地下水質分析方法匯編下載

1. 地下水資源評價方法簡述

在新建任何一個地下水開發利用工程之前，都必須知道研究區有多少地下水資源，預測工程實施之後地下水均衡狀態的變化，判斷相關的地質環境和生態環境是否會惡化。回答這些問題就是地下水資源評價的主要任務。地下水資源評價包括水量評價和水質評價兩個部分，都要在專門的國家規范指導下進行。

水量評價的目標是確定地下水均衡要素的總量，預測不同開采規模對地下水均衡狀態的影響，限定地下水的允許開采量。地下水資源的水量評價一般按以下的步驟來進行。

(1)圈定合理的評價區

根據地表水資源和地下水資源評價一致性的規定，地下水資源的評價也要按照不同級別的江河水系進行流域分區，而不能只限於某個水源工程建築物的覆蓋范圍，也不能限於某個特定的含水層，以「影響半徑」來圈定評價區往往也是不合理的。目前還存在用行政分區作為評價區的習慣，但這樣做只是為某個行政區域的管理者提供參考，其資源數量必須在流域背景下進行合理的劃分。

(2)資料收集、補充勘探

對評價區氣象、地理、水文、含水層特點、水資源利用水平等現狀條件進行調查，收集資料數據。如果現有的資料數據不足或由於年代太老不適應新情況，就需要開展補充勘探，選擇適用的測繪遙感技術、地球物理探測技術、地下水鑽探和試驗技術、同位素示蹤技術等。對全部資料進行系統的分析，按照重要程度排列出評價區所有的地下水補給要素和排泄要素，並確定各種要素對應的評價參數，如降水入滲系數及潛水蒸發極限埋深等。

(3)取多年平均數據或典型水文年數據進行現狀水均衡分析

計算現狀條件下地下水的總補給量和總排泄量，確定當前的水均衡狀態。如果評價區地下水的現狀是零均衡，那麼總補給量或總排泄量都可以作為地下水的資源數量，其單位一般為10⁸m³/a。對於已經存在地下水開採的地區，需要特別注意地下水是否處於負均衡狀態。如果地下水向負均衡狀態演變，應計算其儲存量的年度遞減值，即評價地下水存量資源的消耗速率。由於地下水均衡要素都存在一定程度的不確定性，現狀水資源的計算也要對結果的精度進行評估，並給出不同保證率下的資源量。

(4)對地下水均衡狀態的影響

採用合適的分析模型，按照不同的方案預測新增地下水開發利用工程對地下水均衡狀態的影響。根據問題的復雜程度，可以選取經驗公式、地下水動力學解析理論、數值模擬等手段進行地下水開采動態預測。隨著計算工具的進步，數值模擬越來越成為地下水資源評價的重要方法。但是，使用數值模擬軟體並不能代替對地下水分布和運動規律的認識，必須使模型的建立符合評價區含水層的特點和計算精度要求，充分考慮地下水與地表水的相互作用，考慮地下水均衡狀態變化後可能導致的參數變化。模型預測的時間可以達到10年或20年，但並沒有最長時間的限制，因為10km尺度以上的區域地下水響應時間可以非常長，甚至達到1000年。

(5)確定可開采量

以水資源保護和生態環境保護為約束條件，根據預測結果確定可開采量。地下水開發利用的約束條件在各個地區是不一樣的，並且是隨著時代的發展而變化的，有些地區要防止河流乾涸、泉水斷流、濕地退化，有些地區要防止地面沉降、土壤鹽漬化、海水入侵，還有些地區要避免含水層被疏乾等，應盡可能在分析中考慮周全。新建工程不損害現有地下水開發工程、不損害鄰近地區的用水也是重要的約束條件。可開采量就是滿足上述綜合約束條件的地下水開采規模，其單位一般也是10⁸m³/a。但是，實際可開采量與開采方式(布井位置、布井數量、抽水周期等)也有關系，應在水資源評價報告中加以討論。

地下水的水質評價目標是確定地下水的化學成分作為飲用水源的適宜性，判斷是否受到污染和可能遭受污染的風險。水質評價必須從有代表性的地下水監測孔中提取水樣，進行常規水化學分析、污染物檢測等調查。對於存在地表水滲漏或灌溉水回歸補給的情況，地表水、土壤水的污染程度和地下水接受污染的途徑也在調查之列。地面存在的各種點源和面源污染都應該在地下水污染的風險評價中加以考慮。

地下水的水量評價和水質評價應相互結合。如果評價區地下水的礦化度有差異，需要將其按照淡水區、微鹹水區、鹹水區分別評價水量資源。水量評價的預測模型不僅要計算地下水位的變化，在條件具備的情況下，還可以建立溶質運移模型以便計算地下水礦化度、特定化學組分濃度的變化。

2. 地下水水質現狀評價

10.3.1.1 地下水水質評價方法

根據《地下水質量標准》(GB/T14848—2007)(報批稿)採用單指標評價法、全指標綜合評價法對地下水質進行評價，通過污染指數法分析不同的地下水組分對地下水質量的影響，確定影響地下水質的主要因素，劃分不同質量等級的地下水分布范圍，總結地下水質量分布規律^[61～64]。

10.3.1.2 地下水水質分級

按照《地下水質量標准》(GB/T14848—2007)(報批稿)，依據我國地下水質量狀況和人體健康基準值，參照生活飲用水、工業、農業等用水水質要求，將地下水質量劃分為5類:Ⅰ類:地下水化學組分含量低，適用於各種用途;Ⅱ類:地下水化學組分含量較低，適用於各種用途;Ⅲ類:以生活飲用水衛生標准為依據，主要適用於集中式生活飲用水水源及工農業用水;Ⅳ類:以農業和工業用水質量要求以及一定水平的人體健康風險為依據。適用於農業和部分工業用水，適當處理後可作為生活飲用水;Ⅴ類:不宜作為生活飲用水，其他用水可根據使用目的選用。

10.3.1.3 評價指標選擇

根據《地下水質量標准》(GB/T14848—2007)(報批稿)和《地下水污染調查評價規范》(DD2008-01)的有關技術要求，確定參評指標47項，其中常規24項，非常規指標23項(表10.27)。

表10.27 地下水水質評價指標分類表

10.3.1.4 評價數據選擇

為了客觀反映本區地下水質量，避免典型場地樣品對地下水質量評價的影響，水樣採集根據研究區域歷年的地下水水質特點及地下水污染源分布特徵，系統布置了水樣採集點。經過篩選確定參與區域地下水質量評價樣品為31組，其中潛水層地下水25組，承壓層地下水6組(圖10.26)。

圖10.26 研究區水樣採集點分布圖

10.3.1.5 地下水水質評價結果及分析

(1)單指標評價

根據地下水水質分析資料，利用單指標評價法進行地下水水質評價，其結果見表10.28。

表10.28 單指標地下水水質評價結果統計表

續表

根據表10.28可知，潛水水質大部分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，Ⅳ、Ⅴ類水質的指標為總硬度、溶解性總固體、耗氧量、F^-、

、

、

，所佔的比例較少。承壓水水質都基本是Ⅰ類水，Ⅱ類水質指標是總硬度、溶解性總固體、

及

(圖10.27)。

圖10.27 潛水層地下水水質單指標評價結果統計直方圖

下面對潛水層地下水在五類水質中分布較廣泛的總硬度、溶解性總固體、耗氧量、F^-、

、

、

等指標的評價結果進行分析。

1)總硬度。根據地下水單指標總硬度評價結果，Ⅰ類水質2個、佔8%，Ⅱ類水11個、佔44%，Ⅲ類水6個、佔24%，Ⅳ類水4個、佔16%，Ⅴ類水2個、佔8%(圖10.28)。

