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水文地質(zhì)
地下水污染評價(jià)的要求
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-11-03 13:50:47瀏覽次數:1007
包括兩方面內容:地下水污染評價(jià)與地下水質(zhì)量評價(jià)。污染評價(jià)必須首先確定背景值,然后用現狀地下水中污染物實(shí)際濃度與背景值比較。質(zhì)量評價(jià)則是將現狀地下水中某成分實(shí)際濃度與某一標準值進(jìn)行比較。
1.尋找未污染區,確定背景值
在確定背景值之前,應首先剔除異常點(diǎn)。剔除方法有散點(diǎn)圖法、平均值加標準差法等,以確定未污染區。
1)散點(diǎn)圖法。先把某些特征量的取樣值點(diǎn)在散點(diǎn)圖上,宏觀(guān)地剔除離群的最大或最小值,以便去掉可能的污染值及異常值。特征量的平均值加減三倍標準差可作為異常值的上、下限,大于或小于此值的樣品均可作為異常剔除。這就是平均值加標準差法。經(jīng)異常剔除后,可采用如下方法確定背景值。
2)平均值法。以樣品某組分的算術(shù)平均值作為該組分的環(huán)境背景值。背景值應為一個(gè)范圍值,用平均值加減一個(gè)標準差作為背景值會(huì )更合理。當環(huán)境單元較大而樣品較少時(shí),可用平均值加兩倍標準差作為背景值。
3)趨勢分析法。經(jīng)異常剔除后,可對元素或組分進(jìn)行趨勢分析,做出二次或三次趨勢面圖,可清晰地反映出地下水背景值及其分布。
根據系列樣品可做出系列圖,可得到不同時(shí)間的地下水背景值,反映背景值的時(shí)間差異性,還可反映出研究區的各種局部變化。
2.污染區
1)比擬法。選擇與污染區地下水形成條件相似的未污染區進(jìn)行對照比較,把未污染區各特征量的背景值作為污染區地下水的環(huán)境背景值。
2)剖面圖法。在調查區選擇-條或幾條穿過(guò)污染源的剖而采取水樣,以元素含量為縱坐標,取樣位置為橫坐標作水化學(xué)剖面圖,在該圖上作平行于橫軸的直線(xiàn),使遠離污染源的取樣點(diǎn)均勻地分布在此直線(xiàn)上下,把該直線(xiàn)與縱軸的交點(diǎn)作為背景仇的平均值。在此直線(xiàn)上下各作一條外包線(xiàn),使絕大部分遠離污染源的取樣點(diǎn)均處于此二直線(xiàn)之間,兩條外包線(xiàn)所表示的糾分含量范圍,即為背景值區間。
3)變差曲線(xiàn)法。在同一環(huán)境地質(zhì)單元內,地下水中的元素含量多屬于正態(tài)分布,以眾數值為背景值或以眾數值加減標準偏差為背景值。
4)歷時(shí)曲線(xiàn)法。雖然環(huán)境背景值會(huì )有時(shí)間差異性,但它和區域差異性一樣,是漸變并有一定限度的。當地下水中某物理化學(xué)要素隨時(shí)間出現跳躍性變化時(shí),往往是系統特征發(fā)生了很大改變,一般是污染原因造成的,可取未發(fā)生跳躍的部分作為背景值:使用這一方法也可剔除一些偶然因素造成的水質(zhì)變化。此法要求樣點(diǎn)代表性要好。
5)趨勢分析法。雖然有污染區的存在,所提取的趨勢項基本可作為背景看待,殘差項則表示了污染區的存在。
3.取樣點(diǎn)的布設與選取方法
在對某一地區進(jìn)行環(huán)境背景值調查時(shí),需布設采樣點(diǎn);若利用已有資料,則需進(jìn)行樣點(diǎn)的選取。對于一些已發(fā)生污染的地區,既使立即取樣也很難反映地下水的背景狀況,所以充分利用以往資料更為重要。
