地下水概念
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地下水概念范文第1篇
地下水可开采量是地下水资源评价工作的重要内容之一，其量的计算准确性直接影响到水资源的开发利用和规划。由于影响因素较多，计算时往往容易出差错，特别是在处理需水要求、供水能力、保证率及不同水平年等众多关系时极易产生偏差，造成计算结果的不准确，所以，有必要从地下水可开采量的概念出发作进一步讨论。
现行的地下水可开采量的概念是：指不同水平年、不同保证率，考虑需水要求，供水工程设施可提供的水量。可见，其量与供水能力和需水量有关，但又不是简单的等于上述两者。具体可解释为：“不同水平年”指的是水资源开发利用程度，表现在各类供水工程设施的多少及工程现状管理水平诸方面；“不同保证率”指的是供水工程设施对用户供水的程度，在考虑限制开采水位的情况下，同一供水工程在不同的供水年份，同一灌溉面积在不同的丰、枯年景的需水量是不同的；“考虑需水要求”是指计算可开采量时应把供水和需水结合考虑，储水和弃水不能计入可开采量中。这一点在评价时有时很易出错，应特别引起重视；“供水工程设施提供的”是指开采情况下，作物本身吸收的地下毛管水和土壤水不应计入可开采量。
所以说计算地下水可开采量是很复杂的，不能简单处理之，应视评价区域的具体情况而定。为此，大量的水文、经济、水利工程设施以及用水部门的需水参数等基础资料的收集、分析、整理等工作就显得非常重要。
2．关于地下水调节计算时段划分的问题
地下水调节计算是进行地下水资源评价的常用方法之一。包括年调节和多年调节两种方法，不论哪种方法都需要划分计算时段，选择适宜各时段的水文地质参数进行计算。不同的时段划分对计算结果将会产生不同的影响。在调节计算时一般时段可划分为旬、月、年等。
对以年时段为基础的调节计算一般具有以下特点：1）水文及基础资料要求不高，一般只要求年统计值，资料容易获取。2）计算程序简单，速度快。3）调节计算参数值灵敏度高，参数需要反复试验、计算、验证才能确定。4）不能够解决水资源年内分配的不均匀性与用水部门时段内需水量之间的矛盾，故计算结果较粗糙。而以旬为时段的调节计算却具有另外一些特点：1）水文及基础资料要求较高，量大不易获取。2）计算过程和程序较复杂，速度慢。3）计算参数不易确定，波动性大，有时需要计算机反复调试，工作量较大。4）能够解决水资源年内各时段分配不均与时段需水量之间的矛盾，好的模型计算结果精度较高。
从以上对比可以看出，两种方法各有特点，结果反应总水资源量多年均值相差并不太大，旬时段计算结果较年时段略有增加，但枯水年份水资源量却明显减少。两种方法计算时各有侧重点，年时段调节需有可靠的水文地质参数，如：降雨入渗补给系数α取值非常重要，要求有大量长期的野外实测资料进行检验，此为关键；而旬时段调节计算则要求有非常精确的从地下水运动的物理概念出发建立较适宜评价区域的地表、地下水耦合模型，这种方法理论基础扎实是水资源评价的发展方向，但要求有长期的水文系列资料和试验研究成果为优选参数提供基础。根据不同的方法，把握住不同的解决问题的关键，才能把评价工作做好。
3．关于地下水计算参数的选取问题
降雨入渗补给系数α和土层给水度μ是地下水计算的两个重要参数，选用正确与否直接影响到评价结果，因而该项工作尤为重要。
降雨入渗补给系数α如前所述，短时段规律性很差，从理论上说此降雨入渗补给系数α的值在0.0～1.0之间，影响因素较多，仅汛期、非汛期和年均值有较好的规律性。所以，计算时应特别注意α值的选取一定要有时段的概念，短时段调节计算时不宜使用降雨入渗补给系数α值来计算。
给水度μ值近些年来出现了较多的研究成果，如：常值给水度、变值给水度、注水给水度和入渗给水度。
