胡暑月，王若帆，江 峰，焦 恒，易 瑞

(贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州 遵义 563000)

随着社会经济与科技发展，人类工程活动日渐加剧，人与环境之间的矛盾愈发严重。地下水是西南岩溶山区百姓生活的主要水源，在日常生活中起着十分重要的作用。因此研究和评价岩溶山区地下水脆弱性是十分必要的。地下水脆弱性是反映地下水系统所处环境条件优劣、衡量地下水抵御外界污染能力的一项综合指标[4]。我国从上世纪90年代引进该方法，近年来众多学者对该方法进行研究并在我国多地进行应用[5-10]。

西南岩溶山区，碳酸盐岩多裸露于地表，传统的DRASTIC评价方法难以适用于该区域，因此本研究采用层次分析法(AHP)[2-3]，以岩溶地下水系统——犀牛洞地下河系统为单元，根据实际情况量化权重因子，评价系统内地下水脆弱性。

1 研究区概况[1]

2 地下水脆弱性评价方法

地下水脆弱性是指地下水系统对人类(或)自然的敏感性。地下水脆弱性一般分为固有脆弱性和特殊脆弱性。地下水特殊脆弱性是指含水层对特定的污染物或人类活动所表现的敏感属性。它与污染源和人类活动有段，是动态、可变和人为可控制的[11]。系统内污染源以及人类工程活动十分强烈，本研究所述脆弱性为特殊脆弱性。

2.1 评价因子

根据系统内岩性分布情况、水文地质特征、污染源分布及人为工程活动对系统进行分区，以岩石地层(R)、含水介质类型(W)、岩溶类型(K)、岩溶发育程度(D)、地形地貌(T)、土层厚度(S)、植被覆盖率(V)、人为工程活动程度(E)、污染源(P)、人口密集程度(C)作为评价因子，采用层次分析法(AHP)[2-3]进行脆弱性评价。

2.2 评价因子量化

将岩石地层(R)、含水介质类型(W)、岩溶类型(K)、岩溶发育程度(D)、地形地貌(T)、土层厚度(S)、植被覆盖率(V)、人为工程活动程度(E)、污染源(P)、人口密集程度(C)评价因子，按照[1，5]之间的整数取分值，表1。

表1 评价因子量化分值对照表

2.3 评价因子权重

根据上述各评价因子量化分值，建立权重判定评定矩阵A，先将矩阵A按列求和并进行归一化处理，得到矩阵B；再将矩阵B按行求和得到矩阵V，将矩阵V进行归一化处理得到矩阵W，矩阵W既为各影响因子权重，见表2。

表2 层次分析法(AHP)各评价因子权重分配表

A=

B=

2.4 矩阵一致性检验

所谓一致性是指判断思维的逻辑一致性。采用一致性比率进行验证。

λmax为矩阵A×矩阵W后的竖向之和，通过计算得λmax=10.703，带入上式得：CI=(10.703-10)/(10-1)=0.078。

RI=(1.08+1.01+0.86+1.27+0.78+1.09+0.79+1.29+1.39+1.15)/10=1.0；

CR=0.078/1.0=0.078。

根据计算得：CR=0.078<0.1，当CR<0.1时，A的不一致程度在容许范围内，稀释可用A的特征向量作为权向量。

2.5 评价模型

建立符合研究区实际的地下水环境脆弱性模型。模型采用下式：

DI=Rw×Rr+Ww×Wr+Kw×Kr+Dw×Dr+Tw×Tr+Sw×Sr+Vw×Vr+Ew×Er+Pw×Pr+Cw×Cr

(1)

式中：DI为脆弱性综合指数R、W、K等为评价因子；角标w为各评价因子权重；角标r为各评价因子量化分值

2.6 地下水脆弱性等级划分

本次参照《地下水脆弱性评价技术要求》(GWI-D3)对地下水的脆弱性划分结果结合工作区实际情况，将工作区地下水环境脆弱性划分为五个等级，即：脆弱性很低、脆弱性较低、脆弱性较高低、脆弱性很高、脆弱性极高，见表3。

表3 地下水特殊脆弱性等级划分一览表

1-脆弱性很高 2-脆弱性较高 3-脆弱性很低 4-污染源 5-地下河管道及入、出口 6-有水落水洞 7-岩溶下降泉 8-监测井 9-受污染的下降泉

3 地下水脆弱性评价

3.1 系统内分区

根据系统内的岩性特征、水文地质条件等，将犀牛洞地下河系统分为3个亚区，即：石灰岩分布区(A1)、白云岩分布区(A2)、碎屑岩分布区(A3)，在根据污染源分布情况进一步分亚区，分区依据见表4。

表4 犀牛洞地下河系统地下水特殊脆弱性分区特征表

3.2 脆弱性评价

按上述分区结果及评价方法，对各个分区评价因子赋分值，再按照上述模型求取DI值，最后按表3进行评价，具体评价结果见表5、图1。

表5 犀牛洞地下河系统地下水特殊脆弱性评价分区一览表

(1)系统内石灰岩溶洞-管道含水介质分布区(A1-1、A2-1)受控于含水岩组、含水介质、土壤、植被等天然因素以及上游人为工程活动等，这些区域地下水脆弱性很高。

(2)系统东侧含水介质为白云岩溶孔-溶隙分布区(A2-3)，污染源集中分布，人口密集，人为工程活动强烈，地下水脆弱性很高，且该片区地下水已经受到污染。

(3)其他碳酸盐岩分布区(A1-2、A2-2)含水介质为白云岩溶孔-溶隙、石灰岩裂隙-溶洞，这些区域未见工矿企业等污染源分布且村寨分布稀少，但地下水脆弱性受含水岩组、含水介质、土壤、植被等天然因素控制，天然防护能力弱，地下水脆弱性较高。

(4)碎屑岩分布区(A3)，人口分布稀少，未见工矿企业等污染源分布，植被、土层覆盖良好，碎屑岩天然防护能力高，因此该区域地下水脆弱性很低。