采用敏感性分析和最差情况分析进行地下水污染风险评价

《采用敏感性分析和最差情况分析进行地下水污染风险评价》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、采用敏感性分析和最差情况分析进行地下水污染风险评价［比利时］MarijkeHuysmans李烨译；冯翠娥、魏国强校译本文阐述了如何利用敏感性分析和最差情况分析来对地下水污染进行风险评价，并将这一方法应用于匈牙利境内的一个研究区。在该研究区存在几个地下水污染源，而且位于饮用水井附近。主要关注的是污染源是否对饮用水井造成威胁。由于资料有限，模拟的结果具有很大的不确定性。应用敏感性分析来评价这一不确定性。一、概　述确定与地下水污染有关的环境风险是一个常见的研究问题。通常需要研究受到污染的地下水是否会到达饮用水井、河流、生态脆弱区或动植物敏感区（Calow，1998）。计算机模型

2、是常用的进行地下水流动和污染预测的工具。由于资料的缺乏和模型参数的异质性，往往会造成模拟结果的不确定性。尽管与预测相关的不确定性可能非常关键，但是通常都会被忽略，特别是在资料相当缺乏的情况下（Levy等，1998）。有几种解决参数不确定性的方法。常用的随机分析方法是蒙特卡罗（MonteCarlo）模拟（Asante-Duah，1998）。应用这一方法，可以在所能输入的概率分布范围内自由选择输入值，并计算出每种情况下的输出值。通过重复计算可以确定输出的分布范围。尽管蒙特卡罗模拟方法的功能强大，而且渐近收敛，但是计算效率却很差。另外，还需要确定每一个模拟参数的概率函数，这是在

3、输入信息比较缺乏的情况下，该方法的一个严重的缺陷。蒙特卡罗模拟通常与地质统计学方法相结合，然而，地质统计学方法需要通过大量的数据来准确描述每一个参数的空间变化，而在实际工作中，通常不可能获得如此充足的资料。解决不确定性问题最直接的方法是敏感性分析和（或）最差情况分析。通过敏感性分析，可以确定由于输入变量和参数造成的输出变化，这是一种检验模型中输出变量对输入变量的灵敏性的分析方法。在最差情况分析中，需要给定每一个变量和参数最差的可能值，这样可以得出模型的最差输出结果。本文根据敏感性分析和最差情况分析进行风险评价，研究区Mátézalka市拥有25400人口，位于匈牙利东部，

4、靠近罗马尼亚和乌克兰边界。Mátézalka沿Kraszn河分布，Kraszna河与Tisza河相汇，最终排泄到多瑙河。Mátézalka周围有几个潜在的污染源。其中一个地下水污染源是城市垃圾处理场，占地面积80万m2，没有加适当的防渗层，在高水位期地下水水位会到达垃圾场的底部边界。另一个地下水污染源是在1971～1997年间利用的污水氧化池（Nauner，2000）。现在，该池被土壤和植被覆盖，但是在地下土壤中仍存留大量的污水和污泥。第三个地下水污染源是污水处理厂，一级处理是通过滤网将木头、纸和塑料等去除，并通过大的沉降池将固体和水分离开来，大部分固体沉到池的底部，在这

5、一阶段，70%左右的固体是污泥，约1万m3左右。与污染处理系统没有联系的住宅区是第四个地下水污染源，这些住宅区的污染坑没有用混凝土加固，因此，污水容易到达地下，特别是在地下水位较高时。工业活动是第五个地下水污染源。主要关注的问题是这些污染源是否会对饮用水井造成威胁，要研究这一问题相当复杂，但是资料却很有限。二、地质条件Mátézalka位于匈牙利平原，是帕诺尼亚（Pannonian）山间盆地的一部分。研究区内更新统沉积物厚度约为260m，下更新统厚度为110m，中更新统厚度为90m，上更新统厚度为60m。下更新统的沉积物主要由砂砾组成，是该区的含水层系统，是重要的饮用水源

6、。中更新统是区域隔水层，由渗透性差的冲积相或湖相粉砂和粘土组成。上更新统由中细砂和粉砂组成，也可以作为含水层，但渗透性比上更新统要差。下部的粘土层是隔水层，可以作为地下水流动和运移模型的隔水底板。根据23口水井的钻孔资料可以对不同地层单元进行评价，通过将更新统划分为6个水文地层单元可以将复杂的地质条件进行简化（表1）。第一层是各向异性的含水层，渗透性较强，由许多较薄的砂层、粉砂层和粘土层组成；第一层和第二层是主要由粘土层和砂质粘土层组成的半透水层，渗透性较差；第三层是连续的砂层，有几口水井将该层作为水源；第五层和第六层是最好的含水层或含水单元，水力传导系数最大，所有的饮用

7、水都是从这两层获取。表1　更新统的6个水文地质单元描述水文地质单元平均厚度（m）描述地层第一层65薄砂、粉砂和粘土层上更新统第二层25粘土或粘质砂层中更新统第三层7砂层第四层40粘土或粘质砂层第五层20粗砂砾层和粘土互层的各向异性单元下更新统第六层100厚砂砾和粘土互层三、地下水流动模型根据MODFLOW来求解微分方程。（一）边界条件水文地质模型是一个9km×10km×260km的模型。上部的更新统粘土沉积物表示模型的不透水边界；根据测压图和剖面图获得测压水头条件，将测压水头条件作为含水层一、三、五和六的边界；第二层和第四层的