常值给水度与变值给水度概念已提出多年，并且日趋成熟。通过对给水度的试验研究，有了一定的新的认识，认为在降雨入渗时μ的取值与地下水被开采时μ的取值不尽相同。河海大学与南京水文所在进行入渗过程试验时也发现地下水位高度以下为虚饱和现象，有关文献资料解释为是由于土体中包含有气体致使土体处于非饱和状态，因而，由此计算的土层给水度偏大。这些成果把给水度的研究推向了一个新的更高层次。但这些μ值在地下水资源评价工作中如何应用却有待于深入的研究和探索，理论上说，在入渗与开采两过程中取用不同的μ值很显然造成计算过程中水量的不平衡，故显然不合理。所以这种μ值应该谨慎使用。
地下水概念范文第2篇
关键词：水资源优化地下水可开采量
中图分类号：TV文献标识码： A
1引言
地下水被认为是人类可以饮用的优质水资源，其存在以下优点：开采便利、水质良好、供水稳定等。随着人口的增长和经济的快速发展，人类对地下水的需求量呈现出了加倍增长的趋势，相应地地下水出现了供给不足的问题，再加上在开采地下水方面由于缺乏计划性以及不当的开采技术等不利因素的影响，最终导致了一系列不利的生态环境问题的发生，如地下水水位下降、地面沉降、海（咸）水入侵地下水等。由此可见，地下水可开采量的大小对于保证流域或区域内社会经济的可持续发展以及人们正常的工作生活起着关键性的作用，因此，在水资源优化配置的前提下加强对地下水可开采量的研究非常有必要性，体现了一定的价值和意义。
2地下水可开采量的概念及特点
2.1相关概念
本文提到的地下水可开采量指的是平原地区的浅层地下水可开采量，它是指在经济合理，技术可行且利用后不会造成地下水位持续下降、水质恶化、海水入侵、地面沉降等环境地质问题和不对生态环境造成不良影响的情况下，允许从地下含水层中取出的最大水量。
一般来说，对地下水可开采量的研究是以现状条件下浅层地下水资源量、开发利用水平及技术水平为基础，根据评价区浅层地下水含水层的开采条件，在多年平均地下水总补给量的基础上，合理确定现状条件下的浅层地下水可开采量。
2.2特点分析
地下水具有储量大、可多年调节、受到人类活动的干扰作用相对较小等特点，基于这个特点，一般在对地下水可开采量的研究方面采用的是多年平均值法。随着水资源被人类大量的开发和利用，它逐渐具备了“自然-人工”二元水循环的特性。在这样的趋势下地下水补排关系将受到未来水资源开发利用格局改变的影响，这些格局的改变包括：水库的修建（增加了地表水控制能力,但对地下水的补给造成一定的影响）、农业新型节水灌溉方式的广泛推广（将影响地下水的田间入渗补给）、行业间的水权转让（将改变地下水的初始补给状态）等。
3地下水可开采量的具体研究方法
3.1可开采系数法
在浅层地下水已经开发利用的地区，多年平均浅层地下水实际开采量、地下水位动态特征、现状条件下总补给量等三者之间关系密切相关、互为平衡。首先，通过对区域水文地质条件分析，依据地下水总补给量、地下水位观测、实际开采量等系列资料，进行模拟操作演算，确定出可开采系数，然后，再用类似水文比拟的方法，确定不同类型水文地质分区可采用的经验值。
这种方法的地下水可开采量计算公式为：
Q可采 =ρQ总补
其中，Q可采指的是地下水可开采量，ρ指的是可开采系数（小于等于1），Q总补指的是地下水总补给量。
对于开采条件良好即单井单位降深出水量大于 20m/(h.m)，地下水埋深大、水位连年下降的超采区，ρ的参考取值范围 0.875- 1.0；对于开采条件一般即单井单位降深出水量在 5～ 10m/(h.m)，地下水埋深大、实际开采程度较高地区或地下水埋深较小、实际开采程度较低地区，ρ的参考取值范围0.75- 0.95；对于开采条件较差即单井单位降深出水量小于2.5m/(h.m)，地下水埋深较小，开采程度低，开采困难的地区，ρ的参考取值范围 0.6-0.7。
3.2典型年实际开采量法
据实测的地下水位动态资料与调查核实的开采量资料分析，若某一年的地下水经开采后，其年末的地下水位与年初保持不变或十分接近，则该年的实际开采量即为区域开采量。具体计算时，可在允许范围内多选几年，对求出的 Q可采经分析后合理取值。
3.3扣除不可夺取的天然消耗量法
