山东垦利县水环境脆弱性研究.pdf

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1、山东垦利县水环境脆弱性评价 4 2 1 地表水水质 4 2 2 脆弱性评价各指标的确定 4 2 3 研究区地表水脆弱性等级确定。 5 结论 6 创新之处 7 研究不足 8 参考文献 9 致谢4 6 l O 攻学位期间发表论文情况读4 7 山东农业大学硕士学位论文 中文摘要 在我国，水资源短缺问题已成为制约经济发展的重要因素。近年来，国家还提出了 “生态水利“ 的概念，其核心是研究水资源污染防治、水资源优化配置和可持续利用， 水污染问题是其研究的重要内容之一，而水环境脆弱性研究是水污染研究领域的一项专 题性研究。 目前，地表水环境脆弱性定量评价与分析因其影响原因的复杂性等原因，国内外相 关报道有

2、限，水环境脆弱性分析及其制图是目前国际水文地质研究的热点和前沿课题， 也是防治水环境污染问题工作的前导，其成果可为自然环境保护、社会经济等领域提供 管理决策的重要依据。本文致力于探讨我国北方沿海盐碱区水资源脆弱性定量评价和分 析的指标体系，旨在对区域水环境的保护和合理开发利用提供一定的参考。本文以山东 垦利县为研究对象，其主要研究内容和取得的成果如下： ( 1 ) 阐明了现代浅层地下水敏脆弱性的理论内涵是指污染物到达最上层含水层之 上某特定位置的倾向性与可能性。地下水脆弱性可以分为两类：一类是本质脆弱性，需 考虑当地水文地质条件，但与污染物的性质和污染过程无关。另一类是特殊脆弱性，需 考虑污染

3、物的性质，并且要认识到其与当地水文地质条件的关系。 ( 2 ) 考虑到我国沿海盐碱区具体情况如当地含水层的贫水性和地下水含盐量较大 等条件构建了D R A S T M I C S 模型，来评价盐碱区浅层地下水的脆弱性，模型对浅层地下 水脆弱性评价进行了创新性地探索，并提出了与之相配套的计算方法和评价标准。 ( 3 ) 本课题通过分析地表水脆弱性成因，构建了地表水脆弱性评价指标体系，并 提出了与之相配套的计算方法和评价标准。评价模型兼顾到造成地表水环境脆弱性的自 然因素、人为因素和承载因素。 ( 4 ) 根据研究得出的地表水脆弱性评价模型对山东垦利县地表水环境进行了实例 研究，得到研究区地表水脆

4、弱性分区，运用G I S 软件绘制出脆弱性分区图，兴隆街道和 胜坨镇地区的地表水环境大部分都属于较稳定等级，东部黄河口镇、永安镇的部分地区 及垦利街道东部的部分地区属于极脆弱等级，垦利县全县地表水脆弱性等级较高的是较 脆弱等级和脆弱等级，分别占全县面积的3 3 2 4 和3 8 5 3 。 关键词：垦利县；地下水；地表水；脆弱性 山东垦利县水环境脆弱性研究 R e s e a r c ho nW a t e rE n v i r o n m e n t a lV u l n e r a b i l i t yi nK e n L iX i a n S h a n d o n gP r o v

5、i n c e D i r e c t e db yA s s o c i a t eP r o f e s s o rX uY u x i n ( C o l l e g eo fR e s o u r c ea n dE n v i r o n m e n t ，S h a n d o n gA g r i c u l t u r eU n i v e r i s t y ， T a i a n ，C h m a ，2 7 1 0 18 ) A b s t r a c t I no u rc o u n t r y ，t h ew a t e rs h o r t a g ep r o b

6、 l e mh a sa l r e a d yb e c o m et h e i m p o r t a n tf a c t o r r e s t r i c t i n ge c o n o m i cd e v e l o p m e n t I nr e c e n ty e a r s ，t h ec o t m t r ya l s op u t sf o r w a r dt h ec o n c e p t o f ”e c o l o g i c a lw a t e rc o n s e r v a n c y ”，i t sc o r ei st h es t u