圖10.28 潛水層地下水單指標(總硬度)水質評價統計圖

Ⅰ類水主要分布在新莊子鄉，Ⅱ類、Ⅲ類水在研究區內廣泛分布，Ⅳ類水分布在還鄉河沿岸的七樹庄鎮和白官屯一帶，Ⅴ類水在研究區內的三女河鄉(圖10.29)。

圖10.29 潛水層地下水單指標(總硬度)水質評價分布圖

2)溶解性總固體(TDS)。根據地下水單指標溶解性總固體評價結果，Ⅰ類水質5個、佔20%，Ⅱ類水8個、佔32%，Ⅲ類水8個、佔32%，Ⅳ類水3個、佔12%，Ⅴ類水1個、佔4%(圖10.30)。

圖10.30 潛水層地下水單指標(溶解性總固體)水質評價統計圖

Ⅰ類水主要集中在新莊子鄉和七樹庄鎮一帶，Ⅱ類水在石各庄鎮附近分布、Ⅲ類水在還鄉河流域地帶分布，Ⅳ類水分布在白官屯鎮和三女河鄉，Ⅴ類水在白官屯有出現(圖10.31)。

圖10.31 潛水層地下水單指標(溶解性總固體)水質評價分布圖

3)耗氧量。根據地下水單指標耗氧量評價結果，Ⅰ類水質15個、佔60%，Ⅱ類水3個、佔12%，Ⅲ類水5個、佔20%，Ⅳ類水2個、佔8%，Ⅴ類水無(圖10.32)。

圖10.32 潛水層地下水單指標(耗氧量)水質評價統計圖

Ⅰ類水主要集中在燕子河鄉、石各庄鎮和七樹庄鎮一帶，Ⅱ類水在白官屯鎮西北部出現、Ⅲ類水在還鄉河流域地帶分布，Ⅳ類水分布在白官屯鎮和三女河鄉出現，Ⅴ類水無出現(圖10.33)。

圖10.33 潛水層地下水單指標(耗氧量)水質評價分布圖

4)氟化物。根據地下水單指標氟化物評價結果，Ⅰ類水質5個、佔20%，Ⅱ類水16個、佔64%，Ⅲ類水3個、佔12%，Ⅳ類水1個、佔4%，Ⅴ類水無(圖10.34)。

圖10.34 潛水層地下水單指標(氟化物)水質評價統計圖

研究區Ⅰ類地下水分布在七樹庄鎮和新莊子鄉一帶，Ⅱ類水研究區內廣泛分布，Ⅲ類水在白官屯鎮分布，Ⅳ類水在三女河鄉有一個顯示點(圖10.35)。

圖10.35 潛水層地下水單指標(氟化物)水質評價分布圖

5)硝酸鹽。根據地下水單指標硝酸鹽評價結果，Ⅰ類水質無，Ⅱ類水1個、佔4%，Ⅲ類水17個、佔68%，Ⅳ類水2個、佔8%，Ⅴ類水5個、佔20%(圖10.36)。

圖10.36 潛水層地下水單指標(硝酸鹽)水質評價統計圖

研究區Ⅲ類地下水廣泛分布，在三女河鄉和白官屯鎮出現Ⅴ類地下水分布(圖10.37)。

圖10.37 潛水層地下水單指標(硝酸鹽)水質評價分布圖

6)銨鹽。根據地下水單指標硝酸鹽評價結果，Ⅰ類水質5個、佔20%，Ⅱ類水2個、佔8%，Ⅲ類水13個、佔52%，Ⅳ類水4個、佔16%，Ⅴ類水1個、佔4%(圖10.38)。

圖10.38 潛水層地下水單指標(銨鹽)水質評價統計圖

Ⅰ類水主要集中在新莊子鎮和七樹庄鎮一帶，Ⅱ類水在石各庄鎮東北部出現、Ⅲ類水在研究區內廣泛分布，Ⅳ類水分布在白官屯鎮南部和三女河鄉北部出現，Ⅴ類水在白官屯鎮出現(圖10.39)。

圖10.39 潛水層地下水單指標(銨鹽)水質評價分布圖

7)亞硝酸鹽。根據地下水單指標硝酸鹽評價結果，Ⅰ類水質7個、佔28%，Ⅱ類水14個、佔56%，Ⅲ類水3個、佔12%，Ⅳ類水無，Ⅴ類水1個、佔4%(圖10.40)。

圖10.40 潛水層地下水單指標(亞硝酸鹽)水質評價統計圖

研究區內Ⅰ類地下水在七樹庄鎮和新莊子鄉分布，Ⅱ類地下水廣泛分布，Ⅲ類地下水在三女河鄉出現，在白官屯鎮有一個Ⅴ類地下水出現(圖10.41)。

圖10.41 潛水層地下水單指標(亞硝酸鹽)水質評價分布圖

(2)全指標綜合評價。在地下水單指標質量評價的基礎上，按照從劣不從優的原則，進行地下水全指標綜合質量評價。根據評價結果可知，潛水層地下水以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水質分布，承壓層地下水為Ⅲ類水。其中在參評的25個淺層地下水樣品中，Ⅲ類地下水14個、佔56%，Ⅳ類地下水5個、佔20%，Ⅴ類地下水6個、佔24%。地下水水質評價及統計結果見表10.29。

表10.29 地下水水質綜合評價結果統計表

潛水層Ⅲ類地下水主要分布在研究區的南北兩端，南部為石各庄鎮和新莊子鄉一帶，北部在七樹庄鎮北邊;Ⅳ類地下水分布在燕子河和白官屯鎮地帶;Ⅴ類地下水分布在七樹庄鎮和白官屯鎮的還鄉河沿岸地帶。承壓層Ⅲ類地下水在區內廣泛分布。研究區地下水水質類別分布見圖4.42。

圖10.42 地下水全指標綜合評價分布圖

10.3.1.6 地下水質影響指標分析

地下水水質受自然和人為因素的影響，不同指標對地下水水質的影響程度和人體健康的危害程度不同所以現將地下水水質評價指標分為天然因素、人為因素(表10.30)。

表10.30 地下水水質影響因素分類表

根據地下水水質分析資料，按照天然因素、人為因素指標分類，分別進行地下水水質評價(表10.31)。

表10.31 地下水水質天然、人為因素指標評價統計表

從表10.31中可知，僅考慮天然因素指標進行地下水水質評價時，Ⅰ-Ⅲ類地下水為17個、佔55%，Ⅳ類地下水為9個、佔29%，Ⅴ類地下水為5個、佔16%;僅考慮人為因素指標進行地下水水質評價時，Ⅰ-Ⅲ類地下水為22個、佔71%，Ⅳ類地下水為5個、佔16%，Ⅴ類地下水為4個、佔13%;通過對比，考慮天然因素比考慮人為因素指標進行評價時，Ⅰ-Ⅲ類地下水所佔比例減少16%，Ⅳ類地下水所佔比例增加13%，Ⅴ類地下水所佔比例增加3%(圖10.43)。

