[发明专利]一种地下水脆弱性评价方法

权利要求书

1.一种地下水脆弱性评价方法，其特征在于，包括：

评价指标选取步骤，用于确定影响地下水的评价指标，该评价指标为以下的至少一种：地下水埋深、净补给量、含水层介质类型、包气带介质类型、地形坡度、土壤含盐量、含水层水力传导系数；

评价指标权重确定步骤，用于利用层次分析法确定前述的评价指标对地下水脆弱性的影响度，以确定每一评价指标的权重；

评价步骤，用于利用评价指标以及对应的权重，通过ArcGIS将评价指标按权重叠加计算得出研究区的脆弱性指数。

2.根据权利要求1所述的地下水脆弱性评价方法，其特征在于，所述评价指标权重确定步骤包括：

递阶层次结构模型建立子步骤，用于根据评价指标体系，建立层级结构模型；其中所述层评价指标体系包括评价对象的因素集和子因素集，且所述评价指标体系为分层指标体系，包括：目标层、准则层、指标层；根据评价指标体系的基本关系构建递阶层次结构模型；

判断矩阵建立子步骤，用于根据递阶层次结构模型中的上下层次之间的路数关系，确定同一层次之间的任意两个评价指标i、j之间的比较值b_ji；并以此构建量化的判断矩阵B；

权重确定子步骤，用于通过判断矩阵计算出最大特征值所对应的特征向量,该特征向量即为本层次因素相对于上一层次中某因素的相对重要性权值；具体包括：

计算判断矩阵每一行元素的乘积M_i：

计算乘积M_i的n次方根W_i'：

对向量W＝(W₁',W′₂,W′₃,…,W′_n)^T作正规化处理：

则W＝(W₁,W₂,W₃,…,W_n)^T即为所求特征向量.

计算判断矩阵的最大特征根λ_max：

式中：(PW)_i表示向量PW的第i个元素；

3.根据权利要求2所述的地下水脆弱性评价方法，其特征在于，所述评价指标权重确定步骤还包括：通过以下公式对权重值进行校验：

式中：CR为判断矩阵的随机一致性比率：CI为判断矩阵的一般一致性指标；RI为判断矩阵的平均随机一致性指标，通过试验获得；

当阶数≤2时，矩阵总有完全一致性；当阶数大于2时，如果CR≤0.1，即判断矩阵具有满意的一致性；否则，就需要调整判断矩阵，直到取得满意的一致性为止。

4.根据权利要求1所述的地下水脆弱性评价方法，其特征在于，所述评价步骤具体包括:

基于DRASTIC指标法的脆弱性指数计算方法，DRAVS模型的地下水脆弱性指数计算公式如下：

DI＝D_rD_w+R_rR_w+A_rA_w+V_rV_w+S_rS_w (4-11)

DI表示脆弱性指数，下标r代表指标值，w代表指标权重；D为地下水埋深、R为净补给量、A为含水层介质、V为包气带介质、S为土壤含盐量；

对目标区域的地下水脆弱性进行分析以确定导致地下水脆弱的因素。

5.根据权利要求1所述的地下水脆弱性评价方法，其特征在于，所述方法还包括:

根据地下水脆弱性评价结果，结合干旱区地下水脆弱性的影响因素，确定地下水利用保护措施；具体包括：

针对浅层含水层，对地下水环境影响最大的是盐害，所以应当改变农灌区的粗放灌溉方式，减少地下水的净补给量，另外适当地增加浅层地下水的开采量，增加包气带厚度，调控地下水位，减少潜水的无效散失，缓解当地的土壤盐渍化加重趋势；同时完善排水措施，适时的降低地下水位，防止土壤返盐，另外还可以配套生物改良、物理改良及化学改良等措施缓解盐渍化趋势；降低地下水位的同时要考虑生态环境，如果地下水位下降幅度很大，将导致植被衰枯土壤沙化，破坏生态环境，将得不偿失；

目标区域灌域大部分为农田覆盖区，复种指数增高会增大化肥和杀虫剂的使用，所以应该科学施肥、合理使用农药，减少化肥及农药的使用量；在使用化肥时适当增加含氯肥料的使用，可以抑制硝化作用，缓解地下水中硝酸盐污染；制造污泥混合肥料等新技术的产生能够缓解化肥引起的非点源污染；

在饮用水水源地及其周围设置防护带；饮用水水源是维系人类生存的基本条件；因为地下水的污染具有隐蔽性和难以逆转的特点，所以对于西北干旱区来说，饮用水水源地防护带的设置显得尤为重要；

建立非点源污染监测网络，加强地下水水质动态趋势监测；目前，全国范围内污染监测工作薄弱，亟待加强；非点源污染检测系统能客观地认识本地区的水体污染程度，有助于土地的综合利用和水资源的合理开发利用。