7、d yo fw a t e rp o l l u t i o nc o n t r o l ，o p t i m a l a l l o c a t i o no fw a t e rr e s o u r c e sa n ds u s t a i n a b l eu s eo ft h ew a t e r p o l l u t i o ni so n eo ft h ei m p o r t a n t r e s e a r c ht o p i c s ，a n dw a t e re n v i r o n m e n t a lv u l n e r a b i l i t

8、yi nt h er e s e a r c hf i e l do ft h ew a t e r p o l l u t i o ni sau n i q u er e s e a r c h A tp r e s e n t ，t h ew a t e re n v i r o n m e n t a lv u l n e r a b i l i t yq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o na n d a n a l y s i so f t h ec o m p l e x i t yo ft h er e a s o n sf o ri

9、t si n f l u e n c ea n do t h e rr e a s o n s t h ed o m e s t i ca n df o r e i g n r e l e v a n tr e p o r tl i m i t e d ，w a t e re n v i r o n m e n t a lv u l n e r a b i l i t ya n a l y s i sa n di t sm a p p i n gi st h e i n t e m a t i o n a lh y d r o l o g i c a lg e o l o g yr e s e

10、 a r c hh o ts p o ta n dt h ef r o n t i e rt o p i c ，a l s oi st h e p r e v e n t i o na n dc o n t r o lo fw a t e re n v i r o n m e n tp o l l u t i o nl e a d i n gw o r k , a n dt h er e s u l t sC a nf o r n a t u r a le n v i r o n m e n t ，s o c i a le c o n o m i ca n do t h e rf i e l

11、d so f f e rm a n a g e m e n ta l li m p o r t a n tb a s i s f o rd e c i s i o n - m a k i n g T h i sp a p e re x a m i n e dt h e c o a s t a la r e ai nt h en o r t ho fs a l tw a t e r q u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o na n da n a l y s i so fv u l n e r a b i l i t yi n d e xs y s t e

12、 mo fr e g i o n a lw a t e rt ot h e p r o t e c t i o no ft h ee n v i r o n m e n ta n dt h er a t i o n a ld e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no fp r o v i d ec e r t a i n r e f e r e n c e T h i sp a p e rK e n L i X i a nw a t e re n v i r o n m e n ti ns h a n d o n gp r o v i n c

13、 ea st h er e s e a r c h o b j e c t ，t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n t sa n da c h i e v e m e n t sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) I U u s t r a t e d t h em o d e mo fs h a l l o w g r o u n d w a t e rv u l n e r a b i l i t y i nt h e o r e t i c a l c o n n o t a t i o ni ss e n s i t i

14、v et ot h eu p p e ra q u i f e rp o l l u t i o nr e f e r st oas p e c i f i cl o c a t i o no nt h e o r i e n t a t i o na n dp o s s i b i l i t y G r o u n d w a t e rv u l n e r a b i l i t yC a nb ed i v i d e di n t ot w ok i n d s ：o n ek i n d i st h ee s s e n c eo fv u l n e r a b i l i

15、 t y ，n e e dt oc o n s i d e rl o c a lh y d r o l o g i c a lg e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，b u t t h en a t u r eo ft h ep o l l u t a n t sa n dh a sn o t h i n gt od ow i t hp o l l u t i o np r o c e s s A n o t h e rk i n di st h e s p e c i a lv u l n e r a b i l i t y ，n e e dt oc

16、o n s i d e rt h en a t u r eo ft h ep o l l u t a n t s ，a n dt or e c o l o c a lh y d r o g e o l o g i c a lc o n d i t i o n so f r e l a t i o n s h i p 1 I -Ir-。-o-。l 山东农业大学硕士学位论文 ( 2 ) C o n s i d e r e db ys p e c i f i cc o n d i t i o n si nC h i n a sc o a s t a la r e as u c ha sl o c a