圖10.43 地下水水質天然、人為因素指標評價對比圖

由此可知，天然因素指標是影響地下水水質的主要因素，它對Ⅳ類地下水的影響尤為突出，對承壓含水層比潛水層的地下水影響更加明顯。

3. 有什麼方法比較簡單准確檢測地下水質的等級

水質檢測是水家裝之前的必備工作之一,它很大程度上決定了您需要什麼水家裝設備.一般水質檢測都是由專業的水質檢測人員來完成的,在您沒有請專業公司來安裝前,您也可以自己來檢測下自家的水質情況,不是很難的. 同時也可以確定下大概需要什麼類型功能的水處理設備,做好水家裝預算.
1.看:用透明度較高的玻璃被接滿一杯水,對著光線看有無懸浮在水中的細微物質?靜置三小時,然後觀察杯底是否有沉澱物?如果有,說明水中懸浮雜質嚴重超標；必須使用凈水器進行終端處理
2.聞:用玻璃杯距離水龍頭盡量遠一點接一杯水,然後用鼻子聞一聞,是否有漂白粉（氯氣）的味道?如果能聞到漂白粉（氯氣）的味道,說明自來水中余氯超標！也必須使用凈水器進行終端處理;
3.嘗:熱喝白開水,有無有漂白粉（氯氣）的味道,如果能聞到漂白粉（氯氣）的味道,說明自來水中余氯超標！也必須使用凈水器進行終端處理;
4.觀:用自來水泡茶,隔夜後觀察茶水是否變黑?如果茶水變黑,說明自來水中含鐵、錳嚴重超標,應選用裝有除鐵、錳濾芯的凈水器進行終端處理
5.品:品嘗白開水,口感有無澀澀的感覺?如有,說明水的硬度過高,應選用裝有離子交換樹脂的軟化濾芯的凈水器進行處理,處理後的水口感會更甘甜
6.查:檢查家裡的熱水器、開水壺,內壁有無結一層黃垢?如果有,也說明水的硬度過高,（鈣、鎂鹽含量過高）,也應盡早使用軟化凈水器進行軟化處理！注意:硬度過高的水很容易造成熱水器管道結垢,因熱交換不良而爆管；長期飲用硬度過高的水容易使人得各種結石病.
一般的水質問題都可以通過上面的步驟檢測出來,當然,當您確定您家的水質情況確實需要安裝水處理設備才能保證健康用水的話,您就必須要請專業的水質檢測技術人員來進行檢定了.
許多水質問題可以由專業的水質檢測技術人員做簡單的家庭拜訪即可發現,這些水質檢測技術人員經過嚴格的訓練,只要隨身行的儀器、試劑或試紙協助,便可檢驗出水質之各項污染程度而提議解決方案最普遍的居家水質測試項目有:硬度（測試單位為GPG）,含鐵量（測試單位為PPM）,酸度（測試單位為PH值）,含氯量、硝酸鹽含量及總溶解物質（測試單位為PPM）.

4. 地下水水量水質可行性分析

10.4.2.1 地下水水量可行性分析

水量均衡法計算結果與模型預測結果均表明:在2011年地下水開采條件下，地下水系統處於負均衡狀態，2020年研究區潛水地下水位下降2m左右;在以2011年的基礎上，以農業開采量減少10%，工業及生活開采量增加20%開采，地下水系統處於負均衡狀態， 2020年研究區潛水地下水位下降3m左右;增加5萬m³/d的後備水源地開采後，地下水系統呈負均衡狀態，地下水位將持續下降，將形成水位降落漏斗，預測2020年中心水位下降約5m。

研究區域地下水主要是使用於農業灌溉、工業及生活用水，增加開采勢必引起地下水位下降，但由預測可知2020年末的地下水位最大降深不超過6m，水位埋深在農用井所開采要求的深度內，對農業用水影響較小，不會對周邊地下水開采產生不良影響。由此而論，以5萬m³/d的開采量建立後備水源地在10年之內是可行的。

地下水容積儲存量計算結果表明，本區50m深度內的儲存量為16.4215億m³，是2011年地下水年消耗總量(1.0228億m³/d)的16倍，就是說不會出現因連續幾個枯水年而無水可採的局面。這也說明建立後備水源地是可行的。

10.4.2.2 地下水水質可行性分析

在地下水水質評價中，通過單指標評價和全指標綜合評價分析，豐潤區石各庄鎮一帶為Ⅰ-Ⅲ類水分布，以Ⅲ類水HCO₃-Ca·Mg型為主，水質符合《地下水質量標准》(GB/T14848—2007)中集中式生活飲用水水源及工農業用水開采要求，所以建立後備水源地是可行的。

5. 地下水水質評價與預測

一、地下水水質評價

地下水水質評價是地下水資源評價的重要組成部分，只有水質符合要求的地下水才是可以利用的地下水資源。地下水水質評價的核心是評價模型的建立和運行。地下水水質評價的方法很多，大體可分為以下幾類：綜合指數法、模糊數學法、灰色系統法、物元分析法、人工神經網路評價法等。不同的評價方法各有所長，每一種方法均有一定的適用條件，為了獲得較為准確的評價結果，系統提供了目前應用較廣的水質指數評價、模糊綜合評判和人工神經網路評價三種方法進行計算與比較，並結合GIS技術得到地下水水質的空間變化規律。

（一）指數評價法

該評價方法以我國現行的《地下水質量標准》（GB/T14848—93）為依據，包括單項評價和綜合評價法，單項評價採用單因子評價法，按《地下水質量標准》所列分類指標，劃分為五類，不同類別標准相同時，從優不從劣。綜合評價法按下式計算綜合評價分值F。

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

式中：F為各單項組分評分值F_i的平均值；F_max為單項組分評價分值F_i中的最大值；n為參評項數。

該評價方法的優點是數學過程簡捷、運算方便、物理概念清晰，存在的問題是描述環境質量的非連續性和過於突出最大污染因子的作用。

（二）模糊綜合評價法

應用模糊數學對水質進行綜合評價的基本思想是：由實測值建立各因子指標對各級標準的隸屬度集，形成隸屬度矩陣，再把因子的權重集與隸屬度矩陣相乘，得到模糊積，獲得一個綜合評判集。綜合評判集表徵水質對各級標准水質的隸屬程度，反映了綜合水質級別的模糊性。從理論上講，模糊綜合評價法由於體現了水體環境中客觀存在的模糊性和不確定性，符合客觀規律，合理性更強。但評價過程較復雜，需要解決好權重的合理分配。該方法的評價過程為：

1.計算評價因子隸屬度

用線形隸屬函數確定各評價因子對各級水的隸屬度的計算公式如下：

j=1級水時：

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

j=2,3,4級水時：

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

j=5級水時：

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

式中：Y為各因子分別屬於各級水的隸屬度；X 為各因子的實測濃度；S_i,j,S_i,j+1,S_i,j-1為評價因子的各級水質標准。

2.模糊關系R矩陣

通過隸屬函數的計算，求出單項指標對於各級別水的隸屬度，得到矩陣R:

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

3.評價因子權重的計算

權重就是各評價因子對總體污染物影響程度的貢獻及對人體影響效應的比重。對某種污染物濃度的分級標准S_i可以取其各級標准平均值：Si＝∑ S_j/m，對於某些在水中含量越高表明水質愈差的評價因子，其權重公式為：W_i= X_i/S_i；對於某些在水中含量越高表明水質愈好的評價因子，其權重公式為：W_i= S_i/X_i。