浅层地下水补给量和消耗量是在地下水的交替转换过程中形成的，且随着自然和人为因素的影响，地下水各均衡项在不断的变化中。充分发挥地下水库的多年调节作用，尽最大可能地把地下水资源提取出来，物尽其用是水资源管理的目的。但是，受水文地质条件的限制和大自然平衡的需要，必有一部分水量被消耗掉，地下水资源量扣除天然净消耗量即为地下水的可开采量。天然净消耗量包括潜水蒸发量、河道排泄量、地下水溢出量和由于下部承压水开采而形成的向下越流排出量等。将现状条件下的多年平均地下水总补给量扣除天然消耗量，即可得到多年平均地下水可开采量。
4利用模型耦合迭代计算
4.1计算方法简介
基于未来水资源开发利用格局改变等因素变化的影响，研究者认为在实现水资源的优化配置的基本要求的基础上，以往的用基准年计算地下水可开采量对规划水平年进行优化求解的若干方法，难以对规划年的地下水可供水量起到代表效果，也无法对地下水的合理开发利用工作提到很好的指导作用。本文在分析水资源优化配置模型和地下水数值模拟模型特点的基础上，根据两模型之间公用数据和参数的相互影响关系，将二者进行耦合迭代计算，为解决规划水平年地下水可开采量的准确量化难题提出了一种新的解决思路。利用模型耦合迭代计算得到不同情景的水资源优化配置和地下水可开采量结果，可以指导未来不同年份的水资源开发利用。
4.2研究方法
在水资源优化配置模型和地下水数值模拟模型中都可以开展单独求解运算，
可以利用两模型中的公用数据和参数等信息的传输和反馈功能，将其有机结合，然后对其进行耦合迭代计算，这样能够对有关数据和参数的共享和验证有所保证，而且在水资源开发利用格局改变的情形下能够进一步提高地下水评价精度和水资源优化配置的可靠性。
（1）模型数据交互关系
各行业对所获得的水资源的量受到地下水资源量、可开采量的大小的影响，这两个条件也对水资源优化配置模型起着很重要的约束作用，反之，地下水的河道入渗补给量、渠系入渗补给量、田间入渗补给量及井灌回归补给量也受到各行业的用水量以及地表水的取用水量的影响（通过水资源优化配置模型计算得到），这些参数形成了两模型之间输入、输出数据的相互影响与制约，因此两模型数据的共享与耦合迭代计算即是通过这些输入输出数据来实现的。
（2）地下水可开采量评价方法
按照规划年不同需水方案，利用验证后的地下水模型，将地下水采补平衡条件下模拟的规划年地下水开采量作为可开采量。对于地下水严重超采区，由于其已有的地下水超采量已在社会经济中发挥了作用，若一次性退还地下水超采量，将对现有的社会经济发展、居民生活水平以及用水习惯造成较大影响，因此宜在规划年逐步退还地下水超采量，其超采量的约束条件为：1）各规划年超采量应逐渐减少；2）地下水超采引起的水位降幅不应超过含水层厚度的1/3及影响抽水井的正常使用；3）不引起生态环境地质问题。
（3）模型计算流程
模型计算的流程大致为：1）分析研究区现状水资源条件、开发利用水平，根据研究区水文地质条件、地下水补给条件和地下水位多年监测资料，通过基准年数据进行模型参数率定，计算现状地下水资源量和可开采量；2）根据研究区发展规划进行需求分析，进行“三生”需水预测，得到规划水平年不同发展模式和节水强度组合方案下的需水量；3）将不同方案需水数据输入耦合模型中，进行反复调算得到规划水平年不同配置方案下的水资源优化配置和地下水可开采量结果；4）对比分析不同配置方案和其对应的地下水超采量，优选出推荐配置方案和对应的地下水可开采量。
5结束语
综上所述，笔者主要对地下水可开采量的一些相关概念以及一些常用的地下水可开采量的计算方进行了简单介绍，然后重点介绍了基于水资源优化配置的地下水可开采量的研究方法即利用模型耦合迭代计算法，对这种方法的模型数据交互关系、地下水可开采量评价方法和模型计算流程进行了阐述。
参考文献
[1]鹿海员,谢新民,郭克贞,等.基于水资源优化配置的地下水可开采量研究.水利学报,2013(10):1182-1188
地下水概念范文第3篇
关键词：可持续发展；水资源；水资源承载能力
