能、生态功能都较脆弱的区域，地下水资源利用和生态保护哪个放在首位、主要影响因素有哪些、如何保护，需科学梳理判断。因此，科学客观地识别和圈定地下水的不同属性主导功能区，对于西北内陆地区“水位-水量”双控严格管理地下水开发利用与生态有效保护具有重要意义。

能否客观地识别和圈定不同属性主导功能区，关键在于地下水功能评价中属性指标权重置配的合理性，该过程不仅涉及地下水系统的自然资源属性、天然生态与环境属性，还涉及经济社会属性。区域地下水功能研究成果应用于中国经济社会发展中，主要集中在 2个方面：1）基于水利部下发的《地下水功能区划分技术大纲》（2005年8月）开展的全国性地下水功能区划[4-6]；2）基于中国地质调查局印发的《地下水功能区评价与区划技术要求》（2006年6月）开展的华北平原、东北地区、山西六大盆地和西北地区地下水功能评价与区划[3,7-9]。二者都把区域地下水的自然资源属性、生态环境属性和经济社会属性作为基础条件加以充分考虑，但都尚未考虑新时代生态文明建设“尊重自然、顺应自然和保护自然”的目标；它们适用区域性规划应用，但难以满足流域内高精度的地下水功能区划，也难以扎实地支撑地下水超采治理与生态保护的“水位-水量”双控管理的基本要求。

干旱区地下水功能评价体系，是地下水功能区划的前提和基础，构建时需遵循多目标组合、属性归类、功能聚合和系统唯一的层次逻辑，以保证评价体系的完整性和指标分解的层次性，评价体系中如何设置指标权重是核心解问题[10-12]，直接影响地下水功能区域成果应用的实际效果。以往区域地下水功能评价的指标权重赋值，采用专家打分方法，偏重主观性；其他方面研究权重赋值，也有采用层次分析法、因素分析法、熵权信息法、序列综合法和变异系数法等进行有限指标权重优化置配[13-15]。

本次研究在地下水功能评价不同层次指标的权重置配上，以层次分析法原理为基础，结合序列综合法计算权重值，充分基于地下水系统自然属性和社会属性，将不同类型指标的序列数据展布规律作为其权重置配的重要判据，尽可能减控人为因素的影响，使之更符合西北内陆平原区地下水资源功能和相关生态功能的自然属性特征[1-2,16-19]。最终目的是基于研发的干旱区地下水功能评价与区划体系，对组成其体系的层级指标权重提出具体的量化解析方法，为地下水资源合理开发和生态保护针对性管控奠定基础。

1 研究区概况

石羊河流域位于甘肃省祁连山北麓的干旱荒漠地带（图1），地理坐标为 101°22'～104°04'E，37°07'～39°27'N，面积4.06×104km2，水资源开发利用程度高、用水矛盾集中、生态环境问题突出是其主要特征。全流域多年平均水资源总量16.61×108m3，出山水资源总量16.13×108m3，平原区总耗水量 20.65×108m3，地下水超采量4.52×108m3。流域内荒山、荒漠和戈壁面积占 68%，尤其流域下游的民勤盆地，更是处于严重的荒漠化状况中，而目前民勤绿洲及整个石羊河流域的生态用水量只有0.35×108m3和1.05×108m3，分别仅占民勤绿洲及石羊河流域用水量的5.43%和3.76%[20]。长期水资源短缺造成了区内生态环境质量低下的状况，如地下水位区域性下降、荒漠化加剧、天然植被大面积枯萎等。