應用該方法時，對各項水質指標（或組分）目前常用的權重處理方法作了適當改進，即在確定各項水質指標（組分）的權重（W_i）時，除考慮某一組分的超標程度外，同時考慮了該項組分對人體健康的危害程度。對人體健康危害相對較小的常規組分及TDS、硬度和鐵（錳）等，在常規方法獲得的相對權值基礎上，乘以「0.6」的修正系數；而對人體健康危害較大的組分（如氟、氨、硝酸根、亞硝酸根、磷及汞、鉻、酚等）則乘以「1.0」系數。然後再用修正後的相對權重進行歸一化的權重計算。這種做法減少了對人體危害性較小組分在決定水質級別中的作用，更符合本區當前各質量級別地下水的使用現狀。

權重進行歸一化處理公式為：－_iW=W_i/∑W_i，∑W_i=1，從而得到權重矩陣A，它是一行n列矩陣（n為參加評判的因子數）。

4.綜合評價

模糊數學綜合評價是通過模糊關系矩陣R 和權重矩陣A 的復合運算而進行的評價。實際是對各項評價因子進行加和合成，用數學式表示為：B=A·R。

其中B是以隸屬度表示的水質級別模糊評價向量（行矩陣），由模糊矩陣R 和A 的復合運算得到，系統採用相乘求和的演算法進行運算。

（三）BP神經網路評價法

人工神經網路是一種由大量處理單元組成的非線性自適應的動力學系統，具有學習、聯想、容錯和抗干擾功能。應用人工神經網路評價水質，首先將水質標准作為「學習樣本」，經過自適應、自組織的多次訓練後，網路具有了對學習樣本的記憶能力，然後將實測資料輸入網路系統，由已掌握知識信息的網路對它們進行評價。傳統的神經網路方法都是對所有評價因子以同樣的標准進行處理，體現不出各評價因子對環境和人體影響的差異，而且往往因為某個評價因子的數值過大而導致總體的評價水質較差。因此，從實用的角度，在傳統神經網路模擬地下水水質評價因子與地下水水質級別間的非線性關系的基礎上，對評價因子進行了分組，進行水質評價。

1.BP神經網路模型概述

地下水環境質量評價所採用的神經網路的拓撲結果如圖13—2所示。它是由一個輸入層、一個隱層和一個輸出層構成的三層網路結構。輸入層接受外界信息，輸出層則對輸入信息進行判別和決策；隱層用來儲存知識。層與層之間的神經元（節點）單方向互聯，其聯接程度用權值表示，並通過學習來調節其值。該神經網路在學習過程中由正向傳播和反向傳播兩部分組成。正向傳播是數據由輸入層經隱層處理傳向輸出層；反向傳播是誤差信號從輸出層向輸入層傳播並沿途調整各層聯接權值和各層神經元的閾值，以使誤差信號不斷減小，通常採用Sigmoid函數作為神經元的激發函數。Sigmoid函數為：

圖13—2 網路模型結構示意圖

如果正向傳播的輸出與給定的期望輸出模式有較大的誤差而不滿足精度要求的時候，就轉入誤差反向傳播過程，將誤差沿原來的聯接通路返回，通過修改各層神經元的聯系權和閾值使誤差減小，然後再轉向正向傳播過程，隨著模式正向傳播和誤差反向傳播的反復交替，網路得到了記憶訓練，當網路的全局誤差小於給定值後，訓練終止，即可得到收斂的網路和相應穩定的權值和閾值。利用這個收斂的網路可以完成實際的模式識別任務。

2.教師樣本以及模型各層節點數目的確定

依據GB/T14848—93，地下水質量分類標準的Ⅳ類與Ⅴ類水標準的界值是同一數值，該標准規定小於等於該值為Ⅳ類水，大於該值為Ⅴ類水。而水環境質量標準的劃分一般都是指一個濃度區間。為了符合評價的要求，按照一些文章提出的方法來確定分級代表值：Ⅰ類水的標准界值作為Ⅰ類水的分級代表值，Ⅱ類水的分級代表值為Ⅰ類水和Ⅱ類水標准界值的中值，其餘依次類推，將Ⅴ類水（Ⅳ類）的界值作為Ⅴ類水的分級代表值。具體見表13—1。

表13—1 BP神經網路的教師樣本

續表

輸入層節點數為監測指標的數目，輸出層節點數為1，當預定誤差為0.001、學習效率取0.5時，經過反復試驗計算，確定隱層數為30時，網路的收斂效果較好。

3.水質評價BP模型建立時樣本數據處理

為消除各監測指標特徵之間由於量綱的不同及監測數值大小的差異對計算過程的影響，需對原始數據做規范化處理，選用下述方法，效果較好。

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

式中：

為第k樣本的第i個輸入值；x_i,max和x_i,min分別為第i個水質指標的最大值和最小值。

另外，為了消除極值的影響，如果污染水質指標達到Ⅴ類，輸入時就按Ⅴ類水的下限輸入；對於某些小於一類水標准上限濃度1/10的監測數據，輸入時就按一類標准上限的1/10輸入。

4.運行BP神經網路評價程序

鑒於VB.net寫成的神經網路演算法運行速度過慢，同時經過實踐，用C^+＋寫成的神經網路運算速度相對比較快，所以採用混合編程的方法。用C^+＋寫成神經網路程序，然後在VB.net下調用C^+＋程序進行評價。但是為了達到程序運行美觀，讓C^+＋程序在後台運行，從而兼具了VB.net界面可視化和DOS程序運行速度快的優勢。

二、地下水水質預測

進行地下水污染預警，要充分運用各種專家的知識經驗和有效的模型預測手段，在過去地下水環境及其演化趨勢的基礎上，預計未來可能發生的環境影響，綜合考慮地下水環境的自然屬性，判別地下水環境質量狀況。在系統中是利用已知多年地下水水質觀測資料來推算近期地下水水質的動態變化情況。系統提供了兩種預測方法，即時間序列分析與灰色預測。

（一）時間序列分析

地下水水質動態的時間序列分析方法的基本思想是認為地下水水質在隨時間變化的過程中，任一時刻的變化和前期要素的變化有關，利用這種關系建立適當的模型來描述它們變化的規律性，然後利用所建立的模型做出地下水動態未來時刻的預報值估計。用時間序列分析的方法，可以建立多種用於預報的隨機模型，本系統採用指數平滑法進行預測。指數平滑的原理為：當利用過去觀測值的加權平均來預測未來的觀測值時（這個過程稱為平滑），離得越近的觀測值要給以更大的權。而「指數」意味著：按照已有觀測值「老」的程度，其上的權數按指數速度遞減。

指數平滑法具有計算比較簡單，對實際變化比較靈敏，在預測時所需的觀測值不多等特點。這種方法在整個預測過程中，始終不斷地用預測誤差來糾正預測值。基本思路是首先對原始數據（監測值）作處理，處理後的數據稱作「平滑值」。給定一個權系數α（平滑常數），則平滑值由下式得到：

S_t＝α·X_p＋（1—α）·X_t

式中：S_t為平滑值；X_p為新數據；X_t為老數據。

上式表明所求得的平滑值是新老數據的加權組合。計算時，數據處理按幾級分幾次作，常記

、

、

分別為t時刻的第1次、第2次、第3次的平滑值。對經過處理的數據（平滑值）再作適當計算可構成以下非線性預測模型：

Y_t+T=a_t+b_t·T＋c·_tT²

式中：Y_t＋T為t+T時刻預測值；T為以t為起點向未來伸展時刻（t以後模型外推時間）；a_t、b_t、c_t為模型參數，分別代表t時刻的期望值、線性增量、拋物線增量。

