為避免海綿城市建設(shè)技術(shù)的實施造成地下水污染，采用層次分析法和聚類分析法評價海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水污染的影響。結(jié)果表明，22項海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響分為3個等級，一級技術(shù)共11項，增加了地表徑流進入地下水的概率，但對雨水徑流的凈化效果有限;二級技術(shù)共7項，有一定的概率使得地表徑流進入到地下水中，同時具有一定的凈化雨水徑流的能力;三級技術(shù)共4項技術(shù)，能降解或凈化雨水徑流中的大部分污染物。結(jié)合海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水潛在影響的評價結(jié)果，可為不同風(fēng)險區(qū)域的海綿城市選取適宜的海綿城市建設(shè)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

　　1引言

　　近年來，海綿城市建設(shè)技術(shù)通過改變下墊面條件、增加雨水下滲量和地下水補給量、減小地表徑流量，有效緩解了城市水資源短缺和內(nèi)澇問題，但也增強了地表水和地下水的交互作用，顯著增加了地下水被污染的風(fēng)險。雨水徑流從地表入滲到地下水的過程中，雨水徑流中的污染物的水平遷移和垂直遷移均會融入到地下水中，對地下水造成二次污染[1]。目前就海綿城市建設(shè)技術(shù)的實施對其他系統(tǒng)的影響開展了部分研究工作。如QINHP等[2]以深圳市光明新區(qū)為例，通過構(gòu)建SWMN模型，評價了不同的海綿城市建設(shè)技術(shù)對其城市排水系統(tǒng)的影響;杜新強等[3]通過建立潛水—承壓水三維非穩(wěn)定地下水流數(shù)值模型，研究了海綿城市建設(shè)對區(qū)域地下水資源的補給效應(yīng);李懷恩等[4]從海綿城市雨水徑流方面切入，對雨水徑流集中入滲對土壤和地下水的影響研究進行綜述。針對海綿城市建設(shè)技術(shù)的實施和運行對地下水的影響，至今尚未開展相關(guān)風(fēng)險評價研究工作。雖然地下水檢測技術(shù)已廣泛運用，可通過檢測數(shù)據(jù)分析地下水水質(zhì)。但目前地下水檢測技術(shù)存在著無法進行現(xiàn)場測試、多以定性為主，難以實現(xiàn)定量分析及不易判斷變化規(guī)律等不足[5]。基于此，本文采用層次分析法對22項海綿城市建設(shè)技術(shù)[6]的實施對地下水的影響進行綜合指數(shù)評分，并利用SPSS16.0對綜合指數(shù)進行聚類分析，得到海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響級別及界限，為我國不同風(fēng)險區(qū)域海綿城市建設(shè)過程中選取適宜的海綿城市建設(shè)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

　　2評價方法

　　海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響強度受技術(shù)功能、技術(shù)目標(biāo)和經(jīng)濟效益3個方面的限制，且限制程度不同。因此，本文利用層次分析法計算各指標(biāo)權(quán)重，最后通過計算出綜合指數(shù)來反映海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響。

　　2.1評價指標(biāo)選取

　　基于海綿城市建設(shè)技術(shù)內(nèi)涵，將海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的評價體系設(shè)計為遞階層次性結(jié)構(gòu)。考慮不同調(diào)控雨水技術(shù)、雨水徑流、處理成本和景觀效果對地下水的影響。建立相應(yīng)的評價指標(biāo)體系見圖1。

　　2.2評價指標(biāo)權(quán)重賦值

　　2.2.1建立層次結(jié)構(gòu)模型對影響因素進行分層處理，該指標(biāo)體系可分為四個層次，分別為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層和技術(shù)層。2.2.2構(gòu)造成對比較矩陣判斷矩陣是表示本層所有因素對上一層某一個因素的相對重要性比較。判斷矩陣的元素aij用Santy的九標(biāo)度方法給出，見表1。本文評價方法體系中，按照兩兩比較法分別確定目標(biāo)層A與準(zhǔn)則層B之間的判斷矩陣，見表2。2.2.3指標(biāo)權(quán)向量的確定及一致性檢驗計算A-B判斷矩陣的最大特征值及其對應(yīng)的特征向量：(3)顯然，CR接近于0，A-B矩陣具有滿意一致性，故B中的權(quán)值可應(yīng)用。同理，對其他各層次元素依其重要性構(gòu)造各個判斷矩陣，并檢驗其一致性，最終確定其權(quán)值。2.2.4層次性總排序為了清晰而直觀的表達評價結(jié)果，將模糊等級向量清晰化，將其轉(zhuǎn)化為簡單分?jǐn)?shù)作為模糊綜合評價值C，海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響評價單項指標(biāo)權(quán)重的計算過程及結(jié)果為。