中图分类号：F273.1文献标识码：A文章编号：1672-3198（2007）12-0098-02
1 城市水资源承载能力的基本概念
水资源承载能力可以简单定义为：一定区域，一定时段，维持生态系统良性循环，水资源系统支撑的社会经济发展的最大规模。水资源承载能力不仅是资源承载能力的一个具体限制方面，而且是环境承载能力的一个主要影响因素，具有资源承载能力和环境承载能力的双重特性。城市水资源承载能力具有的内涵可以用下面的图进行说明。
水资源系统与生态系统互相支撑、共同作用，来支撑社会经济系统。社会经济系统对水资源系统可以进行开发利用和保护，对生态系统一方面可以进行保护，另一方面又可以进行破坏。因此，社会经济系统与水资源系统和生态系统之间又是相互制约的关系，如果支撑的社会规模太大，水资源系统和生态系统就难以支撑，难以确保水资源的可持续利用和生态系统的良性循环。
2 石家庄市水资源
2.1 水资源现状
石家庄市横跨太行山中段东坡和河北平原的山前地区，处于滹沱河冲积扇平原上，属暖温带大陆性季风气候，寒暑悬殊，降水变率高。由于地理位置和气候的原因，属全国13个严重缺水城市之一。
石家庄市的水资源主要由地表水和地下水两部分组成。目前，对市区供水有实际意义的地表水只有黄壁庄、岗南两座大型水库。黄壁庄水库库容量为12亿立方米，岗南水库库容量为15.7亿立方米。城市采水系统主要由供水总公司水厂和各用水单位自备井组成，目前，供水总公司共建成投产水厂8座，清水池13座，水源井162眼，送水机37台，输配水管线1022公里，市区各用水单位自备井约有560眼。
2.2 承载能力分析
通过上面对水资源承载能力概念的阐述，可以看出承载能力是一个系统的概念，它与社会发展和生态环境之间有着密切的关系。而人是社会发展和保护环境的主体，要使社会和环境良性发展，水资源首先要满足的就是人的基本生活需求，下面才是生产需求、保护环境的需求等。
下面通过城市居民对水资源的需求量与总的供给量的比较，对石家庄市水资源的承载能力进行简要分析。
通过表1 的比较可以看出家庭用水量总的来说是一个下降的趋势，总的需水量=人均需水量*用水人口。总的用水人口是逐年上升，总的需水量有下降的趋势，但总体变化不大。2001年-2005年石家庄市城市居民总的需水量和用水量之间是有很大差距的，差值分别是（单位：万立方米）：5164.9 ，4008.3 ，4893.0 ，3419.2 ，3678.6 。
可见，现有的城市水资源生活供给量并不能满足居民的生活需求，其用水量和需水量之间的差值，只能通过其他途径解决，例如：通过大量开采地下水来补给差量。
由于地表水资源不足，对地下水资源的需求量越来越大，而地下水资源补给相对不足，又进一步加大了地下水的压力。全市地下水开采量由解放初期的4.5-5亿立方米猛增到2001年的29.54亿立方米，从60年代至今，全市地下水累计超采150亿立方米，特别是80年代以来，年均超采8-10亿立方米。由于长期持续超采，地下水资源得不到保护和涵养，致使地下水位平均埋深已由60年代的6-7米，下降到2002年9月底的28.68米，最大埋深达38.68米。目前全市已经形成了以高邑后庄头、赵县城关和石家庄市区为中心的三大漏斗区，其中石家庄市漏斗区面积就达340平方千米，京广线以西已形成地下水疏干区，基本无水可采，而且正在逐渐东移。照这种趋势发展下去，40年后石家庄市地下水170米以上将基本无水可采。
3 减轻水资源承载压力的对策
缓解我市水资源紧缺矛盾，促进水资源可持续利用，是石家庄市经济社会可持续发展的根本保证。在没有更多客水入境的情况下，唯一的出路就是以节水为本，全方位（包括农业、工业、生活、等各个方面）节约利用水资源，充分发挥水资源的效益和潜力。同时必须按照新《水法》等法律法规的规定，加强对水的宏观调控，对水资源实行统一规划，统一调度，统一管理，使管理工作纳入科学的、以国家利益为前提的统一管理轨道，实现水资源的最优化配置。
（1）加大宣传力度，动员全社会节约用水。