图1 石羊河流域Fig.1 Shiyang River Basin

2 研究方法

2.1 体系构建特征

干旱区地下水功能评价与区划体系构建基于国家重点研发项目“我国西部特殊地貌区地下水合理开发与生态功能保护”的大量地下水-生态-土壤综合调查、监测和综合研究，以石羊河流域为示范区，针对西北内陆平原区水循环过程、地表水-地下水之间频繁转化及地下水形成特点，以流域尺度为基本研究单元，重点考虑了驱动地下水系统功能变化的开采影响，将出山地表径流水量在向中、下游输运途径中引用、转化为地下水及地下水转化为地表水等水文效应作为重要研究内容，并高度重视在中、下游及其不同区带地下水位埋深变化对生态环境维持作用（功能）的关系量化识别。该体系赋予地下水功能评价指标全新的内涵，也就是与2006年提出的“区域地下水功能评价与区划体系”[3,7]指标相比更符合西北干旱区特征，例如，针对西北盆地或流域内地下水资源补给源主要为地表河流和山前侧向补给的特点，地下水补给资源占有率指标的涵义是指“评价分区地表水和地下侧向流入对浅层地下水天然补给资源模数与研究区全区平均补给资源模数的比率”，而不是原来的“评价全区当地获取补给资源模数与该系统全区平均补给资源模数的比率”。

在总体的层次结构上，“干旱区地下水功能评价与区划体系”（简称“旱区体系”）与2006年版“区域地下水功能评价与区划体系”基本相同；2个体系之间的不同点主要表现在干旱区体系要素指标不仅由原来的22个精简为14个，而且，突出了西北内陆地区地下水循环和功能的独特性，具体为：1）鉴于西北地区地面沉降不明显、海水入侵不存在等实际状况，功能层由原来的地下水资源功能、生态功能和地质环境功能 3个精简为地下水资源功能和生态功能 2个，不再考虑地下水地质环境功能，其所含的 9个要素指标也不再纳入指标体系，将地下水的资源功能及生态功能作为主要评价目标；2）考虑到西北地区降水稀少、山前侧向补给量大，原指标体系中“区外补给资源占有率”和“区内补给资源占有率”整合为“补给资源占有率”，将地下水的资源再生性替代为资源更新性，使指标体系更符合西北干旱区特征；3）鉴于西北内陆区绿洲、湖泊（湿地）、沙化等典型生态类型及地下水之间的关系，地下水生态功能隶属的属性指标由2个增至3个，增加了“地下水对自然湿地景观维持性”，并新增了“湿地环境与地下水关联度”、“湖泊泉补与地下水关联度”、“绿洲覆盖与地下水关联度”和“土地荒漠化与地下水关联度”要素指标。删减、整合后，构成了具有“1A-2B-7C-14D”结构的干旱区地下水功能评价与区划体系（图2）。由此，基于地下水属性特征和生态类型的“旱区体系”更适宜支撑中国西北内陆地区地下水功能评价与区划。

在“旱区体系”中，14项要素指标不完全相同于2006年版“区域地下水功能评价与区划体系”[21]，要素指标针对西北内陆地区的水循环和地下水埋藏与功能属性特征而设置，如表1所示。通过对比文献[21]可见，“旱区体系”中的大部分评价指标内涵有所不同，更符合西北内陆地区地下水及其相关生态功能的自然属性特征，奠定了客观开展干旱区地下水功能评价与区划的科学基础。

2.2 体系指标权重解析方法

2.2.1 指标权重解析原理

在干旱区地下水功能评价与区划体系中，4个层次的任何相邻 2层的高层，为低层的准则层，由此体系中的属性性状层（C层）、主导功能层（B层）和系统目标层（A层）都具有准则的约束作用，为其约束的相邻底层各指标提供判断相对重要性的准则要求。不同层级指标都有评价的分级和标准，底层指标评价的分级和标准要满足相邻上层指标需求。要素指标层（D层）构成干旱区地下水功能评价与区划体系的基础支撑指标底层，全部数据来自客观反映地下水功能某一指标的实际状况，它的分级标准或权重依据这些指标与地下水动态之间的演 变序列规律而设置。

图2 干旱区地下水功能评价与区划体系Fig.2 Groundwater function evaluation and zoning system in arid region

表1 干旱区地下水功能评价体系组成和要素指标内涵Table 1 Composition of groundwater function evaluation system and connotation of factor index in arid area