17、 la q u i f e rw a t e r a n d g r o u n d w a t e rs a l i n i t yl a r g e rp o o rc o n d i t i o ns u c ha sD R A S T M I C S c o n s t r u c t st h em o d e lt o e v a l u a t et h ev u l n e r a b i l i t yo fs h a l l o wg r o u n d w a t e rb ya r e a , m o d e lo fs h a l l o wg r o u n d w

18、 a t e r v u l n e r a b i l i t yt ot h ee v a l u a t i o no ft h ee x p l o r a t i o n , i n n o v a t i o n , a n dp u t sf o r w a r dw i t hm a t c h i n g c a l c u l a t i o nm e t h o da n de v a l u a t i o ns t a n d a r d ( 3 ) T h i st o p i ct h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h e c

19、 a u s e so fs u r f a c ew a t e rv u l n e r a b i l i t y ， c o n s t r u c t i n gt h es u r f a c ew a t e rv u l n e r a b i l i t ye v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m ，a n dp u tf o r w a r d 谢t 1 1 m a t c h i n gc a l c u l a t i o nm e t h o da n de v a l u a t i o ns t a n d a r d E v

20、 a l u a t i o nm o d e lt oc a u s e b o t hs u r f a c e w a t e re n v i r o n m e n to fv u l n e r a b i l i t y ，n a t u r a lf a c t o r sa n dh u m a nf a c t o r sa n dl o a df a c t o r s ( 4 ) A c c o r d i n gt or e s e a r c ht h a tv u l n e r a b i l i t ye v a l u a t i o nm o d e lo

21、 fs u r f a c ew a t e ri n t h e s u r f a c ew a t e re n v i r o n m e n tK e n L i X i a nt h ec a s es t u d y ，g e tt h es t u d ya r e av u l n e r a b i l i t ys u r f a c e w a t e rd i v i s i o n , u s e dG I Ss o f t w a r er e n d e r i n gt h ev u l n e r a b i l i t yz o n i n gm a p

22、s ，t h r i v i n gi nt h e t o w no fs h e n g t u os t r e e t sa n ds u r f a c ew a t e re n v i r o n m e n t K e y w o r d s ：K e n L i ；G r o u n d w a t e r ；T h es u r f a c ew a t e r ；V u l n e r a b i l i t y I H Jj，J，J1jjJll门 山东农业大学硕士学位论文 1 引言 1 1 研究背景 1 1 1 水环境脆弱性形势严峻 2 0 世纪的发展看，洪涝灾害、干旱

23、缺水、水生态环境恶化三大问题，特别是水资源 短缺问题，将越来越成为制约我国农业经济和社会发展的重要因素。水资源状况形势严 峻。我国水资源总量2 8 0 0 0 多亿m 3 ，居世界第6 位，但人均水资源占有量只有2 3 0 0 m 3 ， 约为世界人均水平的1 4 。干旱缺水成为我国尤其是北方地区的主要自然灾害。 2 0 世纪7 0 年代全国农田年均受旱面积1 7 亿亩，到9 0 年代增加到4 亿亩，增加了 2 3 倍。目前，全国仅灌区每年就缺水3 0 0 亿m 3 左右。干旱缺水已成为我国农业稳定发 展和粮食安全供给的主要制约因素。 我国城市供水不足现象始于2 0 世纪7 0 年代，以后逐年

