地下水资源开发利用风险评价研究

2023-08-29李秀玲

河南水利与南水北调 2023年7期

李秀玲

（睢县水利局，河南睢县 476900）

0 引言

地下水资源开发利用风险评价是指在地下水（内因）、人类活动（外因）、生态环境、社会经济作用下，对地下水资源系统不稳定性损失进行的评价。地下水开发利用风险系统的特征主要为多目标性、突变型、耗散性、空间性、适应性、目的性、总体性和整体性、层次性、关联性、集合性。对此，国内外学者对此进行大量的研究，冶雪艳等采用突变理论对黄河下游13 个沿黄地区地下水开发风险进行了评价，研究表明，该方法在地下水开发风险评价中是可行的；王曼丽等采用折减系数，对地下水污染风险评价进行了探究，该方法把污染物毒性与污染物到达地下水面的量放在同一层次，使得地下水污染风险评价的结果更具说服力。基于此，文章采用突变理论法对地下水资源开发利用风险进行评价，研究保障了某区地下水的可持续利用。

1 地下水资源开发利用风险评价内容及影响因素

1.1 地下水开发风险评价内容

地下水开发风险评价内容为社会和经济因素状况、生态环境因素状况、水质和水量因素状况、含水介质自然状况4 个方面（表1）。

表1 地下水开发风险评价内容表

1.2 地下水资源开发风险的影响因素

地下水资源开发风险的影响因素主要由经济因素、社会因素和自然因素组成，具体见表2。

表2 地下水资源开发风险的影响因素表

2 地下水资源开发利用风险评价方法

地下水资源开发利用风险常用的评价方法主要有网络模型法、突变理论法、贝叶斯分法、灰色关联（GRA）分析法、模糊综合评价法、调查和专家打分法等。

文章采用突变理论法对地下水资源开发利用风险进行评价，该方法经过连续变化、缓慢变化之后，在一定外界条件下产生不连续的变化，使用突变理论法，进行综合量化运算，得到总的隶属函数，从而对地下水资源进行决策和评价。

3 风险评价指标体系

地下水资源开发利用风险评价指标体系建立原则：独立性原则、可比性与灵活性相结合原则、层次性和系统性相结合原则、静态性和动态性相结合原则、可操作性、全面性相结合原则、定量分析和定性分析相结合原则、概括性和全面性相结合原则。

指标体系结构由4 级指标组成：其中，一级指标（目标层）为地下水资源开发利用风险评价指标体系；二级指标（准测层1）主要由自然状况（A1）、开发利用状况（A2）、生态环境状况（A3）、社会经济状况（A4）组成；三级指标（准测层2）主要由含水层特征（B1）、源汇项特征（B2）、气象特征（B3）、资源量特征（B4）、开采量（B5）、水质（B6）、用水率（B7）组成；四级指标（指标层）主要有地面坡度、含水层岩性、地下水深度等29 个指标。指标体系结构如图1所示。

图1 指标体系结构图

4 研究区地下水开发风险评价

4.1 研究区概况

研究区地理位置位于某市的南部，东部和武统桥区相接、南部和沐川县相接、西部和峨边县相接。

气象。研究全年平均降雨量为200 d，最大降雨量为1 950 mm，平均年降雨量为1 264 mm，常年降雨量为920～1 900 mm，平均气温为26℃。

研究区流域面积超300 km2，流长24 km。

4.2 指标的选取

根据第3 章节地下水资源开发利用风险评价指标体系的建立，结合研究区具体概况，文章选择的指标体系为增长率（C1）、城市化率（C2）、人口增长率（C3）、地下水占总用水比（C4）、地下水质等级（C5）、地下水开采程度（C6）、地下水可采模数（C7）、地下水补给模数（C8）、年平均蒸发量（C9）、年平均降水量（C10）、潜水蒸发系数（C11）、降水入渗系数（C12）、地下水水位埋深（C13）、含水层厚度（C14）、渗透系数（C15）。研究区地下水开发利用风险指标体系结构表如表3所示。

表3 研究区地下水开发利用风险指标体系结构表

根据第2 章节突变理论法，各个指标权重分别为：A1＜A2＜A3，B1＜B2＜B3＜B4＜B5＜B6＜B7＜B8，C1＜C2＜C3＜C4＜C5＜C6＜C7＜C8＜C9＜C10＜C11＜C12＜C13＜C14＜C15。

地下水开发风险评价指标值见表4。

表4 地下水开发风险评价指标值表

根据计算，将研究分为3 个大区（平原区、丘陵区、山区），然后分为8 个亚区。8 个亚区具体分区结果为：侵蚀堆积漫滩I-1 区，面积为47.92 km2；冰水堆积平原I-2 区，面积为8.82 km2，浅丘Ⅱ-1区，面积为18.11 km2；中丘Ⅱ-2区，面积为48.36 km2；深丘Ⅱ-3 区，面积为21.94 km2；低山Ⅲ-1 区，面积为155.61 km2；中低山Ⅲ-2 区，面积为54.36 km2，中山Ⅱ-3 区，面积为255.77 km2。某区地下开发利用风险评价分区图和综合评价结果如图2所示。