本研究中地下水功能评价与区划B、C、D层指标的权重分解，主要采用层次分析和序列综合分析有机结合的方法。

首先，通过层次分析法将问题层次化。按隶属关系将体系中相互关联的各个要素分解为若干层次，根据问题性质和欲达到的总目标，将其分解为不同组成要素，并按照因素间的相关关联影响以及隶属关系组成不同层次聚集组合，从而构成一个多层次的分析结构模型[22]。以 1～9的标度对指标之间的相对重要性进行量化，见表2。

表2 指标相对重要性等级表Table 2 Rating scales of relative importantance of index

然后，采用序列综合法确定权重[23]。将不同层次指标的量化数据进行排序，给出对应数值，而后综合这些数值确定权重。序列综合法定权步骤为：1）明确各指标的物理意义，统一度量单位后，对指标按大小值排序；2）根据排序结果，给定对应序列值并列表，在此步骤，参考层次分析法标度分级给定序列值；3）计算每一评价因子所有序列值的和，评价因子除以所有序列值的和，得到相对权重；4）相对权重归一化后得到第i个评价因子的绝对权重。相对权重Wi计算公式为

式中N为指标序列值，i为评价因子的序号。

绝对权重Wk的计算公式为

以石羊河流域为示范区进行研究时，地下水资源功能要素指标的权重判断基础数据来源于黄羊、杂木、金塔等13个灌区及区内的2个荒区，属性指标权重判断基础数据来源于水文地质参数分区的渗透系数、入渗系数、给水度和开采系数，其中武威盆地划分水文地质参数分区24个，民勤盆地19个；生态功能要素指标数据来源于Landsat遥感解译，以250 m×250 m栅格单元为评价单元，研究区共划分为132 895个评价单元。采用上述方法，克服了层次分析法通过构建众多判断矩阵确定评价分区或评价单元指标权重的难题，且无需对众多分区指标进行一致性检验。

2.2.2 各层指标序列值判别方法

序列值决定指标的权重大小，根据序列值来源，干旱区地下水功能评价与区划体系指标序列值的赋值方法可分为2类，一类为要素指标，另一类为功能层和属性层指标。

1）要素指标

按照关键性、关联性和系统性解析权重原则，体系中D层14项要素指标的权重都是分别基于其原始基础数据通过归一化之后，按表3进行各指标序列值赋值。需注意的是，无论采用何种归一化方法，归一化后数据延展性好即为归一化方法适合[24]，本次评价采用修正极值标准化方法；然后，根据表3完成指标序列值赋值；最后，采用序列综合法的式（1）和式（2）计算各指标权重。

表3 地下水功能评价指标序列值赋值方法Table 3 Assignment method of groundwater function evaluation index sequence

2）功能层、属性层指标

综合指数法可以将多项不同指标转化为可度量的指数，适合干旱区地下水功能评价与区划体系功能层和属性层指标状况的评价，也可用于功能层和属性指标权重判断的序列值来源。

地下水功能层指标和属性层指标分别下辖 2个及 2个以上相邻底层指标，根据底层指标的权重和参数计算所得指数是地下水功能层指标和属性层指标序列值赋值判定依据，是权重判断基础数据。综合评价指数R的计算公式为

式中ak为评价参数的权重，Nk为评价参数，n为评价参数的个数，k为平价参数的序号。

下面以地下水综合功能为例进行权重序列值赋值说明，本次研究中

式中R资为地下水资源功能综合评价指数，Cs1、C1为地下水资源占有性的权重和参数数值，Cs2、C2为地下水资源更新性的权重和参数数值，Cs3、C3为地下水资源调节性的权重和参数数值，Cs4、C4为地下水资源可用性的权重和参数数值。

式中R生为地下水生态功能综合评价指数，Cs5、C5为地下水对自然湿地景观维持性的权重和参数数值，Cs6、C6为地下水对天然植被绿洲维持性的权重和参数数值，Cs7、C7为地下水对农田土地质量维持性的权重和参数数值。

R资和R生构成评价区地下水综合功能权重判断的基础数据，R资和R生归一化后，根据表3进行序列值赋值，再应用式（1）和式（2）获取各评价分区或评价单元R资和R生的绝对权重。