24、扩大，并且愈来愈严重。据 统计，全国6 6 6 个城市中，有4 0 0 多个城市供水不足，日缺水量1 6 0 0 万r n 3 ，年缺水量 约6 0 亿m 3 ，平均每年因缺水造成损失工业产值2 0 0 0 多亿元。当前全国农村还有3 0 0 0 多万人和数千万头牲畜吃水困难。全国有1 4 的人口饮用不符合卫生标准的水，直接影 响到人民的健康水平。在水资源本已短缺的情况下，我国水环境也日益恶化，其主要表 现在：水体污染十分严重。据统计，2 0 0 9 年全国废污水排放总量7 6 8 亿t 。与2 0 0 8 年比 较，全国总用水量增加5 5 3 亿m 3 ，其中生活用水增加1 8 9 亿m 3

25、 ，工业用水减少6 2 亿 m 3 ，农业用水增加5 9 7 亿I n 3 ，生态环境补水减少1 7 2 亿I n 3 。2 0 1 0 年，中国地表水污 染依然较重，七大水系总体为轻度污染，湖泊( 水库) 富营养化问题突出，近岸海域水 质总体为轻度污染。2 0 0 9 年，根据水利系统全国水质监测站网的监测资料，采用地表 水环境质量标准( G B 3 8 3 8 2 0 0 2 ) ，对全国1 6 1 万k m 的河流水质状况进行评价，V 类 水河长占7 4 ，劣V 类水河长占1 9 3 。局部地区地下水大量超采。2 0 1 0 年长江、黄 河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系总体为轻

26、度污染。2 0 4 条河流4 0 9 个地 表水国控监测断面中，I 类、V 类和劣V 类水质的断面比例分别为5 9 9 、2 3 7 和1 6 4 。2 0 0 9 年，2 1 个省级行政区对地下水位降落漏斗( 以下简称漏斗) 进行了不 完全调查，共统计漏斗7 8 个，漏斗年末总面积6 4 万k m 2 。在4 1 个浅层( 潜水) 漏斗 中，年末漏斗面积大于5 0 0 k m 2 的有1 2 个，以河南的安阳一鹤壁一濮阳漏斗、山东的淄 博潍坊和莘县夏津漏斗面积较大，分别达7 0 1 2 k m 2 、5 4 7 5 k m 2 和4 0 0 4 k m 2 ；年末漏 山东垦利县水环境脆弱性研

27、究 斗中心水位埋深大于2 0 m 的有2 3 个，以陕西的西安城区严重超采区漏斗和甘肃的山丹 县城关镇漏斗较深，分别为2 1l m 和1 3 1 m 。 缺水的两大原因：( 1 ) 社会、自然原因。人均水资源少。据对我国3 0 个省当地水资 源分析，接近联合国公布的2 0 0 0 m 3 警戒线的有1 8 个省( 自治区、直辖市) ，其中1 0 个省 人均水资源占有量低于1 0 0 0 m 3 。 水资源分布极不均衡，与土地、矿产资源分布组合不相适应。全国水资源的8 1 集 中分布在长江及其以南地区，该地区耕地面积仅占全国的3 6 ；而淮河及其以北地区， 耕地面积占全国的6 4 ，水资源量仅占

28、全国的1 9 。华北地区已探明的4 9 种主要矿产 资源的潜在价值占全国的4 1 2 ，而水资源只占4 7 ；江南地区矿产资源仅占全国 1 0 2 ，而水资源却占全国的4 2 6 。因而形成了南方水多耕地矿产少，水量有余；北 方耕地矿产多，水资源短缺的局面。水资源年内年际变化大。降水及径流的年内分配集 中在夏季的几个月中，年际变化很大，连丰、连枯年份交替出现，造成一些地区干旱灾 害出现频繁、水土流失严重和水资源供需矛盾突出以及开发利用困难等问题。上述不利 特点，使我国在发展经济时，比其他国家保障水资源可持续利用的任务更为艰巨。 ( 2 ) 经济、人为原因。供水增长、防治水污染力度与社会经济发展

