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【摘 要】 地下水是人类重要的水源和维持生态健康的重要环境因子之一。滨海地区经济发达，人类活动对地下水影响显著。本文选择综合指数法和内梅罗指数法对某滨海城市6组不同含水岩组的水质进行现状评价，并对内梅罗指数法进行权重修正，评价结果较为理想。
【关键词】 综合评价法;内梅罗指数法;地下水;水质评价
地下水是人类重要的水源，尤其是一些农村及尚未普及自来水的地区，地下水仍是居民的主要水源。而滨海地带经济发达、人口集中，地下水质量受人类活动影响显著，同时还受到海水运动的影响，生态环境较为脆弱。同时，由于对地下水资源不合理的开发利用，往往会导致地下水水位下降、水质恶化、海水入侵等环境问题，日益严重水资源短缺和污染导致水资源供需矛盾日益尖锐，制约经济的发展，影响群众饮水安全[1]。因此为保护和合理开发地下水资源，需要对地下水质量做出科学可靠的评价。
有关地下水资源水质评价的方法与观点众多，在不同目标的地下水水质评价过程中，由于地下水水质的特点以及区域差异性，往往会采用不同的方法[2-8]。本文采用内梅罗指数法和《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）推荐的综合评价法对地下水水质进行评价，通过两种方法的结果比较，确定地下水的大体污染状况，为该区地下水环境保护政策的制定提供科学的依据。
1 评价指标选取
1.1 评价项目和标准
结合工作区的环境水文地质问题，选取总硬度、矿化度、SO42-、Cl-、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、NO3-、NO2-、NH4+、F-、As3+、总Cr、Pb2+等15项指标，作为地下水质量综合评价项目。评价标准参考《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）的规定。
1.2 地下水质量分类
依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五类，并对每一类别赋予分值，见表1。
表1 地下水质量分类
Table 1 Classification of groundwater quality
地下水质量分类 地下水用途 单组分评分值
Ⅰ类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途 0
Ⅱ类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各种用途 1
Ⅲ类 以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水源和工业、农业用水 3
Ⅳ类 以农业和工业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。 6
Ⅴ类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。 10
1.3 计算实例
本文以某滨海城市为例，选取6种不同的地下水水质监测数据进行评价，见表2。6组水样含水层岩性分别为第四系海积淤泥质砂（Q4m）、第四系冲洪积砂卵石层（Q4al-pl）、中粗砂（Q3al-pl）、第四系残积砂质粘土（Qel）、侏罗系晶屑凝灰熔岩（J3nb）、燕山期花岗岩（γ52（3）c），其中前四组为第四系潜水，包含海积层和河流冲洪积水，后两组分别为层状岩类裂隙水和块状岩类裂隙水。水化学类型涵盖了HCO3-Ca·Na、HCO3·SO4-Ca·Na、Cl-Na·Ca从基岩区到海岸附近的不同地下水类型。
2 评价方法
2.1 综合评价法
该方法是参考《地下水质量标准》中推荐的方法。首先进行各单项组分评价，划分各组分所属质量类别;其次对各类别按表1 确定单项组分评价分值 Fi; 最后根据公式计算综合评价分值 F，并按表3 划分地下水质量级别。计算公式如下：
， （1）
式中： —各单项组分评价分值Fi的平均值;
Fmax—单项组分评价分值Fi中的最大值;
n—参加评价项目数。
确定各个水样综合评分值后，按其大小不同分为优良、良好、较好、较差、极差5个不同的地下水质量级别。
表3 地下水质量级别划分
Table 3 The classification criterion of groundwater quality
类别 优良 良好 较好 较差 极差
F <0.80 0.80～<2.50 2.50～<4.25 4.25～<7.20 >7.20