采樣點(diǎn)的代表性和均衡性直接影響精度。首先,不同環(huán)境水文地質(zhì)單元必須有一定數量的代表點(diǎn),采樣點(diǎn)的數量應滿(mǎn)足數理統計的要求;其次,單元內的區域差異性也必須有所反映,即環(huán)境水文地質(zhì)條件有變化的地方均應布點(diǎn)或選點(diǎn)。有些情況下,如對一個(gè)地區是否受到污染影響或影響程度如何掌握不夠時(shí),應進(jìn)行系列采樣或樣點(diǎn)選取,以反映其時(shí)間差異性,目前一般采用單元法或網(wǎng)格法選樣或布點(diǎn)。
(1)單元法
在一般水文地質(zhì)工作基礎上,根據地下水的形成條件,埋藏特征和介質(zhì)特點(diǎn)等因素,劃分環(huán)境水文地質(zhì)單元,然后按單元布設或選取有代表性的、合理數量的采樣點(diǎn)。
(2)網(wǎng)格法
用經(jīng)緯線(xiàn)將區域劃分成網(wǎng)格,其邊長(cháng)根據研究精度確定,每個(gè)網(wǎng)格內的樣點(diǎn)可根據統計要求隨機選取。
單元法和網(wǎng)格法各有優(yōu)缺點(diǎn),二者應結合使用。首先根據區域水文地質(zhì)條件劃分環(huán)境單元,再在各單元內使用網(wǎng)格法,可根據各單元內條件的差異程度確定網(wǎng)格密度。
4.環(huán)境背景值的檢驗
采用不同的方法得到背景值后,應進(jìn)行適當的檢驗。每一環(huán)境單元應有一至幾個(gè)代表點(diǎn),進(jìn)行系列采樣或具備系列資料;當相應組分的歷時(shí)曲線(xiàn)分析與其他方法一致時(shí),背景值才是可靠的。
采用歷時(shí)曲線(xiàn)分析方法獲取背景值時(shí),因代表點(diǎn)數量有限,應截取某一時(shí)間斷面進(jìn)行空間上的背景值分析,如采用趨勢分析方法等,確定其區域上的組分或元素背景值與之一致。這一時(shí)間斷面則應是各組分、元素或物理量都最接近用歷時(shí)曲線(xiàn)法所確定的背景值的時(shí)間。
1.尋找未污染區,確定背景值
在確定背景值之前,應首先剔除異常點(diǎn)。剔除方法有散點(diǎn)圖法、平均值加標準差法等,以確定未污染區。
1)散點(diǎn)圖法。先把某些特征量的取樣值點(diǎn)在散點(diǎn)圖上,宏觀(guān)地剔除離群的最大或最小值,以便去掉可能的污染值及異常值。特征量的平均值加減三倍標準差可作為異常值的上、下限,大于或小于此值的樣品均可作為異常剔除。這就是平均值加標準差法。經(jīng)異常剔除后,可采用如下方法確定背景值。
2)平均值法。以樣品某組分的算術(shù)平均值作為該組分的環(huán)境背景值。背景值應為一個(gè)范圍值,用平均值加減一個(gè)標準差作為背景值會(huì )更合理。當環(huán)境單元較大而樣品較少時(shí),可用平均值加兩倍標準差作為背景值。
3)趨勢分析法。經(jīng)異常剔除后,可對元素或組分進(jìn)行趨勢分析,做出二次或三次趨勢面圖,可清晰地反映出地下水背景值及其分布。
根據系列樣品可做出系列圖,可得到不同時(shí)間的地下水背景值,反映背景值的時(shí)間差異性,還可反映出研究區的各種局部變化。
2.污染區
1)比擬法。選擇與污染區地下水形成條件相似的未污染區進(jìn)行對照比較,把未污染區各特征量的背景值作為污染區地下水的環(huán)境背景值。
