灌区地下水承载力风险评价.pdf

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1、第35卷第4期华北水利水电大学学报(自然科学版)Vo1．35No．42014年8月JournalofNoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Aug．2014DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2014．04．003灌区地下水承载力风险评价屈吉鸿，石红旺，梁奇，周琨(1．中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038；2．华北水利水电大学，河南郑州450045)摘要：灌区由于水文水资源条件、取用水规模等

2、因素的不确定性，地下水承载力不可避免地存在风险．但现有评价方法均采用确定性模型，难以反映承载能力的可靠性．借鉴地下水开发利用风险的内涵，将灌区地下水承载力风险定义为受不确定性因素的影响，地下水承载的GDP、人口、粮食产量和污水排放量达不到期望效果的概率；选取地表水可利用量、地下水可利用量、引黄水可利用量、灌溉定额、人口增长率、GDP增长率、农业万元GDP用水量、工业万元GDP用水量、第三产业万元GDP用水量、城镇居民生活用水定额、农村居民生活用水定额11个风险因子，采用MonteCarlo随机模拟方法，建立灌区地下水承载力多目标风险评价模型，利用粒子群优化

3、算法求解模型．应用该模型分析了人民胜利渠灌区2010，2015和2020水平年地下水承载力风险，其综合风险分别为0．3342，0．4589和0．5762，表明地下水承载力达到期望效果的可能性呈现下降趋势．关键词：地下水承载力；风险评价；MonteCarlo；多目标优化中图分类号：TV211．12；P641．8文献标识码：A文章编号：1002—5634(2014)04—0013—06地下水资源承载力一般是指在一定的经济技术题．刘增超等基于污染物迁移转化数学模型，建水平和社会生产条件下，地下水资源可最大供给工立了简易垃圾填埋场地下水污染风险评价模型．农业生产和

4、生态环境等用水的能力．灌区地下水承李秋平等采用模糊故障树，结合地下水溶质运移模载力研究体系中存在大量的不确定性因素，如降雨、型，评价了输油管线地下水风险o．杨彦等建立了径流、地表水资源、地下水资源、社会经济发展水平、考虑地下水脆弱性、污染源特性和特征污染物健康灌溉制度、生产生活需水量等水文水资源条件、取用风险的评价指标体系，对常州市地下水污染风险进水规模因素．地下水系统中的不确定性因素，使得地行了评价．李小牛等建立了包含地下水脆弱性、下水承载力不可避免地存在风险．目前，对水资源承地下水特征污染物容量指数及土壤特征污染物潜在载力的研究均采用确定性模型，得到一

5、个确定性的生态危害指数的地下水污染风险评价概念模型．承载能力，而难以真实反映承载力的可靠性．付丽等应用美国环保局健康风险评价模型评价了城目前，地下水系统风险已有大量研究．Yeon—Soo市地下水饮用水源地水环境健康风险．柬龙仓等Jang等应用一阶和二阶可靠性方法对饱和多孔介根据地下水可开采量、实际开采量、净补给、降深和质中的污染物迁移进行了可靠性分析⋯．Lavoie等含水层的初始饱和厚度等参数，应用概率风险分析采用地质和水文地质集合的方法，研究地下水污染方法，分析了地下水过量开采的可靠度和严重度，并风险．Somaratne等建立半定量的地下水风险评估利用A

6、rcGIS软件计算了济宁市地下水水位降落漏模型．陈鸿汉等提出了“叠加风险”和“多暴露途斗区风险度的空间分布．刘佩贵等引入模糊信息径同种污染物累计健康风险”的概念和计算方法，确定地下水可开采量风险，建立了模糊一随机风险分析了中国开展污染场地健康风险评价的相关问估算模型，通过对模型中的参数进行模糊化处理，采收稿日期：2014—06—20基金项目：水利部公益性行业科研专项经费项目资助(201401041)；河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A170006)作者简介：屈吉鸿(1974一)，男，江西南昌人，副教授，博士，主要从事水文水资源、水文地质方面的研究．1

7、4华北水利水电大学学报(自然科学版)2Ol4年8月用改进一次二阶矩法计算了地下水过量开采的模糊面积粮食产量与种植面积相乘得到，则水资源承载风险率¨．李绍飞、冶雪艳、刘春玲、王磊等通过构的粮食产量最大为m￡造风险指标体系，采用突变模型分析了地下水开采，，F=max{∑∑AR(，z)·YD(，z)}(3)风险¨．由国、内外研究可知，地下水系统风险研l1ll究主要集中于地下水环境风险和地下水开发利用风式中：AR(i，f)为第i研究子区第z种作物种植面积，险，而地下水承载力风险研究尚未见相关文献报道．hm；YD(i，z)为第i研究子区第z种作物单位面积粮笔者在地下

8、水承载力风险的定义、风险因子辨食产量，kg／hm；z=1～L为作物