防治工作縮減至較小范圍,大大提高流域氮污染防控效益,降低氮污 染防控難度;
[0027] (3)本發(fā)明的流域尺度地下水向地表水氮輸運(yùn)阻斷優(yōu)先控制區(qū)劃分方法,綜合考 慮地下水與地表水的相互作用關(guān)系、地下水氮污染程度和地下水遭受氮污染的風(fēng)險(xiǎn)=方 面,更為綜合全面。該技術(shù)方案彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)忽略氮污染隨地下徑流進(jìn)入地表水體運(yùn)一 過(guò)程造成的不足,為流域尺度的地下水-地表水氮污染綜合防控提供了新思路。
【附圖說(shuō)明】
[00%]圖1為流域尺度地下水向地表水氮輸運(yùn)阻斷的優(yōu)先控制區(qū)劃分表征體系。
[0029] 圖2為本發(fā)明實(shí)例中2006年流域地下水位高于地表水位點(diǎn)位分布圖。
[0030] 圖3為本發(fā)明實(shí)例中2007年流域地下水位高于地表水位點(diǎn)位分布圖。
[0031 ]圖4為本發(fā)明實(shí)例中2008年流域地下水位高于地表水位點(diǎn)位分布圖。
[0032] 圖5為本發(fā)明實(shí)例中2006年流域地表水位高于地下水位點(diǎn)位分布圖。
[0033] 圖6為本發(fā)明實(shí)例中2007年流域地表水位高于地下水位點(diǎn)位分布圖。
[0034] 圖7為本發(fā)明實(shí)例中2008年流域地表水位高于地下水位點(diǎn)位分布圖。
[0035] 圖8為本發(fā)明實(shí)例中流域地下水硝酸鹽污染等級(jí)分區(qū)圖。
[0036] 圖9為本發(fā)明實(shí)例中流域地下水亞硝酸鹽污染等級(jí)分區(qū)圖。
[0037] 圖10為本發(fā)明實(shí)例中流域地下水氨氮污染等級(jí)分區(qū)圖。
[0038] 圖11為本發(fā)明實(shí)例中流域地下水氮污染等級(jí)分區(qū)圖。
[0039] 圖12為本發(fā)明實(shí)例中地下水埋深指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0040] 圖13為本發(fā)明實(shí)例中凈補(bǔ)給量指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0041] 圖14為本發(fā)明實(shí)例中含水層富水性指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0042] 圖15為本發(fā)明實(shí)例中±壤類型指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0043] 圖16為本發(fā)明實(shí)例中包氣帶介質(zhì)類型指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0044] 圖17為本發(fā)明實(shí)例中±地利用類型指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0045] 圖18為本發(fā)明實(shí)例中地下水開(kāi)采量指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0046] 圖19為本發(fā)明實(shí)例中流域地下水氮污染特殊脆弱性等級(jí)分區(qū)圖。
[0047] 圖20為本發(fā)明實(shí)例中流域地下水向地表水氮輸運(yùn)阻斷的優(yōu)先控制區(qū)等級(jí)分區(qū)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部 分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出 創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0049] 本發(fā)明提供的一種流域尺度地下水向地表水氮輸運(yùn)阻斷優(yōu)先控制區(qū)劃分方法過(guò) 程如圖1所示。
[0050] 本實(shí)施例選用的研究區(qū)采用淮河流域,位于我國(guó)中東部,長(zhǎng)江流域與黃河流域之 間,包括河南、安徽、山東、江蘇4省的35個(gè)地市、222個(gè)縣(縣級(jí)市、區(qū)),流域面積約27 X 104km2?;春尤L(zhǎng)約1000公里,兩岸支流眾多,地下水與地表水開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度大、相互作用復(fù) 雜。目前,氮已成為淮河流域的首要污染因子,流域內(nèi)國(guó)控?cái)嗝姘钡瑯?biāo)多在1-3倍,最大達(dá) 10倍W上。流域地下水氮濃度普遍超標(biāo),尤W淺層地下水中為甚,淺層井水中硝酸鹽、亞硝 酸鹽和氨氮超標(biāo)率達(dá)13.92%、21.41 %和27.84%。且淮河流域中與地表水發(fā)生直接水力聯(lián) 系、存在水量交換的主要限于淺層地下水,深層地下水與地表水沒(méi)有直接水力聯(lián)系,基本不 存在直接的水量交換,因此本實(shí)例研究對(duì)象為淮河流域淺層地下水。
[0051] 步驟1、根據(jù)地下水與地表水的相互作用關(guān)系,初步確定研究區(qū)內(nèi)的優(yōu)先控制區(qū)識(shí) 別祀?yún)^(qū):根據(jù)流域地下水源、匯區(qū)分布和地下水、地表水水位W及水文地質(zhì)條件,確定可能 存在地下水向地表水排泄的區(qū)域,所述區(qū)域即優(yōu)先控制區(qū)識(shí)別祀?yún)^(qū);
[0052] 具體包括W下過(guò)程:比較各區(qū)域地下水、地表水水位W及水文地質(zhì)條件,圈畫(huà)地下 水水位高于地表水水位所在區(qū)域,根據(jù)水文地質(zhì)條件,確定區(qū)域源、匯區(qū)分布;從圈畫(huà)區(qū)域 中除去流域尺度上的源區(qū)區(qū)域,剩余區(qū)域即為可能存在地下水向地表水排泄的區(qū)域。