29、不相协调。改革开 放以来，我国经济高速发展，工农业生产和城乡人民生活用水需求急剧增长，但供水总 量增长缓慢。防治水污染与社会经济发展不相适应情况也基本类似。 用水设施落后，用水水平与国外先进水平相差较大。我国灌区大多是三、四十年前， 有的甚至是几百年前修建的，标准低，老化失修，配套不全，一直沿用传统的“上渠输 水，大水漫灌“ 的古老方式，水的浪费十分严重。灌溉用水中有近一半在输水过程中就 渗漏损失掉了，进入田间的另一半水，由于采用大水漫灌又有近一半渗漏、蒸发了。也 就是说，现在全国用水的大部分是白白损失了。国外先进的国家早在四五十年代就开始 采用节水灌溉，我国灌区的状况与发达国家相比落后了3

30、0 5 0 年。 水资源缺乏合理配置。华北地区水资源开发程度已经很高，缺水对经济发展和生态 环境已造成了影响，目前黄河断流日益严重，却每年平均调出9 0 亿立方米水接济淮河 与海河，因此，在当地水资源的合理配置和布局基础上，对区域间的水资源的调配要依 靠包括调水工程在内的统一规划和合理布局。局部地区经济发展与生产力布局考虑水资 源条件不够。在计划经济体制下，过去一些地区工业的布局，没有充分考虑水资源条件， 不少耗水大的工业却布置在缺水地区；耗水大的水稻却在缺水地区盲目发展，人为加剧 了水资源合理配置的矛盾。 2 虑节 比现 巨大 m 3 ， 1 1 2 限制 境脆弱性也相应地引起全球的普遍关注

31、，国际生物学计划( I B P ) 、人与生物圈计划( M A B ) 以及地圈、生物圈计划( I G B P ) 都把生态环境脆弱性作为重要的研究领域。中国的资源环 境问题尤为严重，同时也是世界上生态环境脆弱区分布面积最大、脆弱生态环境类型最 多、环境脆弱性表现最明显的国家之一。加强生态环境脆弱性研究，对环境脆弱区保护 和解决生态环境恶化问题都具有重要意义。 目前，水环境脆弱性定量评价与分析因地表水脆弱性影响原因的复杂性等原因，国 内外相关报道有限，本文致力于探讨我国北方沿海盐碱区水资源脆弱性定量评价和分析 的指标体系，旨在对区域水环境的保护和合理开发利用提供一定的参考。 地下水脆弱性用英文

32、表示是G r o u n d w a t e rv u l n e r a b i l i t y ，也有用G r o u n d w a t e r c o n t a m i n a t i O i lp o t e n t i a l 或S e n s i t i v i t yo fg r o u n d w a t e rt oc o n t a m i n a t i o n 等来表示。随着地下 水脆弱性研究的逐渐深入，地下水脆弱性的概念也在不断的丰富和完善。国外对地下 水脆弱性的研究较早，始于6 0 年代晚期，到目前为止己将近4 0 年，国内外水文地质学 家都从不同角度对这一概念

33、提出了各自的观点( W a l k e r1 9 6 9 ；A l b i n e t1 9 7 0 ；A 1 l e r 等1 9 8 7 ； F o s t e r1 9 8 7 ；G o l d b e r g1 9 9 3 ；V r b a1 9 9 4 ；C o s t2 0 0 2 等) ，但是至今还没有一个明确统一 的定义，只是普遍认可将地下水脆弱性分为本质脆弱性和特殊脆弱性：( 1 ) 本质脆弱 性需考虑当地水文地质条件，但与污染物的性质和污染过程无关。( 2 ) 特殊脆弱性需 考虑污染物的性质，并且要认识到其与当地水文地质条件的关系。 尽管目前国内外都倾向于美国国家科学研究委