一是市委、市政府对节水宣传工作应给予相应的政策支持各新闻媒介要积极配合节水宣传活动，广播、电视、报纸要开辟专题栏目，开展形式多样、形象生动的节水言传活动。二是动员社会力量，积极参与节水宣传工作；三是深人开展创建节水型城市活动，对节水型单位和节水宣传工作的先进单位和个人进行表彰。通过宣传使人们认识到节水的重要性和紧迫性，形成全社会倡导节约用水的良好氛围。
（2）严格计划用水管理和定额管理。
要进一步强化计划用水和定额管理以及超计划、超定额加价收费管理，对于工业用水单位的计划用水和定额管理，要在上一级下达年度取水计划的基础上，制定本年度取水计划，并按照工业增加值年均增长10%，取水量增长1.2%的原则，结合工业企业生产规模和能力的变化情况，合理确定各用水单位的来年用水计划。对于超计划用水的，限期改正，并按规定加价收费。
（3）加强城市污水处理。
要充分认识污水回用是解决水资源短缺的重要途径之一，并加大污水回用的科研力度，增加对污水回用系统工程的投资，加强宏观调控，运用经济手段鼓励水的回用；
（4）创造条件，补充、涵养地下水。
在今后的城市建设中，尽量减少路面以外的硬化，应铺设渗水人行便道，增加城市绿化面积，改善雨水的入渗条件。在市区具备条件的地方，要规划雨水收集井。在城郊结合部，应尽可能利用低洼地建设蓄水塘，以补充地下水，保证地下水资源的涵养。要加紧人上回灌技术的研究和实施，将雨水和较清净的废水经过处理后回灌于地下，补充涵养地下水。
（5）南水北调是石家庄市水资源可持续利用的重要保障。
南水北调工程通水后，近期分配我市水量7.2亿立方米，远期分配9.5亿立方米。将从根本上提高我市水资源和水环境的承载能力，特别是引江中线建成后，城市以使用引江水为主，超采地下水的状况将得到根本好转。我市水生态环境“近期遏制、远期恢复”的目标即可实现。
参考文献
［1］左其亭.城市水资源承载能力――理论、方法、应用［M］．北京：化学工业出版社，2005.
地下水概念范文第4篇
关键词 水文地质；工程地质勘查；危害与影响
中图分类号 P642 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0141-01
众所周知，勘查工作对工程建设质量影响很大，而勘察中的水文地质更是起到重要的作用。但是在设计和施工中，该问题也易于被忽视，最后导致各种红岩土工程危害的发生。因此，为了防止这些危害与损失，需要在工程地质勘察中查明并评估地下水对岩土工程和建筑物的作用以及影响，并提供必要的资料以消除或者减少这些危害的发生。
1 简述水文地质的概念以及评价内容
水文地质是指在自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是一门主要研究地下水的科学。随着科学的快速发展以及生产建设的需要，水文地质学转变成多而细的分支学科。近几年来，水文地质学因与地震、地热、环境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干个新领域。
然而，在设计和施工中，由于缺少对水文地质的看重与结合，造成了很多起因被地下水破坏而不可弥补的建筑物开裂等质量上的事故。总结以往的教训与经验，我认为在今后的工程地质勘察中，要着实看重水文地质对其的影响，在对水文地质问题的评价上，主要考虑以下内容。
1）重点评价水文地质问题对岩土体和建筑物的作用及影响，全面的预测出可能会产生的危害并提出防治措施。
2）要从工程的角度，提出不同条件不同环境下的地质问题，并严格设计出与水文地质紧密联系的工程图。
3）工程地质勘察要密切结合建筑物地基基础类型的需要，仔细查明该水文地质的问题，并提供设计时所需的具体资料。
2 地下水引起的工程危害
建筑物的耐久性和稳定性是评价建筑物质量的标准。而对这个标准起到决定性的是地下水所引起的岩土工程危害。地下水作为岩土的组成部分之一，直接影响着岩土体的工程特性，由于地下水的不稳定性，总是给建筑工程带来危害。而地下水的不稳定性主要是由地下水位升降变化和地下水压力作用两个方面造成的，这些直接影响着建筑工程的