2)剖面圖法。在調查區選擇-條或幾條穿過(guò)污染源的剖而采取水樣,以元素含量為縱坐標,取樣位置為橫坐標作水化學(xué)剖面圖,在該圖上作平行于橫軸的直線(xiàn),使遠離污染源的取樣點(diǎn)均勻地分布在此直線(xiàn)上下,把該直線(xiàn)與縱軸的交點(diǎn)作為背景仇的平均值。在此直線(xiàn)上下各作一條外包線(xiàn),使絕大部分遠離污染源的取樣點(diǎn)均處于此二直線(xiàn)之間,兩條外包線(xiàn)所表示的糾分含量范圍,即為背景值區間。
3)變差曲線(xiàn)法。在同一環(huán)境地質(zhì)單元內,地下水中的元素含量多屬于正態(tài)分布,以眾數值為背景值或以眾數值加減標準偏差為背景值。
4)歷時(shí)曲線(xiàn)法。雖然環(huán)境背景值會(huì )有時(shí)間差異性,但它和區域差異性一樣,是漸變并有一定限度的。當地下水中某物理化學(xué)要素隨時(shí)間出現跳躍性變化時(shí),往往是系統特征發(fā)生了很大改變,一般是污染原因造成的,可取未發(fā)生跳躍的部分作為背景值:使用這一方法也可剔除一些偶然因素造成的水質(zhì)變化。此法要求樣點(diǎn)代表性要好。
5)趨勢分析法。雖然有污染區的存在,所提取的趨勢項基本可作為背景看待,殘差項則表示了污染區的存在。
3.取樣點(diǎn)的布設與選取方法
在對某一地區進(jìn)行環(huán)境背景值調查時(shí),需布設采樣點(diǎn);若利用已有資料,則需進(jìn)行樣點(diǎn)的選取。對于一些已發(fā)生污染的地區,既使立即取樣也很難反映地下水的背景狀況,所以充分利用以往資料更為重要。
采樣點(diǎn)的代表性和均衡性直接影響精度。首先,不同環(huán)境水文地質(zhì)單元必須有一定數量的代表點(diǎn),采樣點(diǎn)的數量應滿(mǎn)足數理統計的要求;其次,單元內的區域差異性也必須有所反映,即環(huán)境水文地質(zhì)條件有變化的地方均應布點(diǎn)或選點(diǎn)。有些情況下,如對一個(gè)地區是否受到污染影響或影響程度如何掌握不夠時(shí),應進(jìn)行系列采樣或樣點(diǎn)選取,以反映其時(shí)間差異性,目前一般采用單元法或網(wǎng)格法選樣或布點(diǎn)。
(1)單元法
在一般水文地質(zhì)工作基礎上,根據地下水的形成條件,埋藏特征和介質(zhì)特點(diǎn)等因素,劃分環(huán)境水文地質(zhì)單元,然后按單元布設或選取有代表性的、合理數量的采樣點(diǎn)。
(2)網(wǎng)格法
用經(jīng)緯線(xiàn)將區域劃分成網(wǎng)格,其邊長(cháng)根據研究精度確定,每個(gè)網(wǎng)格內的樣點(diǎn)可根據統計要求隨機選取。
單元法和網(wǎng)格法各有優(yōu)缺點(diǎn),二者應結合使用。首先根據區域水文地質(zhì)條件劃分環(huán)境單元,再在各單元內使用網(wǎng)格法,可根據各單元內條件的差異程度確定網(wǎng)格密度。
4.環(huán)境背景值的檢驗
采用不同的方法得到背景值后,應進(jìn)行適當的檢驗。每一環(huán)境單元應有一至幾個(gè)代表點(diǎn),進(jìn)行系列采樣或具備系列資料;當相應組分的歷時(shí)曲線(xiàn)分析與其他方法一致時(shí),背景值才是可靠的。
采用歷時(shí)曲線(xiàn)分析方法獲取背景值時(shí),因代表點(diǎn)數量有限,應截取某一時(shí)間斷面進(jìn)行空間上的背景值分析,如采用趨勢分析方法等,確定其區域上的組分或元素背景值與之一致。這一時(shí)間斷面則應是各組分、元素或物理量都最接近用歷時(shí)曲線(xiàn)法所確定的背景值的時(shí)間。
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