其中：

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

計算時所使用的原始數據（監測值）為X₁、X₂、X₃……。

為加工後的數據，即t時刻第j次的平滑值。各次平滑後為：

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計算中應注意的問題：

（1）系數a的大小，關繫到計算的合理性，一般a由經驗確定，通常當變化趨勢平衡時，實際值的變化僅受偶然因素的影響，可取小的a值加權；變動不穩定，實際值的變動還受偶然因素之外的變動的影響，則可取較大的a值加權。a值的取值范圍為0～1，即0≤a≤1，當a值接近於零時，表示對過去的實際值作最小的加權，a值接近於1時，表示對現在實際值作最大加權。計算時可參考以下取值原則：

當變數的時間變動較為顯著，宜取較大的a值（a=0.3～0.5），以使近期數據在指數平滑法中發揮較大作用。

當時間序列趨勢較穩定，宜取小的a值（a=0.05～0.2），使各個統計值在指數平滑中具有大小相近的權數。

當時間序列趨勢有較緩的變化時，a可取值0.1～0.4。

（2）後一級平滑值

是通過前一級平滑值

算出的。然而，當t=0時，無前一級平滑值。因此各級初始平滑值

一般憑經驗給出，多採用與其他實際數據比較接近的值或觀測序列中的第一個值。

（二）灰色預測

1982年我國學者鄧聚龍教授提出了灰色系統理論，它把一般系統論、資訊理論、控制論的觀點和方法延伸到社會、經濟、生態等抽象系統，並結合數學方法，發展成為一套解決信息不完備系統即灰色系統的理論和方法。它可以利用連續的灰色微分模型，對系統的發展變化進行全面的觀察分析，並做出預測。灰色系統是指信息不完全、不充分的系統。灰色系統理論中GM（1,1）模型，代表1個變數的一階微方方程，它既是一種動態的數學模型，又是一種連續的數學函數。其根據關聯度收斂原理、生成數、灰導數和灰微方程等論據和方法來建模。建模技巧是利用量化方法將雜亂無章的原始數據列，通過累加生成處理，使之變成有規律的原始數據列，利用生成後的數據列建模，在預測時再通過還原檢驗其誤差。

鑒於地下水質動態變化的復雜性，受諸多因素制約，具有很大的不確定，其實質上就是一個處於動態變化之中的灰色系統，因此可用GM（1,1）建模，建立模型的基本步驟如下：

第1步：對數據序列作一次累加生成，得到：

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第2步：構造累加矩陣B與常數項向量YN，即

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第3步：用最小二乘法解灰參數：

第4步：將灰參數代入時間函數：

第5步：對

（1）求導還原得到：

第6步：計算

與

之差

及相對誤差e（t）

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第7步：誤差校正，以

為原始數據再進行一次灰色預測。

對呈增長趨勢的變化過程，用GM（1,1）都能得到較好的精確度，但有時遇到的變化過程較差的增長趨勢，用一次GM（1,1）得不到滿意的精確度，此時為了得到更好的精確度，常對其進行誤差校正，這就是常說的GM（1,1）改進模型。模型的精確度可通過已知的前n個歷史數據與其相應的n個預測數據比較，若精確度較好，則直接預測下一個未知數據。否則，要進行修正。

為了提高GM（1,1）模型的精度，可採用殘差GM（1,1）模型來進行模型的修正，殘差修正模型可以是生成模型，也可以是還原模型。

還原模型的相應數列為：

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殘差

為：

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是下述模型的數據：

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若通過殘差

建立的GM（1,1）為：

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則

的導數為：

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修正後的模型為：

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6. 有關水資源的保護或寫水資源現狀的書籍

水資源開發管理及監測保護標准實務全書》

書籍目錄

第一篇 水資源、水質監測最新標准規范
一、大壩安全自動監測系統設備基本技術條件 SL268-2001 *
二、水中有機物分析方法 痕量硝基苯類化合物的測定 樹脂吸附／氣相色譜法
SL／T273．1-2001
三、水質 總硒的測定 鐵(Ⅱ)--鄰菲?��浣臃止夤舛確?SL／T272-2001
四、水質總汞的測定 硼氫化鉀還原冷原子吸收分光光度法 SL／T271-2001
第二篇 水資源開發利用實務
第一章 水資源及其特點
第二章 資源分類
第三章 水資源量
第四章 水資源總量
第五章 地下水資源量
第六章 水資源系統分析
第七章 水資源供需分析
第八章 關於解決水資源供需矛盾的需求
第九章 中國水資源開發利用經過
第十章 水資源開發利用綜合評價
第十一章 水資源開發利用
第十二章 重點地區水資源利用
第十三章 水能資源開發
第三篇 水資源管理實務
第一章 水法水行政管理
第二章 水行政執法
第三章 水資源管理

第四章 地下水資源管理
第五章 河道管理
第六章 農業節水灌溉規劃
第七章 防汛與除澇
第八章 水資源管理行政執法
第四篇 水資源保護實務
第一章 概述
第二章 水環境現狀調查
第三章 水污染現狀評價
第四章 水資源保護規劃基本資料
第五章 水土保持
第六章 水資源質量保護
第七章 污染物排放總量控制規劃
第八章 飲用水水源地保護規劃
第九章 地下水資源保護規劃
第十章 水資源保護對策措施
第十一章 水資源保護管理信息系統
第五篇 水資源監測實務
第一章 水情自動測報
第二章 水環境質量預測
第三章 地下水資源監測
第六篇 水質監測實務
第一章 概述
第二章 水質監測站網規劃
第三章 水質監測分析新技術
第七篇 水質監測分析方法標准匯編
第一章 國家標准
第二章 行業標准
第三章 水質標准
第四章 水污染物排放標准 《水資源開發管理及監測保護標准實務全書》