　　2.3評價指標(biāo)分值確定

　　根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中低影響開發(fā)設(shè)施比選表中各項指標(biāo)的強度(表5)，參考各項指標(biāo)的強度(表6)，根據(jù)各項指標(biāo)對地下水的影響，確定22項海綿城市建設(shè)技術(shù)中各單項指標(biāo)的分值。各指標(biāo)打分的方法為：一級影響指標(biāo)分值為50分，二級影響指標(biāo)分值為30分，三級影響指標(biāo)分值10分。打分結(jié)果見表7。

　　2.4海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的綜合評價及風(fēng)險分級

　　通過加權(quán)的方式計算海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的綜合指數(shù)：式中，S為海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的綜合指數(shù)，單位為1;n為單項指標(biāo)個數(shù);ωi為分級指標(biāo)權(quán)重，單位為1;ri為分級指標(biāo)分值，單位為1。利用式(5)計算海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的綜合指數(shù)，結(jié)果見表8。利用SPSS16.0對海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的綜合指數(shù)進行聚類分析，從而得到海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的分級界限和分級結(jié)果。海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水影響的綜合指數(shù)劃分級別界限為：S>29為一級技術(shù)，20

　　3結(jié)果與分析

　　根據(jù)層次分析法和聚類分析法評價海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響，得出的影響分級結(jié)果為：①海綿城市一級技術(shù)主要包括透水磚鋪裝、下沉式綠地、簡易型生物滯留設(shè)施、復(fù)雜型生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池、干式植草溝、濕式植草溝、滲管/渠，共計11項技術(shù)。技術(shù)的主要特點是對雨水徑流的滲透性較好，增加了地表徑流滲入到地下水的概率，同時該技術(shù)對雨水徑流的凈化效果有限，適用對象為海綿城市建設(shè)對地下水污染風(fēng)險較小的區(qū)域，地下水污染較重的區(qū)域應(yīng)避免采用此類技術(shù)。②海綿城市二級技術(shù)主要包括透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土、綠色屋頂、轉(zhuǎn)輸型植草溝、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲濾等共計7項技術(shù)。二級技術(shù)的主要特點是對雨水徑流具有一定的滲透性，有一定的概率使得地表徑流進入到地下水中，同時具有一定的雨水徑流凈化能力，尤其適用于海綿城市建設(shè)對地下水污染風(fēng)險中等的區(qū)域。③海綿城市三級技術(shù)主要包括濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐等共計4項技術(shù)。三級技術(shù)的主要特點是對雨水徑流的凈化效果較好，能降解或凈化雨水徑流中的大部分污染物，主要用于雨水回用，尤其適用于水資源短缺的海綿城市建設(shè)區(qū)域。

　　4結(jié)論

　　a.本文運用層次分析法對22項海綿城市建設(shè)技術(shù)的實施對地下水的影響進行綜合指數(shù)評分，并對綜合指數(shù)進行聚類分析，將海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響分為3個等級。評價海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響，對維護地下水安全具有重要意義，為我國不同風(fēng)險區(qū)域海綿城市建設(shè)過程中選取適宜的海綿城市建設(shè)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。b.為完善海綿城市建設(shè)過程中對地下水污染的影響評價體系，本文提出需綜合考慮建設(shè)區(qū)域特征(區(qū)域匯水面積、污染物負(fù)荷等)、水文地質(zhì)條件(地下水埋深、地下水補給強度等)、包氣帶介質(zhì)特性(包氣帶厚度、滲透系數(shù))、含水層介質(zhì)特性(含水層厚度)等因素，系統(tǒng)評價我國不同海綿城市建設(shè)區(qū)域?qū)Φ叵滤�污染風(fēng)險的影響。

　　《海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水污染的影響》來源：《水電能源科學(xué)》，作者：何婷婷 李曉光 李國文 李曹樂 李偉 黎佳茜 李柏林 李曄

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