[發(fā)明專利]一種再生水灌溉地下水污染風險評估方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710676229.0
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107563603A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 吳文勇;廖人寬
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君,陳征

技術領域

本發(fā)明涉及一種地下水污染風險評估方法，具體涉及一種再生水 灌溉地下水污染風險評估方法。

背景技術

在水資源日益緊缺的形勢下，再生水在農(nóng)業(yè)灌溉中發(fā)揮著重要 作用，據(jù)估計全世界污水灌溉面積約達到2000萬hm²，并將再生水 灌溉列為解決水危機的重要舉措(FAO，2012)。以色列、澳大利亞、 突尼斯等再生水回用總量將分別達到水資源總需求量的25％、11％ 和10％(Lazarova,2001)。澳大利亞的Werribee農(nóng)場從1897年開始 利用再生水灌溉(McPherson,1979)，美國再生水回用量中42％的水 量用于農(nóng)業(yè)灌溉。我國的再生水灌溉也在近幾年取得了較快的發(fā)展， 目前在北京、天津等大中城市的郊區(qū)應用較為集中。以北京市為例， 2010年全市再生水利用量達到6.8億m³，其中農(nóng)業(yè)再生水灌溉水量 為3.0億m³，占農(nóng)業(yè)灌溉用水總量的26％。預計到2015年，全國的 再生水灌溉量將達到50億m³，發(fā)展?jié)摿薮螅瑢ΡＵ限r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 緩解用水矛盾、實現(xiàn)灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

農(nóng)業(yè)灌溉是再生水回用的主要方式，再生水灌溉應重點關注環(huán)境 風險，興利除弊。長期以來，國內(nèi)外學者在再生水灌溉對作物產(chǎn)量品 質及土壤質量影響方面開展了許多研究，而在再生水灌溉地下水環(huán)境 污染風險方面的系統(tǒng)研究相對較少；或直接采用DRASTIC模型評價 研究區(qū)域的固有防污性能或是特殊防污性能，存在的主要問題如下： (1)國內(nèi)外在再生水灌溉對地下水污染方面原位分層監(jiān)測試驗研究 鮮見報道，在再生水灌溉入滲補給機制和特征污染物的選擇上缺乏試 驗數(shù)據(jù)支撐，在污染負荷量化上主要以土地利用類型作為輸入風險或 采用氮素作為特征污染物進行空間疊加得到污染風險圖的方法；(2) 地下水防污性能評價DRASTIC模型各參數(shù)的優(yōu)化上雖然有許多研究 成果，但是在參數(shù)評分的合理性方面研究相對較少，對于參數(shù)評分方 法方面的改進研究較少，模型的改進缺乏相應的統(tǒng)計數(shù)據(jù)支撐；(3) 尚未建立一套針對再生水水質特征且考慮污染物毒性、遷移性、降解 性特點的再生水灌溉地下水污染風險評價方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的的在于提供一種再生水灌溉地下水污染風險評估 方法，所述方法具體包括如下步驟：

1)收集各監(jiān)測點的水質、水位以及土地利用類型資料的定位數(shù) 據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；

2)根據(jù)地下水埋深、凈回補量、含水層介質、土壤類型及包氣 帶介質的數(shù)據(jù)建立DRASTIC模型；對地下水埋深、降雨入滲補給、 含水層介質、土壤類型、包氣帶介質影響進行評分，繪制評分圖，疊 加計算，評價地下水固有防污性能；

3)根據(jù)特征污染物的毒性、遷移性、降解性，建立層次分析法， 評價地下水污染負荷風險；

4)根據(jù)含水層特性、水量、水質、生態(tài)、使用功能計算地下水 價值；

5)根據(jù)地下水固有防污性能、地下水污染負荷風險及地下水價 值計算再生水灌溉地下水污染風險。

步驟2)中所述DRASTIC模型為：

IVI＝(4.0～4.9)D_r+(2.5～3.3)R_r+(3.0～3.5)A_r+(2.2～2.5)S_r+5I_r

其中，IVI為地下水固有防污性能指數(shù)、D表示地下水埋深、R 表示凈回補量、A表示含水層介質、S表示土壤類型、I表示包氣 帶介質，下標r表示相應的評分。

優(yōu)選為所述DRASTIC模型為：IVI＝4.4D_r+2.9R_r+3.1A_r+2.2S_r+5I_r

表1 DRASTIC模型使用的權重、評分單位和評分

步驟2)中所述地下水埋深的評分通過繪制地下水水深評分圖評 價；

所述降雨入滲補給的評分通過繪制降水量評分圖評價或采用如 下公式計算：

W_入滲＝αP_年F

其中，F(xiàn)表示研究區(qū)域的計算面積，以平方米為單位；α表示降 水入滲系數(shù)；p_年表示分區(qū)年降水量，以米為單位。

表2降雨入滲系數(shù)參考值

步驟2)中所述含水層介質的評價通過DRASILE模型的評分體 系評分取值；