7. 求地質類的有用的資料，我是新人

地質類書籍太多。最有用的就是規范了。
剛好正在整理目錄，還不全，你就按照這個目錄去收集吧。
1．固體礦產地質勘查規范總則(GB／T13908-2002)
2．固體礦產資源／儲量分類(GB／T17766-1999)
3．大洋金屬結核礦產勘查規程(GB／T17229-1998)
4．鐵、錳、鉻礦地質勘查規范(DZ／T0200-2002)
5．鎢、錫、汞銻礦地質勘查規范(DZ／T0201—2002)
6．銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質勘查規范(DZ／T0214-2002)
7．鋁土礦、冶金菱鎂礦地質勘查規范(DZ／T0202-2002)
8．岩金礦地質勘查規范(DZ／T0205-2002)
9．砂礦(金屬礦產)地質勘查規范(DZ／T0208-2002)
10．稀有金屬礦產地質勘查規范(DZ／T0203-2002)
11．稀土礦產地質勘查規范(DZ／T0204-2002)
12．鈾礦地質勘查規范(DZ／T0199-2002)
13．煤、泥炭地質勘查規范(DZ／T0215-2002)
14．磷礦地質勘查規范(DZ／T0209-2002)
15．硫鐵礦地質勘查規范(DZ／T0210-2002)
16．玻璃硅質原料飾面石材石膏溫石棉硅灰石滑石石墨礦產地質勘查規范(DZ/T0207－2002)
17．高嶺土、膨潤土、耐火粘土礦產地質勘查規范（DZ/T0206－2002）
18．重晶石、毒重石、螢石、硼礦地質勘查規范（DZ/T0211－2002）
19．固體礦產勘查檔案立卷歸檔規則(DZ／T0222-2004)
20．岩礦分析試樣制備規程(DZ013013-1994)
21．固體礦產勘查原始地質編錄規定(DZ／T 0078- 1993)
22．固體礦產勘查報告 地質資料綜合整理、綜合研究規定（DZ/T 0079-1993）
23．固體礦產勘查報告格式規定（DZ/T 0131-1994）
24．固體礦產勘查/礦山閉坑地質報告編寫規范（DZ/T0033-2002D）
25．《地質礦產勘查測量規范》GB／T 18341-2001
26．礦產資源工業要求手冊（2010地質出版社）
27．原始地質資料立卷歸檔規則（DA/T 41-2008）
28．火成岩岩石分類和命名方案(GB／T17412．1—1998)
29．沉積岩岩石分類和命名方案(GB／T17412．2-1998)
30．變質岩岩石分類和命名方案(GB／T17412．3-1998)
31．區域地質及礦區地質圖清繪規程(DZ／T0156—1995)
32．區域地質調查總則(1：50000)(DZ／T0001-1991)
33．1：250000區域地質調查技術要求(DZ/T0246-2006)
34．固體礦產預查暫行規定(DD2000-01)
35．地球化學普查規范（比例尺1：5萬）(DZ/T0011－91)
36．區域地球化學勘查規范（比例尺1：20萬）(DZ/T0167－1995)
37．土壤地球化學測量規范(DZ/T0145－94)
38．地面高精度磁測技術規程(DZ/T0071－93)
39．物化探工程測量規范(DZ/T0153-95)
40．地球化學勘查術語（GB/T14496-93）
41．地球化學勘查圖圖式圖例及用色標准（DZ/T0075-93）
42．原地質礦產部-90物化探異常查證要求
43．地球化學調查野外驗收要求 中國地質調查局 2000
44．地球化學調查原始資料檢查暫行規定 中國地質調查局 2000
45．化探次生暈普查技術規程——1992內部標准
46．地質勘查坑探規程(DZ0141－94)
47．地質岩心鑽探規程(DZ／T 0227- 2010)
48．地質勘查鑽探岩礦心管理通則(DZ／T 0032- 1992)
49．《鑽探、井、槽探操作規程》(YS 5208- 2000)
50．水文地質鑽探規程(DZ/T 0148-94)
51．水質分析方法標准(GB 7466-7494-87)
52．水文測井工作規范(DZ/T 0181-97
53．岩石礦物分析(DZC 20-4)
54．土工試驗方法標准(GBJ 123-88)
55．土工試驗規程(DZC 20-6)
56．區域水文地質工程地質環境地質綜合勘查規范(比例尺1:50000)（GB/T 14158-93）
57．城市環境水文地質工作規范（DZ 55-1987）
58．城鎮及工礦供水水文地質勘察規范（DZ 44-1986）
59．供水水文地質勘察規范（GB 50027-2001）
60．工程地質鑽探規程（DZ/T 0017-1991）
61．飲用水分析按國家生活飲用水衛生標准（GB/5749-85）
62．空間資料庫工作指南 中國地質調查局修訂
63．數字化地質圖圖層及屬性文件格式
64．中國地質調查局地質調查項目管理制度匯編
65．地熱資源地質勘查規范（GB11615-89）
66．天然礦泉水地質勘探規范（GB/T13727-92）
67．區域環境地質勘查遙感技術規程（1:50000）（DZ/T0190-199）
68．工程地質調查規范（1:10萬—1:20萬）（ZBD14002-89）
69．工程地質調查規范（1:2.5萬—1:5萬）（ZBD14003-89）
70．土壤分類分級標准（SL190—96）
71．縣（市）區域水文地質調查基本要求（原地礦部）
72．縣（市）地質災害調查與區劃基本要求（國土資源部）
73．綜合水文地質圖圖例及色標（GB/T14538-93）
74．綜合工程地質圖圖例及色標（GB/T12328-90）
75．地表水環境質量標准（GB3838-2002）
76．地下水質量標准（GB/T14848-93）
77．土壤環境質量標准（GB15618-1995）
78．生活飲用水衛生標准（GB5749-85）
79．礦區水文地質工程地質勘探規范（GB12719-91）
80．地下水質檢驗方法、水樣的採集和保存（DZ/T0063.2-93）
81．水文地質鑽孔數據文件格式(DZ/T0124-94)
82．水文測井工作規范（DZ/T0181-199）
83．飲用天然礦泉（GB8537-95）

8. 地下水質量評價方法

1.單項評價

單項組分評價按表9-17所列標准分類指標，劃分為五類。不同類別標准值相同時，從優不從劣，例如揮發性酚類Ⅰ、Ⅱ類標准值均為0.001mg/L，若水質分析結果為0.001mg/L，應定為Ⅰ類，而不定為Ⅱ類。

2.綜合評價

目前，對地下水質量綜合評價，一般採用加附註的評分法（簡稱附註評分法）。本方法是我國《地下水質量標准》（GB/T14848-93）中規定的對地下水質量狀況進行評價的方法。具體方法簡介如下：

（1）參加評分的項目應不少於該標准規定的監測項目（表9-17），但不包括細菌學指標。即主要參評項目為：pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、砷、汞、鉻（六價）、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、溶解性總固體、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、氯化物等，以及反應本地區主要水質問題的其他項目。參評項目應有代表性。

（2）首先進行各單項組分評價。據表9-17，確定所屬質量類別（級別）。不同類別標准相同時，從優不從劣，如揮發性酚類Ⅰ、Ⅱ標准值均為0.001mg/L，若水質分析結果為0.001mg/L時，應定為Ⅰ類，而不定為Ⅱ類。

（3）根據類別（級別），按表9-18分別確定單項組分評價分值F_i。

表9-18 單項組分評價分值

（4）計算綜合評價分值F：

B^Z±）計算的毫摩爾濃度。見前文。

9. 地下水系統研究方法

地下水系統研究的總目標主要是研究地下水系統各要素之間及與環境之間的定性或定量關系，建立地下水系統的概念模型，進而建立地下水系統的數學模型，用以進行地下水資源評價和科學管理。在實現總目標的過程中，除了傳統的水文地質理論方法和技術外，還需要應用地下水系統和系統工程的思想，緊緊圍繞地下水系統各要素之間及與環境之間的主要關系展開研究。主要的研究內容和研究方法有以下幾個方面。

一、地下水系統環境分析

環境通常是指存在於系統外的與系統有密切聯系的物質的、經濟的、信息的和人際的相關因素的總稱。環境的變化將通過輸入使系統發生變化，系統本身活動也可通過輸出引起環境發生變化。與地下水系統有密切聯系的環境分為三類:自然環境、技術經濟環境和社會環境。自然環境包括生態環境、地質環境、地表水系統和相鄰地下水系統等。天然條件下，地下水系統一般通過自然邊界(如斷層邊界、含水層與不透水層的接觸界面、含水層上覆的透水層接觸界面等)與環境處於動平衡狀態。地下水系統從環境中獲得降水入滲或河水滲漏等補給，而又以泉等形式排泄於地表水系統。人類開發地下水之後，地下水與系統的動態平衡被打破，帶來一系列環境問題，導致地下水系統的輸入和輸出發生變化。技術經濟環境包括技術水平、經濟實力和科技發展因素。這些因素直接影響對地下水的開采，如受抽水設備和抽水費用限制，抽水井中地下水的降深不能大於一定的允許降深，地下水埋藏深的地區不宜開采等。社會環境包括政治、法律、政策、制度和經濟發展規劃等因素，要求地下水的開發利用要注重社會效益，如為保證下遊河流一定的河流量等。