3 案例研究与结果分析

应用上述方法对石羊河流域的武威盆地和民勤盆地不同层次指标权重进行赋值，并通过地下水资源功能和生态功能空间评价结果进行应用验证。

3.1 数据来源

采用武威市水文局搜集的武威盆地和民勤盆地地下水资源评价成果、地下水埋深及开采数据（2000—2014年）进行地下水资源功能及相关指标权重解析。首先，按地下水资源评价分区，整理和建立地下水天然资源量、地表水和地下侧向流入对浅层地下水天然补给量、可开采资源量、5～12 a逐年及年均开采量、水位埋深及变化幅度和开采程度等相关数据，归一化后得到各要素的基础数据。

采用武威市地质和水务部门地下水埋深长期监测数据、核工业航测遥感中心解译的2016年8—9月份遥感数据（Landsat数据）和项目组开展的 2017—2019年生态-土壤-地下水综合调查资料，作为地下水生态功能及相关指标权重解析基础数据。生态功能隶属要素指标的两者之间关联度作为基础权重判断的基础数据。

3.2 要素指标权重解析

3.2.1 资源功能隶属要素指标权重解析

石羊河流域包括13个灌区和2个荒区的分区数据，具体涉及地下水资源功能的8个要素指标（表1），它们相对于相邻有隶属关系的高1层属性指标为正相关关系，即要素指标性能越强，其所属的属性指标属性越强。赋值序列值介于1～9之间（表3），依据标度分级概念，相对重要性越大，序列值赋值越高，地下水资源占有性和地下水资源更新性隶属要素指标权重解析结果如表4所示，其他6个指标权重解析形式相同，不再显示。

在地下水资源功能的隶属要素指标权重解析中，资源开采程度指标对于相邻高1层指标的资源可用性，为负相关，即地下水资源开采程度越高，地下水可用性越差。为与地下水资源其他要素指标一致，地下水可用性数据取倒数，然后将归一标准化值序列转入体系序列综合法分析。

表4 石羊河流域地下水资源功能部分隶属要素指标权重解析结果Table 4 Weight analytical results of partial subordinate factor indices of groundwater resource function in Shiyang River Basin

3.2.2 生态功能隶属要素指标权重解析

石羊河流域生态功能的要素指标包含 6个，分别为湿地环境与地下水关联度、湖沼泉补与地下水关联度、天然植被与地下水关联度、绿洲覆盖与地下水关联度、土地荒漠化与地下水关联度和土地盐渍化与地下水关联度。基于石羊河流域前期进行的不同类型生态因子与地下水位埋深之间关系分析，结合干旱区其他学者相关研究成果[25-29]，建立地下水生态功能隶属的要素指标关系表。在各生态要素指标与地下水关联度相关研究中，地下水位埋深为关键因子，根据生态因子随地下水位埋深变化的敏感程度，整理得到表5。

由于自然湿地（湖泊）生态分布区存在于研究区局部范围，不涉及整个石羊河流域，所以，本次仅划分“有”和“无”2个等级，其中自然湿地（湖泊）存在的区域与地下水互为补给关系，地表径流丰沛时，地表水补给地下水；地表径流贫乏时，地下水补给地表水，两者之间关系密切，赋最大值 9。“无”的区域赋最小值 1。天然植被生态分布区或土地沙化防控区，根据地下水位埋深对要素指标的影响状况，将其与地下水关联度划分为5个等级，其中，地下水位埋深较浅、天然植被生长和覆盖面积好的区域，地下水对天然植被的生长有较强的维持作用，权重序列值赋最大值 9，随着地下水位埋深越来越大，地下水维持天然植被生长的能力逐渐减弱，权重序列值赋值逐渐减小；按地下水位埋深由浅至深变化对植被生长状况“良好、较好、一般、退化和枯萎死亡”的影响程度，序列值赋值依次为 9、7、5、3和 1。绿洲植被覆盖与地下水关联度的序列值赋值方法与天然植被与地下水关联度赋值方法相同。土壤盐渍化程度越高，对土地质量劣变影响越严重，它与地下水位埋深之间呈负相关关系，即地下水位埋深越浅，土壤盐渍化程度越高，不利于农田土地质量的维持；根据不同地下水位埋深造成表层土壤极重度、重度、中度、轻度盐渍化和非盐渍化的状况，权重序列值的赋值顺序依次为1、3、5、7和9。地下水位埋深越大，土地荒漠化程度越高，不利于农田土地质量的维持；根据地下水位埋深逐渐增大造成土地非荒漠化、轻度、中度、重度和极重度荒漠化的状况，权重序列值的赋值顺序依次为9、7、5、3和1。石羊河流域生态功能隶属要素指标权重解析序列值的结果，如表5所示。在表5研究基础上，按序列综合法解析生态功能的要素指标权重。