[0053] 所述比較各區(qū)域地下水、地表水水位,選取枯水期、平水期、豐水期=水文期水位 分別進(jìn)行對(duì)比。對(duì)于本實(shí)例,由于研究區(qū)地下水位相對(duì)穩(wěn)定,而地表水位在不同水文期變動(dòng) 較大,故選取多年常年份=水文期平均地表水位與全年平均地下水水位進(jìn)行對(duì)比。
[0054] 基于流域水文地質(zhì)條件,地下水、地表水水位關(guān)系(圖2至圖7),依據(jù)《淮河流域環(huán) 境地質(zhì)綜合研究報(bào)告》、《淮河流域地下水資源保護(hù)專項(xiàng)規(guī)劃》,可知區(qū)域上流域西部和東北 部山區(qū)為主要的源頭區(qū),東部為匯區(qū),在淮河流域中部、北部及東部平原地區(qū),河流中下游 地下水水位普遍高于地表水水位,地表水與地下水間相互作用方式W地下水補(bǔ)給地表水為 主;而在淮河流域西部、西南部及東北部山丘區(qū),其處于區(qū)域地下水的源頭區(qū),河流上游W 地表水補(bǔ)給地下水為主,基本不存在地下水向地表水的排泄。
[0055] 因此,通過(guò)地下水與地表水相互作用關(guān)系可知,在淮河流域中部、北部及東部平原 地區(qū)普遍存在不同程度的地下水向地表水排泄。由此,可確定研究區(qū)內(nèi)的優(yōu)先控制區(qū)識(shí)別 祀?yún)^(qū)范圍為流域中部、北部及東部平原地區(qū),其余西部、西南部和東北部山丘區(qū)域則為其他 非優(yōu)先控制區(qū)域。
[0056] 步驟2、在優(yōu)先控制區(qū)識(shí)別祀?yún)^(qū)內(nèi),對(duì)地下水氮污染等級(jí)進(jìn)行劃分,形成地下水氮 污染等級(jí)分區(qū)圖,W反映地下水氮污染程度;
[0057] 具體包括W下過(guò)程:選取氮污染物:硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮中的一種或一種W上 作為指標(biāo);根據(jù)地下水水質(zhì)調(diào)查分析資料或水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料獲取氮污染物含量,根據(jù)《GB/ T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)各項(xiàng)氮污染指標(biāo)分別進(jìn)行評(píng)價(jià),形成各項(xiàng)氮污染物的污染 等級(jí)分區(qū)圖;所述污染等級(jí)分區(qū)圖均基于GIS技術(shù),針對(duì)氮污染物含量的點(diǎn)狀矢量數(shù)據(jù)通過(guò) 地統(tǒng)計(jì)分析空間插值法,將點(diǎn)狀矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行插值并輸出柵格類型數(shù)據(jù),依據(jù)地下水質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插值后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行重分級(jí),得到并形成污染等級(jí)分區(qū)圖;對(duì)于優(yōu)先控制區(qū)識(shí)別 祀?yún)^(qū)內(nèi)的各個(gè)區(qū)域,取各項(xiàng)氮污染物污染等級(jí)的最高值為該區(qū)域最終的氮污染等級(jí),形成 地下水氮污染等級(jí)分區(qū)圖。
[0058]對(duì)于本實(shí)例,由于淮河流域地下水中主要的氮化合物為離子態(tài)的硝酸鹽、亞硝酸 鹽和氨氮,因此,選取氮":硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮污染等級(jí)為評(píng)價(jià)指標(biāo),依據(jù)《GB/ T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中"立氮"污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表1),分別對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)?;贏rcGIS 軟件,形成硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮污染等級(jí)分區(qū)圖(圖8、9、10),將硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮 污染等級(jí)分區(qū)圖進(jìn)行直接疊加,W疊加形成的各多邊形為單元,取氮"污染等級(jí)的最高 值為該區(qū)域最終的氮污染等級(jí),最終將氮污染等級(jí)由低到高分為1級(jí)至5級(jí)(最低-最高),如 圖11所示,地下水氮污染等級(jí)越高,則地下水氮污染程度越高。
[0化9]
[0060] 表1地下水中氮"污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)
[0061] 步驟3、在優(yōu)先控制區(qū)識(shí)別祀?yún)^(qū)內(nèi),進(jìn)行地下水氮污染特殊脆弱性等級(jí)劃分,得到 地下水氮污染特殊脆弱性等級(jí)分區(qū)圖,W反映地下水遭受氮污染的風(fēng)險(xiǎn);
[0062] 具體包括W下步驟:
[0063] (3-1)根據(jù)鉆孔、經(jīng)驗(yàn)值或野外抽水試驗(yàn)結(jié)果獲取地下水氮污染特殊脆弱性評(píng)價(jià) 指標(biāo)和參數(shù);
[0064] (3-2)基于層次分析法,對(duì)兩兩指標(biāo)的重要性進(jìn)