地下水系統環境分析的目的在於:①劃分地下水系統的邊界;②確定地下系統的輸入、輸出變數;③論證地下水系統與環境之間的相互關聯、相互制約的關系，如果需要建立地下水系統管理模型，則需進一步確定地下水系統最優管理模型的約束條件(周仰效，1987)。

二、地下水系統結構分析

地下水系統結構分析的主要內容為地下水系統的組成要素、各要素之間的關系以及地下水系統的層次性和整體性分析。分析方法是依據水文地質調查、勘探、試驗、觀測所取得的資料，綜合運用水力學、水化學和同位素、水溫度學方法系統分析，分析的結果是建立地下水系統的概念模型，目的是為地下水系統的模型化和最優化提供可靠的水文地質模型基礎。

地下水系統最基礎的組成要素為滲透水流、含水層、弱透水層、隔水層和邊界。這些基本要素的空間分布和組合形式及其相互間的水力聯系構成最低層次的地下水系統。如潛水含水層系統、承壓含水層系統和越流含水層系統。低層次的地下水系統相互配置又可組成高一層次的地下水系統，如局部地下水系統、過渡帶地下水流系統和區域地下水流系統等。滲透水流與含水層之間的關系表現在地下水的運動規律和水文地質參數。如多孔介質中地下水的層流運動服從達西定律、溶質運移服從水動力彌散規律、溫度變化服從熱傳導定律等。導水系數和貯水系數(或給水度)反映了含水層系統在水力方面的兩個主要功能:傳輸作用和調蓄作用。邊界包括側向邊界和垂向邊界，它決定了地下水系統與環境相互聯系的形式，也決定了地下水系統天然補給與排泄的方式。實際的地下水系統非常復雜，我們所獲得的有關地下水系統的信息有限，需要對所獲得的資料綜合應用各種方法進行分析和判斷，建立地下水系統概念模型。

三、地下水流動系統分析

水文系統分析從整體上研究區域水循環，主要由輸入系統分析，區域地下水系統分析和輸出系統分析3部分組成。輸入系統分析主要包括降水、外區流入或本區自產的地表水、外區流入的地下徑流(包括淡水及鹹水)等要素分析;地下水系統分析主要包括包氣帶、淺層水系統、中層水系統、深層水系統以及極深層水系統之間地下水循環特徵，以及水動力場、水化學場演變分析;輸出系統主要包括天然排出的地表水系統和通過人工抽吸排水的地表水系統分析。

地下水流動系統分析是區域地下水系統分析中一個關鍵環節 。地下水流動系統理論以勢場和介質場的分析為基礎，將滲流場、水化學場與溫度場等本來似乎互不關聯的地下水各方面的表現聯系在一起，納入一個地下水空間與時間連續演變的有序結構中，形成一個統一的整體。地下水流動系統分析主要在水文地質調查、試驗、觀測所取得的資料的基礎上，通過綜合運用水力學、水化學和同位素等方法進行系統分析，研究地下水循環特徵以及水動力場、水化學場、水溫度場特徵，查明地下水的循環模式和地下水流的運動狀態。地下水流動系統分析的結果是建立地下水流動系統的概念模型和數值模型。和地下水系統結構分析的目的一樣，地下水流動系統分析的最終目的也是為地下水系統的模型化和最優化提供可靠的水文地質模型基礎。

四、地下水系統模型化

模型化是通過模型來表現地下水系統特徵及狀態性質。目前常用的地下水系統的模型有概念模型、物理模型和數學模型三大類，如表1-2-2所示。概念模型主要是對地下水系統中含水層系統的空間結構和流動系統的補排特徵、邊界條件進行概化，它是實行地下水系統模型化的第一步，一般以圖表形式表達;物理模型是根據地下水系統的實際情況(原型)，按比例縮小而製成的模型，如以砂制模型表示含水層，以水或其他液體作為它的流體，對地下水系統進行模擬;地下水系統數學模型的建立是定量研究地下水運動規律的關鍵，數學模型是用一組地下水的連續方程和水流方程，從功能上模擬地下水運動，並顯示地下水動態實際數量及數量的時空關系。數學模型中的基本要素是變數、參量、常量以及它們之間的關系。在上述地下水模型中，隨著計算技術進步和計算機的推廣應用，數學模型是應用日益廣泛的一種地下水系統模型。

表1-2-2 地下水系統模型分類

(據周仰效，1987)

地下水系統模型化的過程稱為系統識別。它是通過觀測系統的輸入-輸出過程以確定系統的數學模型。根據事先對系統的了解程度，系統識別問題可分為如下兩類:完全識別問題———「黑箱法」，部分識別問題———「灰箱法」。當對地下水系統的結構不了解時，不能根據物理定律建立描述地下水系統的數學模型，只能夠觀測到系統的輸入-輸出過程時，則可用「黑箱法」;從信息的角度把地下水系統對輸入的響應產生輸出的過程看作信息傳遞的過程，通過對信息的加工處理宏觀地研究地下水系統的總體行為和功能。當對地下水系統的結構有足夠的了解，能夠根據能量和質量守恆原理推導出描述地下水系統的數學模型，但要確定模型中的一組未知參數，模型化問題變為參數識別問題，可採用部分識別問題的「灰箱法」。

五、地下水系統最優化

地下水系統的最優化是在地下水系統模型化的基礎上通過建立地下水系統的管理模型來實現的。地下水系統管理模型由目標函數和約束條件兩部分組成。目標函數表達了地下資源管理所要達到的目的，由決策變數的函數表示。約束條件規定了決策變數的取值范圍。地下水系統管理模型的約束條件包括地下水流狀態方程約束和環境約束(自然環境、技術經濟和社會環境)。地下水流狀態方程規定了地下水開采量(人工補給量)與地下水位(或降深)之間的關系，以保證對水位約束能對選擇最優開采方案時起約束作用。地下水系統的狀態方程可以是地下水均衡方程、地下水井流公式、用數值法離散偏微分方程形成的線性代數方程(嵌套法)，以及降深與開采量之間的卷積方程的離散形式(響應矩陣法)。地下水系統的最優化即是在給定的約束條件下尋求一組最優開采方案，以使目標函數達到最優值。

六、地下水系統評價

地下水系統評價包括地下水系統的資源評價和地下水系統的合理開發利用評價。地下水系統的資源評價主要在環境分析、結構分析和模型化的基礎上，獲得地下水系統的天然資源量、開采資源量、其時空變化以及成因，獲得地下水系統的水質質量及其演化以及成因;目的是闡明地下水系統資源的來源、形成、分布、數量和質量。地下水系統的合理開發利用評價主要在地下水系統的資源評價的基礎上，著重依據地下水系統的生態功能、環境功能和社會經濟功能，運用系統工程方法，建立地下水系統的開發利用行為與生態、環境、社會經濟之間的定量關系，確定地下水系統開發利用的目標函數和約束條件，進而進行若干開發利用方案的優化，得到最優可行的地下水系統開發利用方案。