34、员会关于将地下水脆弱性分为两类 的主张，但那是由目前的研究水平决定的，一个能被普遍认可并接受的地下水脆弱性概 念尚未形成。 国内少量地表水资源脆弱性的研究成果大多停留在对某个区域或者流域地表水资 源脆弱性的定性分析上。2 0 0 2 年刘绿柳提出了水资源脆弱性的概念：水资源系统易于遭 山东垦利县水环境脆弱性研究 受人类活动、自然灾害威胁和损失的性质和状态，受损后难于恢复到原来状态和功能的 性质。也有学者提出地表水脆弱性的概念是特定地域天然或人为的地表水资源系统在服 务于生态经济系统的生产、生活、生态功能过程中，或者在抵御污染、自然灾害等不良 后果出现过程中所表现出来的适用性或敏感性。 水环境脆

35、弱性分析及其制图是目前及将来一段时期国际水文地质和环境科学研究 的热点和前沿课题，是水环境污染防治的基础。各国学者都在积极探索水环境污染脆弱 性分析与制图的有效方法。中国在此领域的研究刚刚起步，缺乏系统深入的工作。已有 监测资料表明，中国大多数城市的水环境已受到不同程度的污染，但污染的形成与分布 规律还不十分清楚。中国水文地质条件有其地域特色，有别于国外的水文地质条件，照 搬国外的评价指标是不行的。而中国的水环境脆弱性的研究多集中在城市或集中式水源 地等地区，沿海盐碱区的水环境脆弱性评价的研究较少，因此，提出适合中国沿海盐碱 区水文地质条件的地下水环境脆弱性分级评判指标体系，显得尤为重要。 1

36、 1 3 水环境脆弱性评价研究进展 1 1 3 1 国外研究进展 国外地下水脆弱性评价应用最为典型的是美国环保署于1 9 8 7 年提出的D R A S T I C 方法，这种方法在国外应用很广泛，1 9 8 7 年美国环保署提出D R A S T I C 方法后，国外的 大部分地下水系统脆弱性评价都以此方法为基础，有些在评价过程中还结合当地的具体 情况对此方法进行了改进。如：2 0 0 2 年，T A L Z a b e t 利用这种方法对阿拉伯东部一个 地区的含水层的脆弱性进行了评价；2 0 0 3 年，D T h i m m a l a i v a s a n 等利用层次分析法 ( A

37、肿) D R A S T I C 方法对印度泰米尔A f o o t 北部的一个次分水岭进行了含水层的特殊 脆弱性的评价，A H P D R A S T I C 方法是对传统的D R A S T I C 法进行修正，结合研究区的 水文地质情况得到各参数的评分体系以及权重，并与A r c v i e w 结合起来评价含水层的特 殊脆弱性。此外，B F A l e m a w 等于2 0 0 4 年利用G I S 对博茨瓦纳东南部K a n y e 水井区地 下水脆弱性进行模拟及评价，作者将土壤类型，地质地图以及8 2 个钻孔的相关信息输 入到G I S 系统中，使用泰勒多边形来划分研究区对于污染

38、的脆弱性，取得了比较科学的 结果；近年来，G I S 、神经网络以及模糊逻辑技术在许多水文地质研究中都得以应用， 但很少有研究能够探讨敏感性分析，面对这种情况，B D i x o n 在空间范围内通过将G I S 与模糊神经网络结合起来以检验用于评估地下水脆弱性的模糊神经网络模型的敏感性。 模糊神经网络模型是在J A V A 平台上利用N E F C L A S S J 软件开发出来的，所以可将它与 G I S 结合在一起应用。可以预见，此模型在地下水脆弱性评价中将会起到很重要的角色。 4 污染尤其是农药污染的脆弱性。2 0 0 5 年，G P P a n a g o p o u l o u

39、s 等又将D R A S T I C 与统计法 和G I S 相结合，对希腊伯罗奔尼撒半岛西南部地区地下水脆弱性进行了评价。同年，I n s a f S B a b i k e r 等将G I S 与D R A S T I C 模型结合起来对日本中部G i 如地区K a k a m i g a h a r a 高原 的含水层脆弱性进行评估。2 0 1 0 年，D h u n d iI P a t h a k 等将D R A S T I C 与A H P 一模糊评 价法及G I S 相结合，评价了尼泊尔K a t h a m n d u 山谷的浅层地下水脆弱性。 1 1 3 2 国内研究进展 国