表5 石羊河流域地下水生态功能隶属要素指标权重解析结果Table 5 Weight analytical results of subordinate factor indices of groundwater ecological function in Shiyang River Basin

3.3 属性指标权重解析

3.3.1 资源功能隶属属性指标权重解析

干旱区地下水资源功能的属性（C层）指标有4项，分别为地下水的资源占有性、资源更新性、资源调节性和资源可用性。它们的权重判断，主要依据降水入渗系数、渗透系数、给水度和开采系数，即水文地质参数。流域内不同区位水文地质参数不同，石羊河流域武威盆地 24个水文地质参数分区命名为W01～W24，民勤盆地19个水文地质参数分区命名为M01～M19。地下水资源功能是4项指标的约束准则层，它与地下水的资源占有性、资源更新性、资源调节性和资源可用性之间呈正相关关系，即地下水资源占有性、更新性、调节性和可用性越强，地下水资源功能越强，按表1序列正常赋值。在地下水开采系数赋值时，虽然荒漠化区地下水开采量极小（牧民的大口井，用于牲畜饮用），即开采系数小，但是从地下水生态保护角度考虑，其资源可用性指标的赋值宜为1，即该区的地下水不宜开采。

对于每个评价分区，每项指标权重的数值是该区全部指标权重总数值的分值，即为该指标在这一分区相对功能指标的权重值，如表6所示，由于评价分区较多（43个），仅列举部分原始数据具有明显差距的分区。表中数据说明，各评价分区地下水资源占有性、资源更新性、资源调节性和资源可用性属性指标的权重高低取决于原始数据，原始数据较大，标准化值、权重序列值较大，权重数值相应也较大；原始数据较小，标准化值、权重序列值较小，权重数值相应也较小。

表6 石羊河流域地下水资源功能层部分属性指标权重解析结果Table 6 Weight analytical results of partial attribute indices of groundwater resources functional layer in Shiyang River Basin

3.3.2 生态功能隶属属性指标权重解析

干旱区地下水生态功能的属性（C层）指标由地下水对自然湿地景观维持性、地下水对天然植被绿洲维持性和地下水对农田土地质量维持性组成，它们从不同角度反映不同类型生态情势与地下水埋藏条件之间关联状况。地下水生态功能是这3项属性指标的约束准则层，即地下水对自然湿地景观维持性、地下水对天然植被绿洲维持性和地下水对农田土地质量维持性越强，评价区地下水生态功能越强，地下水位不同埋深范围，功能层与3项属性指标之间的关联度不同。根据项目组在石羊河流域开展的不同类型生态情势与地下水位埋深之间关系研究，划分为5等级（图3），分别赋值9、7、5、3和 1。对于每个评价分区，每项指标权重的数值是该区全部指标权重总数值的分值，然后，基于表2判断各属性指标权重的排序值序列，由此确定评价分区各项指标权重。

3.4 功能层权重解析

干旱区地下水功能层（B层）指标只有2个，分别为地下水的资源功能和生态功能，它们隶属干旱区地下水综合功能（A层）。在干旱区地下水功能评价与区划体系中，地下水的资源功能和生态功能在权重上同等重要，只是在不同区带上由于它们属性指标存在显著差异，而决定二者的相对重要性也存在差异，例如山前平原与下游自然湿地分布区，山前平原地下水较强的补给性、更新性、调节性和可利用性决定区内地下水资源功能强，超50 m的地下水位埋深条件下，地下水对天然植被绿洲的维持性差，决定区内地下水生态功能差；下游自然湿地分布区正相反，地下水资源功能较弱、生态功能较强。

