為避免海綿城市建設(shè)技術(shù)的實(shí)施造成地下水污染，采用層次分析法和聚類分析法評價(jià)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(xiàng)海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響分為3個(gè)等級，一級技術(shù)共11項(xiàng)，增加了地表徑流進(jìn)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(xiàng)，有一定的概率使得地表徑流進(jìn)入到地下水中，同時(shí)具有一定的凈化雨水徑流的能力;三級技術(shù)共4項(xiàng)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(jià)結(jié)果，可為不同風(fēng)險(xiǎn)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(bǔ)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(qiáng)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(xiǎn)。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(huì)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(shí)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(jià)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(qiáng)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(bǔ)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(jìn)行綜述。針對海綿城市建設(shè)技術(shù)的實(shí)施和運(yùn)行對地下水的影響，至今尚未開展相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究工作。雖然地下水檢測技術(shù)已廣泛運(yùn)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(jìn)行現(xiàn)場測試、多以定性為主，難以實(shí)現(xiàn)定量分析及不易判斷變化規(guī)律等不足[5]�；�于此，本文采用層次分析法對22項(xiàng)海綿城市建設(shè)技術(shù)[6]的實(shí)施對地下水的影響進(jìn)行綜合指數(shù)評分，并利用SPSS16.0對綜合指數(shù)進(jìn)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(xiǎn)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(jià)方法

　　海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響強(qiáng)度受技術(shù)功能、技術(shù)目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益3個(gè)方面的限制，且限制程度不同。因此，本文利用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，最后通過計(jì)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(jià)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(jià)體系設(shè)計(jì)為遞階層次性結(jié)構(gòu)�？紤]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(jià)指標(biāo)體系見圖1。

　　2.2評價(jià)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(jìn)行分層處理，該指標(biāo)體系可分為四個(gè)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(gè)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(jià)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(yàn)計(jì)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(gè)判斷矩陣，并檢驗(yàn)其一致性，最終確定其權(quán)值。2.2.4層次性總排序?yàn)榱饲逦�而直觀的表達(dá)評價(jià)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(jià)值C，海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響評價(jià)單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算過程及結(jié)果為。

　　2.3評價(jià)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(xiàng)指標(biāo)的強(qiáng)度(表5)，參考各項(xiàng)指標(biāo)的強(qiáng)度(表6)，根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)對地下水的影響，確定22項(xiàng)海綿城市建設(shè)技術(shù)中各單項(xiàng)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(jià)及風(fēng)險(xiǎn)分級

　　通過加權(quán)的方式計(jì)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(xiàng)指標(biāo)個(gè)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(jì)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(jìn)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(jià)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(jì)11項(xiàng)技術(shù)。技術(shù)的主要特點(diǎn)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(shí)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(xiǎn)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(jì)7項(xiàng)技術(shù)。二級技術(shù)的主要特點(diǎn)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(jìn)入到地下水中，同時(shí)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(xiǎn)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(jì)4項(xiàng)技術(shù)。三級技術(shù)的主要特點(diǎn)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(yùn)用層次分析法對22項(xiàng)海綿城市建設(shè)技術(shù)的實(shí)施對地下水的影響進(jìn)行綜合指數(shù)評分，并對綜合指數(shù)進(jìn)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(gè)等級。評價(jià)海綿城市建設(shè)技術(shù)對地下水的影響，對維護(hù)地下水安全具有重要意義，為我國不同風(fēng)險(xiǎn)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(jià)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(bǔ)給強(qiáng)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(jià)我國不同海綿城市建設(shè)區(qū)域?qū)Φ叵滤�污染風(fēng)險(xiǎn)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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