40、内水资源系统脆弱性研究目前基本上可归为三种类型：基于气候变化和人类活 动影响下的水资源供需关系的变化。唐国平定义水资源脆弱性为水资源系统在气候变 化、人为活动等的作用下，水资源系统的结构发生改变、水资源数量的减少和质量降低， 以及由此引发的水资源供给、需求、管理的变化和旱涝等自然灾害的发生。将水资源系 统的脆弱性仅仅限制在气候变化下水资源的供需关系上，比较片面。秦大河认为水资源 系统对气候变化的脆弱性是指气候变化对水资源可能造成的损害的程度，它是敏感性和 适应性两个因素的函数。前者反映水资源系统的自然属性，后者反映水资源系统的社会 属性。这种方法相对较全面地反映了自然和社会对水资源系统脆弱性的

41、影响，但只停留 在理论阶段，没有针对某一地区的具体的研究成果。由水资源系统对气候变化的敏感 性来反映水资源系统的脆弱性。王国庆、刘春臻研究了水资源对气候变化的敏感性，该 法是通过水资源系统对气候变化的敏感性来间接表示其脆弱性。由地下水脆弱性的定 义引申出水资源系统的脆弱性。刘绿柳认为水资源系统的脆弱性是水资源系统易遭受人 类活动、自然灾害威胁和损失的性质和状态，受损后难于恢复到原来状态和功能的性质。 将水资源系统的脆弱性按照地下水脆弱性的分类将其分为本质脆弱性和特殊脆弱性，量 化地计算了水资源系统的脆弱度。但是该指标体系仅罗列了一些经济指标，而未考虑水 资源系统的资源功能和生态功能。杨燕舞提出

42、水资源的脆弱性是指由自然环境和人类活 地下水脆弱性评价研究方面的实例很少，而综合考虑本质因素和特殊因素进行区域地下 水环境脆弱性综合评价的研究就更少了。主要研究成果有：刘淑芳于1 9 9 5 年研究了河 北平原的地下水防污性能，选用地下水位埋深、粘性土厚度和含水层厚度为评价因素， 就其研究内容来说是地下水本质脆弱性评价；大连理工大学于1 9 9 6 年应用D R A S T I C 指标法对大连沿海地区地下水环境脆弱性进行了评价，这是D R A S T I C 指标法在我国较 早的应用，属于地下水本质脆弱性评价；郑西来等于1 9 9 7 年在研究西安市潜水脆弱性 的过程中，既考虑了包气带、含水

43、层等水文地质内部特征，又考虑了污染源特征，属于 地下水的本质脆弱性和特殊脆弱性综合评价，是国内研究地下水环境脆弱性比较成功的 实例；皇甫行丰于1 9 9 9 年研究了新乡市地下水防污性能，选用了包气带厚度、包气带 粘性土厚度和含水层厚度为评价因素，该研究属于城市地下水本质脆弱性评价；付素蓉 于2 0 0 0 年研究了城市地下水污染敏感性，在D R A S T I C 指标法的基础上，考虑了污染物 的影响，提出了D R A M I C 模型，属于城市地下水本质脆弱性与特殊脆弱性综合评价。 浙江大学董亮等于2 0 0 2 年应用D R A S T I C 评价了西湖流域地下水污染风险，现已成功应

