采用敏感性分析和最差情況分析進(jìn)行地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

1、采用敏感性分析和最差情況分析采用敏感性分析和最差情況分析進(jìn)行地下水行地下水污染風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［比利時(shí)］MarijkeHuysmans李燁譯；馮翠娥、魏國(guó)強(qiáng)校譯本文闡述了如何利用敏感性分析和最差情況分析來(lái)對(duì)地下水污染進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并將這一方法應(yīng)用于匈牙利境內(nèi)的一個(gè)研究區(qū)。在該研究區(qū)存在幾個(gè)地下水污染源，而且位于飲用水井附近。主要關(guān)注的是污染源是否對(duì)飲用水井造成威脅。由于資料有限，模擬的結(jié)果具有很大的不確定性。應(yīng)用敏感性分析來(lái)評(píng)價(jià)這一不確定性

2、。一、概述確定與地下水污染有關(guān)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是一個(gè)常見(jiàn)的研究問(wèn)題。通常需要研究受到污染的地下水是否會(huì)到達(dá)飲用水井、河流、生態(tài)脆弱區(qū)或動(dòng)植物敏感區(qū)（Calow，1998）。計(jì)算機(jī)模型是常用的進(jìn)行地下水流動(dòng)和污染預(yù)測(cè)的工具。由于資料的缺乏和模型參數(shù)的異質(zhì)性，往往會(huì)造成模擬結(jié)果的不確定性。盡管與預(yù)測(cè)相關(guān)的不確定性可能非常關(guān)鍵，但是通常都會(huì)被忽略，特別是在資料相當(dāng)缺乏的情況下（Levy等，1998）。有幾種解決參數(shù)不確定性的方法。常用的隨機(jī)分析方法

3、是蒙特卡羅（MonteCarlo）模擬（AsanteDuah，1998）。應(yīng)用這一方法，可以在所能輸入的概率分布范圍內(nèi)自由選擇輸入值，并計(jì)算出每種情況下的輸出值。通過(guò)重復(fù)計(jì)算可以確定輸出的分布范圍。盡管蒙特卡羅模擬方法的功能強(qiáng)大，而且漸近收斂，但是計(jì)算效率卻很差。另外，還需要確定每一個(gè)模擬參數(shù)的概率函數(shù)，這是在輸入信息比較缺乏的情況下，該方法的一個(gè)嚴(yán)重的缺陷。蒙特卡羅模擬通常與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合，然而，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法需要通過(guò)大量的數(shù)據(jù)

4、來(lái)準(zhǔn)確描述每一個(gè)參數(shù)的空間變化，而在實(shí)際工作中，通常不可能獲得如此充足的資料。解決不確定性問(wèn)題最直接的方法是敏感性分析和（或）最差情況分析。通過(guò)敏感性分析，可以確定由于輸入變量和參數(shù)造成的輸出變化，這是一種檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭休敵鲎兞繉?duì)輸入變量的靈敏性的分析方法。在最差情況分析中，需要給定每一個(gè)變量和參數(shù)最差的可能值，這樣可以得出模型的最差輸出結(jié)果。本文根據(jù)敏感性分析和最差情況分析進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，研究區(qū)Mtzalka市擁有25400人口，位于匈牙利

5、東部，靠近羅馬尼亞和烏克蘭邊界。Mtzalka沿Kraszn河分布，Kraszna河與Tisza河相匯，最終排泄到多瑙河。Mtzalka周?chē)袔讉€(gè)潛在的污染源。其中一個(gè)地下水污染源是城市垃圾處理場(chǎng)，占地面積80萬(wàn)m2，沒(méi)有加適當(dāng)?shù)姆罎B根據(jù)MODFLOW來(lái)求解微分方程。（一）邊界條件水文地質(zhì)模型是一個(gè)9km10km260km的模型。上部的更新統(tǒng)粘土沉積物表示模型的不透水邊界；根據(jù)測(cè)壓圖和剖面圖獲得測(cè)壓水頭條件，將測(cè)壓水頭條件作為含水層一、

6、三、五和六的邊界；第二層和第四層的垂直邊界是零通量邊界，這兩層主要由粘土組成，地下水流動(dòng)相當(dāng)慢，而且水流主要是在垂直方向上運(yùn)動(dòng)，因此，假定沿垂直邊界的水平通量為0。模型的東部邊界是一條河流，這條河流的坡度為13cmkm，河流底部沉積物厚度約為0.7m，水力傳導(dǎo)系數(shù)約為10－6ms。按照每月的抽水資料，確定模型中從井場(chǎng)抽取的地下水量。共有15口抽水井，總抽水量為15000m3天。根據(jù)Thntwaite方法，估計(jì)含水層的補(bǔ)給量為30mm年。

7、（二）柵格設(shè)置6層104行和112列的柵格，基本單元是100100m2，在抽水井附近柵格大小一般是5050m2，每個(gè)單元一般者不得超過(guò)其鄰近單元的1.5倍。為了進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)單元的長(zhǎng)寬比不超過(guò)10。（三）水力傳導(dǎo)系數(shù)利用抽水試驗(yàn)、排泄和水位下降資料以及粒度分布資料，確定研究區(qū)不同地層的水力傳導(dǎo)系數(shù)。在第一層進(jìn)行了12次試驗(yàn)，在第五層進(jìn)行了3次試驗(yàn)，在第六層進(jìn)行了8次試驗(yàn)。采用ThiemDupuit等式來(lái)分析排泄和水位下降資料，在第一層進(jìn)

8、行了13次分析，在第五層進(jìn)行了1次，在第六層進(jìn)行了22次。采用Beyer公式和Zamarin公式對(duì)第六層的6個(gè)土樣進(jìn)行了粒度分析，這兩個(gè)公式是分析粒度與傳導(dǎo)系數(shù)之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。在第二層和第四層沒(méi)有分析水力傳導(dǎo)系數(shù)，取以前的研究數(shù)據(jù)。計(jì)算每一層水力傳導(dǎo)系數(shù)的平均值。在水平層的沉積物中，水平水力傳導(dǎo)系數(shù)要高于垂直水力傳導(dǎo)系數(shù)，假定Kh與Kv的比等于10（表2）。第五層和第六層是滲透性最強(qiáng)的更新統(tǒng)地層；第二層和第四層是滲透性最差的更新統(tǒng)地