图3 干旱区地下水生态功能隶属属性指标分级依据Fig.3 Classification basis of subordinate attribute index of groundwater ecological function in arid region

基于属性指标的权重和指数，应用综合指数法，分别求得不同评价（水文地质参数）分区地下水资源功能指数（R资）和各剖分单元（250 m×250 m）地下水生态功能指数（R生），构成相对评价区地下水综合功能权重判断的基础数据。为完成地下水综合功能评价最终目标，需将 2个功能指标建立空间对应评价关系，建立统一的评价单元。以250 m×250 m为单元划分标准，将地下水资源功能的评价单元统一剖分细化。评价单元R资和R生的大小直观反映地下水的资源功能和生态功能相对同一单元地下水综合功能的重要程度，自大到小排序分为9级，赋值方法参考表2。每项功能指标权重的数值是评价单元中 2项指标权重总数值的分值，由于评价单元较多（132 895个），仅列举权重计算值不同的部分评价单元指标，进行解析结果展示，见表7。

3.5 地下水资源功能和生态功能空间评价成果

基于上述方法判定的各层级指标权重，结合综合指数法提供的各指标参数，得到评价区地下水资源功能和生态功能的空间评价结果。根据地下水功能评价指数，地下水资源功能和地下水生态功能的评价结果分为 5级，分别为强、较强、一般、较差和差，对应的评价指数分别为1.0～0.8、0.8～0.6、0.6～0.4、0.4～0.2和 0.2～0。西北内陆干旱区在气候、地质构造、水文地质及生态分布、水循环转化等方面具有相似性，决定了地下水功能宏观分布具有相似的区带特征。

石羊河流域武威盆地和民勤盆地的地下水功能评价结果见图4a和4b。山前冲积扇地区，为盆地（或流域）地下水系统的上游区，地下水功能特征为资源功能强，生态功能弱化，地下水资源功能为主导功能。该区含水层岩性为单层结构，颗粒粗大，厚度超过100 m，地下水调节空间大；接受出山河流充足补给，水源充足；地形梯度较大，垂直和水平方向循环快，水质优良，地下水更新性和可用性强。地下水资源功能4个属性指标的基础值较大，以基础值参考的权重序列值为8或9，相应属性指标的权重也较高。地下水功能评价时，权重参数和基数数值较大，决定地下水资源功能指标的综合指数较大，以综合指数为权重参考基础的权重相应就高，介于 0.89～0.90之间。地表生态主要为戈壁滩荒漠植被和人工绿洲，地下水位埋深大，戈壁滩荒漠植被与地下水没有直接联系，根据表1，区内权重序列值为1，地下水功能评价时，地下水生态功能指标权重较低，介于0.10～0.11。

表7 石羊河流域地下水功能层部分指标权重解析结果Table 7 Weight analytical results of partial groundwater function layer indices in Shiyang River Basin

细土平原绿洲带，为盆地（或流域）地下水系统的中游区，以地下水资源功能较强为主，少部分区域为生态功能较强。该区含水层岩性为潜水-承压水多层结构，颗粒由粗到细，地下水调节空间相对变小；接受来自上游区地下水补给，以及河道和当地渠水灌溉的渗漏补给，有一定的水源补给能力，同时也为地下水主要开采区；地形变缓，地下水以水平径流为主，部分地区水质受农业区化肥农药或水位下降幅度过大影响有所变化。地下水功能评价时，地下水资源功能指标权重较上游区变低，介于 0.49～0.71之间。地表生态主要为人工绿洲，部分地区有天然生态类型存在，如石羊河湿地保护区和冲洪积扇缘泉水溢出带，地下水位越高，冲洪积扇缘泉水溢出带泉流量越大，湿地面积越大，根据表1，湿地环境与地下水关联度、湖沼泉补与地下水关联度指标权重序列值分别赋值9，地下水功能评价时，地下水生态功能权重较高，分别为0.85和0.81；其他地区权重0.29～0.51。