好坏。
2.1 地下水位上升幅度的大小是由自然因素和人为因素两方面造成的
自然因素中的季节变化，水文气象等会对地下水位的上升有所影响。例如在雨季，降雨量的大小、气温变化幅度的大小都会使地下水位有所上升。而人为因素中，施工、灌溉等对地下水位也是有所影响的。但是地下水位的天然变化的幅度比较小，而且具有区域性。所以人为因素对地下水位的影响有时候甚至超过了自然因素对其的影响。
由于地下水位的上升，可能会对岩土工程造成重大危害，例如土壤沼泽化，岩土及地下水对建筑物的腐蚀性增强，斜坡、河岸等发生的泥石流，崩塌等不良的地质现象。除此之外还将会破坏一些具有特殊性岩土体的结构，使其强度降低，软化，导致粉细砂及粉土饱和液化，出现流砂，管涌等地质灾害。导致地基基础上浮，建筑物失稳。
而地下水位的下降则多由人为因素造成，如大量集中抽取地下水，采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的大量下降，常常会诱发地裂、地崩、地面下降、地面塌陷等地质灾害，亦会造成地下水源枯竭水质恶化等环境问题的发生。对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住坏境构成很大威胁。
2.2 地下水压力分为静水压力模式和动水压力模式
而对建筑工程有所危害的是地下水动水压力。在天然环境下，地下水压力基本上是处于平衡状态的。动水压力作用比较微弱，但是在人为的工程活动中由于大量动工，影响了地下水天然动力平衡的条件，因此在一定的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，例如流砂，管涌，基坑突涌等。
3 结束语
综上所述，在工程地质勘察中，水文地质问题占有相当重要的位置，随着工程地质勘察的不断发展，水文地质的研究对勘察工作水平的提高起着极大的推动作用。准确合理地查明与岩土工程有关的水文地质问题，不仅使资料可靠程度更高，设计出更加准确的方案，更能有效的减少和消除地下水对岩土工程的危害。因此，水文地质问题在工程地质勘察中起着重要的作用。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]王大纯,张大权,史毅虹,等.水文地质学基础[M].北京:地质出版社,1995.
[3]何永光,孙誉.水文地质岩土工程勘察设计及施工[J].中国新技术新产品,2010.
[4]田有元.水文地质在工程地质勘察中的重要性[J].今日科苑,2009.
地下水概念范文第5篇
【关键词】焦作市地下水；水质评价；模糊数学综合评判
水质健康是人们一直所关注的话题，世界各国也都重视这方面的研究工作，并为此提出了多种评价模式。水质评价的核心是评价模型的建立和运行。国内外水质评价的方法很多，在评价模式、评价标准和质量分级等方面都存在不同的认识，大体可分为以下几类：等效数值法[1]，内梅罗综合指数评价法[2]、单指标评价法[3]，灰色关联分析法[4]以及近年来发展起来的BP神经网络法[5]和支持向量机法[6]。模糊数学自1965年创始以来（姜长友，1995），虽历时不长，但发展迅速，尤其是伴随计算机技术的发展，它可以解决许多“确定性数学”和“随机数学”所不能解决的问题。它对描述和处理模糊性事件具有较大的优越性。模糊综合评判是一种应用模糊数学原理对多种因素所影响的事物或现象进行综合评价的方法，它是通过模糊变换完成的[7]。在地下水水质分析的运用中，水质优劣和水污染程度的界线就是模糊的，人为的规定某些数值界线不一定能确切的反映实际情况。用隶属函数描述水质分类界限，注意到实际上存在的界限模糊性，而且对各单项因子进行了评价并考虑了各因子在总体中的作用，给予不同的权重，使评价结果更具客观性和科学性。因此，近年来模糊数学综合评价水质的方法得到了很多人的支持。焦作市区地表水贫乏，流经市区的河流均为季节性河流，居民生活饮用水主要来自地下水，所以地下水水质与居民生活息息相关。本文以焦作地下水为研究对象，利用模糊数学综合评判法进行评价，该评价结果可为相关部门决策提供科学依据。
