地下水污染预警体系的研究

裴晓峥

(山西晋环科源环境资源科技有限公司，山西 太原 030024)

引 言

地下水是人类生产、生活用水的重要的来源，地下水质的质量状况直接关系到人类的生产、生活安全。随着人类活动对地下水环境影响的不断加剧，地下水的水质状况不断的恶化，给人类的生产、生活造成了较大的影响。地下水的污染预警主要是指对地下水的水质状态进行不间断的定量和定性的分析，确定其发生变化的趋势，根据监测结果给出不同的预警信息，便于对地下水水质进行保护。因此地下水的水质污染预警体系应包括水质预警指标、水质的监测预警模型以及根据不同污染状况设定不同的预警等级，建立起一个地下水的水质预警数据资源库及决策支持体系。本文所研究的地下水水质污染预警体系为区域地下水水质监测提供了一个重要的方法，能够有效地降低地下水水质污染所造成了影响，能够对地下水的污染及时作出反应，采取有效措施防止水质的进一步恶化，具有十分重要的应用价值。

1 地下水的水质污染预警体系

地下水的水质污染预警体系可以定义为一个具有多层次结构的体系模型，根据地下水水质监测的难易程度和预警监测全面性的要求，可建立如图1所示的区域地下水水质的污染预警体系[1]。

由图1可知，在该预警体系的层次结构中，其包含了单个水井中的水质预警，也包含监测区域内的

图1 地下水的水质污染预警体系层次结构模型

全面的水质的污染预警，包含了从点到面的全面的水质污染预警评价结构，其构成了完整的预警系统，由于地下水处于不断流动和补充的状态，是一种水质特性随时间和地点不断发生变化的复杂的系统，因此在对区域内的地下水水质污染进行预警时需要考虑监测区域的地下水的水质的地下空间特性，在对地下水水质污染预警时，需要分为当前状态预警和水质发展趋势的预警。

2 水质污染预警评价标准

为了对地下水水质污染程度及水质状态变化趋势进行准确描述，呈现不同的预警状态等级，首先对水质进行评价标准赋值。在建立监测点的水质评价等级时，以国家水质标准为基础，根据综合污染指标法对监测点的水质污染状况进行评价，可表示为[2]：

(1)

式中：P为水质综合指标；n为实测水质因子数量；Ci为各水质因子的含量；Coi为各水质因子的最高允许标准。

不同水质综合指标所对应的预警级别和等级编号，如第45页表1所示。

表1 不同水质因子对应的预警级别

在进行单个监测点水质状态分析的基础上，将整个监测区域内的所有监测点的监测结果进行联立，使其呈网格化分布，并采用泛克里格法进行空间评估，然后根据监测区域内的任何一个网格上的水质情况，按照各个监测点的水质的等级编号EP在该监测区域内发生的概率进行评估该监测区域内的水质污染等级，用数学公式可表示为[3]：

P[E(t)≤EP]≥α

(2)

式中：E(t)为某时刻的监测的水质污染情况；EP为

各监测点的水质等级编号；α为监测区域内的水质的保证率。

由各个监测点的水质状态推算出的监测区域的水质状态等级，如表2所示。

表2 各监测区域内的水质状态评价结果

3 地下水水质污染预警体系总体结构

基于地理信息系统的地下水质污染预警体系的总体结构，如图2所示。

图2 前连杆销接点处力传递系数变化情况

由图2可知，该预警体系主要包括地理信息系统(GIS)数据库[4]、水质信息模块、预警专题以及图形模块。

在地理信息系统(GIS)数据库中利用空间测量地图，对监测区域内的地理信息情况(河流、湖泊分布、土地利用、垃圾处理站、各水质监测站点、地下水分布信息等)进行汇总表并以三维地图的形式储存在数据信息系统中。

水质信息模块，主要用于对各监测站点的水质状态进行不间断监测，并根据监测结构实时显示出各监测站点内的水质变化情况及水质等级编号，同时能够对各监测站点要监测的水质因子的情况进行显示和查询。

预警专题，该模块是地下水水质污染预警体系的核心系统，主要是对各水质监测站点的水质进行分析并判断水质状态，利用各监测点位的水质情况在预先编制的逻辑判断程序的作用下判断整个监测区域内的水质状态，对水质变化趋势进行分析并发出相应的预警信号，通过不同颜色等级的信号表示水质状态。

4 结语

对基于地理信息系统的地下水质污染预警体系的整体结构及原理进行了分析，同时对在该预警体系内单个监测点和监测区域内水质的预警评价标准及计算方法进行了分析，结果表明。

1) 该水质污染预警体系不仅能有效的对单个监测点的水质污染状况进行评价和预警而且能够有效的对监测区域内的水质状态进行分析评价和预警。

2) 该水质污染预警体系集地理信息、水质监测、预警、评价于一体，可靠性高、适应性强，能极大的提升对区域地下水水质状态监测效率和监测准确性。