内梅罗指数评价法的修正及其应用

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1、第25卷第6期2009年11月水资源保护WATERRESOURCESPROTECTIONVol.25No.6Nov.2009内梅罗指数评价法的修正及其应用李亚松,张兆吉,费宇红,王昭(中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北石家庄050061)摘要:针对目前采用内梅罗指数法评价地下水质量过程中存在的问题,考虑毒性金属的积累效应,引入权重值概念,对内梅罗指数法进行改进,并将改进前后2种方法应用于深泽县研究区地下水质量评价。结果表明:改进的内梅罗指数法可以在一定程度上消除极大值的影响,并提高毒理指标的影响程度,能够对地下水质量进

2、行较为合理的评价。关键词:地下水质量评价;改进的内梅罗指数法;权重值中图分类号:X824文献标识码:A文章编号:1004O6933(2009)06O0048O03地下水不仅是人们日常用水的主要来源,同时也是复杂生态环境系统中敏感的组成因子之一,地下水的变化往往会影响生态环境系统的天然平衡状态。鉴于地下水在生物圈和地质环境中的特殊地位,对地下水质量进行全面合理的评价显得尤为重要。1方法概述目前用于地下水质量评价的方法主要有内梅罗指数法、模糊数学综合评价法、灰色聚类分析法以及人工神经网络法等几种,其中内梅罗指数法是国家技术监督局于19

3、94年实施、2007年修订的GB14848)20075地下水质量标准6[1]中推荐的方法。该方法在具备许多优点的同时也存在着一些问题。为此,笔者对内梅罗指数法进行深入剖析,提出了改进方法,并应用于典型区,在对比2种方法的同时得到一个翔实的水质评价结果。1.1内梅罗指数法利用内梅罗指数法进行地下水质量评价,可分为3个步骤。a.首先进行各单项组分评价,划分组分所属质量类别,Ñ~Õ类水对应的单项组分评分值Fi分别为0、1、3、6、10。b.选用内梅罗指数计算公式计算综合评分值F:F=(Fmax2+F2)/2nnE其中F=1Fii=1式

4、中:Fmax为单项组分值Fi的最大值;F为各单项基金项目:中国地质调查项目(1212010634600)作者简介:李亚松(1983)),男,河北深州人,硕士研究生,研究方向为水文地质环境地质。E2mail:Leeasiam@gmail.com#48#组分评分值Fi的平均值;n为项数。c.根据F值按表1规定划分地下水质量级别。表1地下水质量分级标准级别优良良好较好较差极差F<01800180~21502150~41254125~7120>7120将Fcmax代替原公式中Fmax可得出评分值Fc,对照表1即可得出评价结果。b.权重值

5、Wi的计算:将各种评价因子Si的Ó类水标准按由小到大的顺序排列,将其最大值Smax同Si比较,并令Ri为第i种评价因子的相关性比值,则:1.2利弊分析内梅罗指数法的优点是数学过程简洁,运算方便,物理概念清晰。对于一个评价区,只需计算出它Ri=SmaxSi,Wi=RinERii=1n的综合指数,再对照相应的分级标准,便可知道该评价区某环境要素的综合环境质量状况,便于决策者做出综合决策[2]。但是内梅罗指数法同样也存在着许多问题,比如过分突出极大值对水质污染的影响,评价项目中即使只有一项指标Fi值偏高,而其他指标Fi值均较低也会

6、使综合评分值偏高[3]。这种/一票否决0式的方法在评价工作要求日趋严谨和完善的情况下,显然不太客观。如果考虑不同评价因子对环境的毒性、降解难易及去除性难易程度等因素,那么同处一个质量级别的不同污染因子的Fi值应区别对待,即增加权重因素。2内梅罗指数法的改进2.1基本构思针对内梅罗指数法的一些缺陷,笔者对其运算过程做出了相应的修正:¹由于最大值未必对人类健康的威胁程度最大,基本上污染因子的危害性与其Ó类标准呈大致的反比例关系,所以在改进公式中通过引入权重值概念体现危害性最大的污染因子对水质的影响;º权重值较大指标一般为毒性金属和难降

7、解的有机物,其中毒性金属是一类典型的积累性污染物,可通过食物链逐渐传递富集,在某些条件下可以转化为毒性更大的金属有机化合物,过高的重金属浓度会对动植物生长和人类健康产生显著影响,所以重金属的积累效应对于评价结果的影响不容忽视。2.2计算方法a.Fmax的修正:式中:Wi为第i种污染因子的权重值,EWi=1。i=13应用实例在/华北平原地下水污染调查评价0中,对山前平原深泽县进行了地下水质量评价方法的剖析。3.1研究区概况研究区深泽县位于太行山东麓,北纬38b7c~38b17c,东经115b4c~115b21c之间,属山前平原,地

8、势变化平缓,滹沱河、磁河、木刀沟自西而东贯穿。该区地下水赋存于第四系含水层,属孔隙潜水型,靠大气降水垂直入渗、地表水入渗和西部潜流方式补给,以人工开采、地下径流和天然蒸发方式排泄。20世纪80年代以来,村办企业不断增多,并大都建立在透水性好、水量充