10. 區域地下水水質分析

根據本次野外采樣測試結果，全區地下水感官指標基本全部符合Ⅰ類水質標准，從結果分析來看，區內主要存在總硬度、總礦化度、氨氮、錳以及個別水樣細菌總數超標現象。

2.4.4.1 總溶解固體（TDS）分布特徵

研究區地下水中TDS總體小於1000mg/L，沿地下水流向礦化度由高向低變化，在水源地上游斷面地下水TDS普遍較高，一般大於1000mg/L，水源地中心礦化度較低，介於500～1000mg/L之間，符合地下水水質Ⅲ類標准。沿排污溝南干溝，部分采樣點礦化度高於1000mg/L，南干溝污水對地下水礦化度有一定影響。

本次采樣對黃河水以及南干溝污水和企業廢水進行采樣測試，除夏進乳業排放污水超過Ⅲ類標准，屬於Ⅳ類水以外，其他水樣礦化度均低於1000mg/L。

2.4.4.2 三氮濃度分布特徵

根據水質檢測結果，本區氨氮含量是影響地下水水質的主要因子，多符合地下水水質Ⅲ類、Ⅳ類標准，沿南干溝兩側，沿不同采樣剖面對氨氮濃度進行分析：

（1）剖面Ⅰ

剖面Ⅰ位於地下水一級、二級保護區上游，沿黃河至南干溝段，該區地下水總硬度與礦化度高於黃河水礦化度，以及南干溝污水和企業污水，但TDS含量均在1000mg/L左右，其中WZ-2點位於郝渠附近，礦化度及總硬度均較低，揭示了該區可能受郝渠水的補給，地下水補給徑流條件較好。

黃河水氨氮含量較斷面末端的南干溝中污水的含量顯著偏低（圖2.21），與WZ-1-2點地下水中氨氮含量相差不大；從地下水中氨氮含量分布可看出，靠近黃河區域WZ-1-2點地下水氨氮含量較高，說明該區地下水受黃河水補給，具有一定的水力聯系，同一斷面上其他各點氨氮含量變化不大。

圖2.21 剖面Ⅰ取樣點氨氮分布圖

（2）剖面Ⅱ

剖面Ⅱ由西南向東北斜穿水源地一、二級保護區，是沿地下水流向布置的控制性斷面，全部取地下水樣。氨氮濃度沿流程有明顯的上升趨勢，由WZ-8點的0.025mg/L上升至WZ-22點的0.477mg/L，剖面Ⅱ上游氨氮均符合Ⅲ類以下標准，下游氨氮濃度均高於0.2mg/L，為Ⅳ類水；硝酸鹽和亞硝酸鹽普遍含量較低，亞硝酸鹽在WZ-3點濃度較高，主要原因是該取樣點離周圍牲畜養殖點較近（圖2.22）。

圖2.22 剖面Ⅱ三氮及高錳酸鹽指數沿程變化圖

（3）剖面Ⅲ

剖面Ⅲ由西北向東南穿過水源地，總硬度、硫酸鹽與礦化度含量也比較穩定，地下水中氨氮含量由西北向東南遞增（圖2.23），在由WZ-13點的0.07mg/L變化至WZ-4點的0.47mg/L，主要受工業廢水影響較大。

圖2.23 剖面Ⅲ取樣點氨氮分布圖

（4）剖面Ⅴ

剖面Ⅴ位於地下水二級保護區東邊界，主要沿區內的排污溝布設，由南向北，貫穿整個研究區。地下水中氨氮的濃度為0.026～0.477mg/L，沿剖面起點至終點濃度增大一個數量級；南干溝地表水氨氮濃度由 WZ-11 點的 5.67mg/L 至終點排污口濃度達到58.9mg/L，濃度顯著升高；該剖面地下水中氨氮含量沿程也顯著增加，初步分析主要為南干溝污水氨氮含量影響地下水中氨氮濃度（圖2.24）。

圖2.24 剖面Ⅴ取樣點氨氮分布圖

2.4.4.3 金屬離子分布特徵

本次測試的金屬離子主要有砷（As）、鈹（Be）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鎳（Ni）、汞（Hg）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鋅（Zn）11種，其中鈹、鉛、汞、鋅在地下水中均未檢出；砷、鎘、鉻、銅、鎳有微量檢出，均低於地下水Ⅰ類標准下限；鐵有個別檢出，均符合Ⅲ類地下水水質標准；僅有錳在全區范圍內廣泛檢出，其中以符合地下水Ⅰ類標准為主，在水源地中心以及上游黃河沿岸部分地區錳含量較高，基本屬於Ⅳ類水。

本次檢測的黃河水、工礦企業污水中金屬離子鈹、鉛、汞均未檢出；鎘、鉻、銅、鎳有微量檢出，均低於地下水Ⅰ類標准下限；鋅在南干溝上游和夏進乳業排污水、奧豐皮草製品廠有檢出，均符合地下水Ⅱ類標准；鐵只在南干溝上游取樣點及萬勝生物污水有檢出，其中在南干溝上游鐵含量較高，達到地下水水質標准Ⅴ類，萬盛生物檢出符合Ⅱ類；錳在南干溝入口、出口及萬盛生物都有檢出，南干溝上游錳含量較低，屬於Ⅰ類地下水，出口處含量達到Ⅳ類水標准；同時區內砷普遍檢出，富榮化肥廠污水排放為Ⅱ類標准，其餘均滿足Ⅰ類標准。

2.4.4.4 總氰化物

地下水中未檢出氰化物，南干溝污水中總氰化物含量基本都符合地表水環境Ⅱ類、Ⅲ類標准；在富榮化肥廠污水中檢測總氰化物超過地表水環境質量Ⅴ類標准，從南干溝污水總氰化物沿程變化可看出，在SW-07點富榮化肥廠污水排放總氰化物濃度最高，沿南干溝流向濃度逐漸降低（圖2.25）。

2.4.4.5 有機物分布特徵

多環芳烴類：地下水中多環芳烴類有檢出的主要為萘和熒蒽，分布在研究區上游斷面以及南干溝入黃口附近，苯並（a）芘個別點有檢出，水源地中心未檢出多環芳烴類有機物（圖2.26）。

圖2.25 南干溝污水總氰化物沿程變化

圖2.26 南干溝污水多環芳烴沿程變化

地表水及企業污水檢測結果顯示，企業污水中普遍檢出多環芳烴類有機物萘、苯並（k）熒蒽、苯並（a）芘、苯並（g，h，i）芘，其中以富榮化肥廠和奧豐皮草檢測出多環芳烴類有機物項目最多。南干溝中萘含量，上游含量最低，經過企業集中區，南干溝中萘濃度增加，在南干溝與清二溝混合下游處萘濃度達到最大，之後逐漸降低。

半揮發性有機物——苯酚類：地下水中均未檢出半揮發性有機物，沿清二溝向南干溝匯流，清二溝取樣點SW-05苯酚含量最高，和南干溝匯合後濃度逐漸降低，3-甲基苯酚濃度逐漸增大，2，4，6-三氯酚匯入南干溝後濃度逐漸減小（圖2.27）。

單環芳香烴類（MAH）：地下水中未檢出苯、甲苯等有機物，沿南干溝流向，苯在富榮化肥廠排污口之後濃度明顯增大，之後逐漸降低，甲苯含量在富榮化肥廠排污後濃度增加，之後沿程變化不大（圖2.28）。