1 研究区概况
焦作市位于河南省西北部，是一座因煤发展起来的矿业城市。辖区总面积4 0712，人口330.67万。全市年供水总量约为10.8亿m3，其中取用地下水量达7.8亿m3，占供水总量的72%。研究区内地表水贫乏，但地下水丰富，尤以岩溶水突出，资源量达24 226万m3，水化学类型主要为HCO3・SO4-Ca・Mg型。岩溶水补给区在北部奥陶系灰岩出露的山区，原本水质良好，没有污染。但20世纪80年代以来，工业迅速发展，“三废”的排放，直接或间接的导致了地下水的污染[8]。
2 模糊数学综合评判法原理
2.1 基本原理
用模糊数学评价水质的基本点是采用隶属度的概念来刻划水质的类别。首先用建立的隶属度函数对各单项因子分别进行评价，其集合构成一个模糊矩阵；再考虑各单项因子对水质影响程度大小给予不同的权重，构成一个权重集；最后通过复合运算[9]，得出水质的综合评价结果。
2.2 基本概念
隶属度：指某种事物所属某种标准的程度。例如：按照水质标准P≤1.0将水质划分为Ⅰ类水，1.0
隶属度可由如下隶属函数来表示：
由各因子对应于不同水质标准的隶属度构成的矩阵称为模糊矩阵。其形式如下：
2.3 综合评价
将因子权重集与模糊矩阵进行复合运算，便得到综合评价结果U，即
模糊矩阵的复合运算类似于普通矩阵的乘法，且比矩阵的乘法要简便一些，只是将普通矩阵乘法中的加号改为“∨”号，乘号改为“∧”号。“∨”号表示两数中取大值，“∧”号表示两数中取小值。
3 评价结果
3.1 评价样本与标准
在研究区选出3个有代表性的采样点，市区东部（演马电厂）21项水质指标（色度、浑浊度、总硬度（以CaCO3计）、铁、锰、铜、锌、挥发性酚类、阴离子合成洗涤剂、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、镉、铬、铅、硝酸盐（以N计）），市区中北部（焦作市监狱）25项水质指标（包括以上21项，另有滴滴滴、六六六、细菌总数、总大肠菌群4项指标），市区西部（生态植物园东区）26项水质指标（包括中部除汞外的24项指标和总σ放射、总β放射）。
评价标准：依据中华人民共和国地下水质量国家标准（GB/T 14848―93）[10]。
3.2 评价过程
以西部为例，依据实测资料和评价标准，由式（3）可计算出权重值Wi，得到权重集A；由式（1）可计算出各因子隶属度Yij，得到模糊矩阵R。由式（4）可得到评价结果U，即
U =（0.0 095，0.0 223，0.0 223，0.0 074，0.8 157）
从上述结果可以看出，0.8 157的隶属度最大，因此可以判断西部水质属Ⅴ类水。
同理可以得出东部和中北部的评价结果，见表1。
3.3 结果
由表1可知，市区东部和中北部地下水属于Ⅲ类水，西部属于Ⅴ类水。从单项指标分析，造成西部水质差的主要因素是总大肠菌群严重超标。若对大肠菌群进行处理，水质可达到Ⅱ类水。它与运用灰色聚类分析法和等效数值评价法得出的评价结果基本一致，见表2。
4 结论
焦作市区地表水贫乏，流经市区的河流均为季节性河流，居民生活饮用水主要来自地下水，所以地下水水质与居民生活息息相关。
（1）应用模糊数学综合评判法建立了地下水水质评价模型，方法简单直观、更具客观性和科学性，该评价结果可为相关部门决策提供科学依据；
（2）西部地下水属于Ⅴ类水，已被大肠菌群严重污染，水质较差，若进行杀菌处理达到Ⅱ类水后，可以作为优质生活饮用水；
（3）市区东部和中北部地下水属于Ⅲ类水，可以作为生活饮用水；但东部水样未对大肠菌群进行检测分析，可能影响评价结果，建议饮用前作杀菌处理。
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