44、用于西湖的污染防治工作中，取得良好效果；马金珠等于2 0 0 3 年结合干旱区的特点选 取了合适的指标对干旱地区的地下水脆弱性特征及评价方法进行了探讨；雷静于2 0 0 3 6 山东农业大学硕士学位论文 年在国内首次应用数值模拟模型进行唐山市平原区地下水系统脆弱性评价；郑西来等于 2 0 0 4 年运用D R A S T I C 指标法，以M a p l n f o 为工具，对山东省青岛市大沽河水库地下水 进行了全面的脆弱性评价，此研究为该地区防治地下水污染提供了一定的依据；在研究 方法上，国内研究仍多以常规的综合指数法与模糊综合评判模型为工具来进行研究，与 国外的研究水平存在着不小的差距。但

45、由于国内学者对这一问题重视程度的提高，也开 始出现应用现代3 S 技术进行地下水脆弱性辨识的研究成果。 在地下水脆弱性评价中，评价指标体系的选取至关重要。由于影响地下水脆弱性的 因素指标很多，其中有定性指标，也有定量指标，并且它们之间的关系也错综复杂。所 以在确定评价指标体系时，如何解决以上问题和定性指标的量化标准问题目前尚无较好 的办法。 地下水脆弱性研究将依赖于并促进包气带水文地质学的发展，反过来，包气带水文 地质学的发展又将促进地下水脆弱性的研究。一方面，地下水脆弱性研究离不开包气带 溶质迁移、渗流理论，作为溶质迁移的载体，包气带水渗流的微观机制和宏观规律的研 究成为人们关注的重要问题；

46、另一方面，包气带水文地质学的发展将促进包气带溶质迁 移和渗流理论的改进与完善，进而推动地下水脆弱性的研究。 近几年来，随着G I S 技术的日益普及与完善，使多变量多数据的复杂系统研究跨上 一个新台阶。虽然G I S 技术已经在地下水脆弱性评价中得到应用，但G I S 技术与地下水 脆弱性评价的结合程度还不够，而且它们之间的适应程度也不够，主要矛盾是目前所获 得的信息量满足不了G I S 的要求。从地下水脆弱性评价的技术措施角度来看，G I S 技术 与各种数学模型的结合将是地下水脆弱性评价的一个最主要的发展方向。 1 2 水环境脆弱性研究方法 1 2 1 模型法 ( 1 ) D R A S

47、T I C 模型。D R A S T I C 模型是基于7 个等级因素的数字分类模型，其中：D 为地下水埋深，R 为补给量，A 为含水层岩性，S 为土壤层结构，T 为地形，I 为渗流区 影响，C 为水力传导系数；每个因子和权重的乘积就是D R A S T I C 指数，用这一指数来 反映地下水脆弱性。也可以根据潜水和承压水的不同将模型简化为D R T A 模型和D L C T 模型，其中：潜水防污性能评价用D R T A 模型，D 为地下水埋深，R 为包气带介质，T 为包气带介质厚度，A 为含水层厚度；承压水时用D L C T 模型，D 为承压含水层埋深， L 为隔水层岩性，C 为隔水层连续性

48、，T 为隔水层厚度。 7 山东垦利县水环境脆弱性研究 ( 2 ) L e g r a n d 模型。需要考虑5 个因子( D 为水位埋深、S 为包气带介质、C 为渗透系 数、G 为水力坡度、H 为固体废物排放场地的水平距离) ，防污性能指数D I 的计算公式 为D I = D + S + C + G + H 。D I 值越大地下水防污性能越好，反之越差。 ( 3 ) G O D 模型。只需考虑3 个因子( G 为地下水类型、O 为盖层岩性、D 为水位埋深) ， 防污性能指数D I = G O D 。D I 值越大地下水防污性能越差，反之越好。 ( 4 ) S I G A 模型。此模型对防污性能评分比较准确，但评价所需参数很难得到。评分 越高防污性能越差，反之越好。I b e K M 等分别用D R A S T I C 、L e g r a n d 、G O D 和S I G A 等 4 种模型，对尼日利亚地下水防污性能进行了评价比较，结果见表1 1 。 表1 1 模型评价结果比较 T a b 1 - lM o d e le v a i u a t i o nr e s u l t ( 5 ) A V I