图4 石羊河流域地下水功能评价结果Fig.4 Evaluation results of the groundwater function in Shiyang River Basin

下游荒漠区，为盆地（或流域）地下水系统的下游区，地下水资源功能以差或较差为主，生态功能表现突出。该区含水层岩性表现为沙-土多层更迭，颗粒更为细小，地下水调节能力差；中游区极大消耗后的余量水源补给荒漠区，水源补给能力差；地形平缓，地下水径流滞缓，地下水位埋深浅，蒸发强烈，水质矿化度高，地下水更新性和可用性差。地下水功能评价时，地下水资源功能指标权重较低，介于 0.10～0.29之间。地表生态除中部区域的人工绿洲外，以河流尾闾湖汇集区的青土湖湿地以及人工绿洲与沙漠之间的天然植被区为主，东部天然植被区地下水位埋深大部分区域小于 3 m，根据表1，湿地环境与地下水关联度、天然植被与地下水关联度和绿洲覆盖与地下水关联度指标的权重序列值分别赋值9，地下水功能评价时，青土湖湿地区和东部天然植被区地下水生态功能权重较高，青土湖湿地区为 0.90，东部天然植被区为 0.82；其他地区地下水生态功能权重0.27～0.71。

上述分析说明，地下水资源功能强的区域，功能指标权重相应也高，反之亦然，主要由区内与地下水属性相关的水文地质要素决定；地下水生态功能强的区域，生态功能指标权重相应也大，反之亦然，由区内地下水位埋深条件决定。总体来看，山前冲洪积扇区，地下水资源功能强、指标权重高，生态功能权重低。中部细土平原绿洲带，除石羊河湿地保护区和冲洪积扇缘泉水溢出带地下水生态功能强、指标权重高外，其他地区地下水资源功能一般，指标权重相对应不高。下游荒漠区，尾闾湖青土湖区和东部天然植被保护区地下水生态功能强、指标权重高，其他地区地下水生态功能一般或较差、指标权重较低；整个下游荒漠区都表现出地下水资源功能差、指标权重低的特征。通过遥感方法核查和地下水-生态-土壤综合调查，石羊河流域地下水功能评价结果符合不同区位地下水本质特征，也符合地下水生态功能实际状况。由此说明，本次干旱区地下水功能评价与区划体系指标权重判定时，从要素指标-属性指标-主导功能指标-系统目标，基于工作区不同区位的地下水资源本质属性和生态功能与地下水关联性为基础的功能评价结果不失真实性，权重评判方法合理可行。

4 结 论

1）针对西北内陆平原区自然湿地和天然植被对地下水埋藏状况具有强烈依赖性的特点，继承性构建了适合干旱区地下水功能评价与区划指标体系，与2006版相比，赋予了该体系指标不同的内涵；在由2006年版的22项要素指标精简为14项的同时，增设了“自然湿地景观维持性”属性指标和“湿地环境与地下水关联度”、“绿洲覆盖与地下水关联度”及“土地荒漠化与地下水关联度”等要素指标体系。

2）石羊河流域地下水资源和地下水生态功能权重解析结果显示：山前平原地下水资源功能权重较高，范围值0.89～0.90；地下水生态功能权重较低，范围值0.10～0.11。中部细土平原绿洲带地下水资源功能权重变低，范围值0.49～0.71；石羊河湿地保护区和冲洪积扇缘泉水溢出带地下水生态功能权重较高，分别为0.85和0.81，其他地区权重范围0.29～0.51。下游荒漠区地下水资源功能权重较低，范围值0.10～0.29；青土湖湿地区和东部天然植被区地下水生态功能权重较高，分别为0.9和0.82，其他地区权重相对较低，范围值0.27～0.71。

3）石羊河流域地下水资源功能和生态功能的评价结果与实际状况相吻合，证明以层次分析法和序列综合法相结合、依据不同类型指标的序列数据展布规律作为权重置配主要判据的权重置配方法合理可行，可为西北内陆地下水合理开发与生态保护针对性管控提供支撑。