综合指数法评价结果如表4。结果显示SY1和SY3水样水质较差，SY2和SY4水质为良好，SY5和SY6水样水质优良，评价结果显示基岩裂隙水受污染影响较少，而浅层地下水易受污染影响。
表4 综合评价法评价结果
Table 4 Evelution results of comprehensive evaluation
水样号 F 质量级别 类别
SY1 7.13 Ⅴ类 较差
SY2 2.14 Ⅱ类 良好
SY3 4.35 Ⅲ类 较差
SY4 2.13 Ⅰ类 良好
SY5 0.71 Ⅰ类 优良
SY6 0.71 Ⅰ类 优良
2.2 内梅罗指数法
内梅罗指数法数学过程简捷，物理概念清晰，运算方便。对于一个评价区，只要计算出它的综合指数，再对照相应的分级标准，便可知道评价区综合环境质量状况，便于做出综合决策[9]。内梅罗指数法计算公式为[8，10]：
， （2）
式中： P梅为内梅罗指数; Pi为某污染物单项指数;Ci为某污染物的实测浓度值;Coi为某污染物评价标准;Pmax为单项指数最大值;为各单项指数算术平均值。参考惯例及前人经验[10]，内梅罗水质分级如下： I 类，P梅≤ 0.5; II 类，0.5 表5 内梅罗指数法评价结果
Table 5 Evelution results of nemero index
水样号 P梅 质量级别 类别
SY1 4.35 Ⅴ类 极差
SY2 0.51 Ⅱ类 良好
SY3 1.16 Ⅲ类 较好
SY4 0.37 Ⅰ类 优良
SY5 0.37 Ⅰ类 优良
SY6 0.44 Ⅰ类 优良
2.3 内梅罗指数法的权重修正
过于突出最大污染因子，即使只有一项Pi偏高，其它指标偏低也会导致综合评分值偏高。而且未考虑权重因素，将各污染因子等同对待此法将各项污染因子等同对待，任何一项污染因子Pi值偏高都会使综合评分值偏高。针对内梅罗指数存在的问题，依据前人的方法对指标修正，增加权重因素，用Pmax’代替Pmax，其為参评项目中权重值最大的污染因子评分值与Pmax的均值。这样既解决了单一突出最大污染因子作用，又解决了将各项污染因子等同对待的问题[9]。修正后的公式如下：
， （3）
式中：PW—污染因子权重值最大的单项组分值，其它各式意义同前。
污染因子权重值的Wi的求法，将各污染因子按地下水质量标准由小到大的顺序排列S1、S2、……、Sn，将它们中最大的一个S值（Smax）同每个S值比较，并令Ri表示第i种污染因子的相关重要性比值，则得出：
，令（4）
则
通过上式可以得出地下水参评项目的污染物权重值Wi，如表6。修正后计算结果见表7，可以得出经修正后的公式能较客观地反映地下水质量状况。
表6 地下水污染因子权重值Wi（mg/L）
Table 6 Weight value Wi of groundwater polution fatcors （mg/L）
总硬度 矿化度 SO42- Cl Fe3+ Mn Cu Zn NO3- N NO2- N NH4 F As 总Cr Pb
Ⅰ级
标准 150 300 50 50 0.1 0.05 0.01 0.05 2 0.001 0.02 1 0.005 0.005 0.005
权重值 3.70 1.85 1.11 1.11 5.55 1.11 5.55 1.11 2.78 5.55 2.78 5.55 1.11 1.11 1.11
×10-6 ×10-6 ×10-5 ×10-5 ×10-3 ×10-2 ×10-2 ×10-2 ×10-4 ×10-1 ×10-2 ×10-4 ×10-1 ×10-1 ×10-1
表7 评价结果表
Table 7 The results of evaluation
水样号 P梅（修正） 质量级别 类别
SY1 4.35 Ⅴ类 极差
SY2 0.38 Ⅰ类 优良
SY3 1.16 Ⅲ类 较好
SY4 0.22 Ⅰ类 优良
SY5 0.31 Ⅰ类 优良
SY6 0.36 Ⅰ类 优良
3 结语
本文采用综合评价法和内梅罗指数法评价了滨海地区6种不同含水岩组的地下水水质。结果显示两种评价方法的评价结论受最大污染因子的影响，评价极差的水质最大影响指标是亚硝态氮，其来源主要是工农业污染。其余5组通过修正的内梅罗指数法评价结果较好，水质优良-良好，比较客观地反映了实际情况。地下水的污染给社会经济和人体健康带来巨大危害，应引起相关部门的重视。
参考文献：
[1] 厉艳君，杨木壮. 地下水水质评价方法综述[J]. 地下水， 2007，29（5）：19～24
[2] 樊保东. 地下水水质灰色关联评价方法[J]. 地下水，2001，23（4）：175～179
[3] 许顺国，牟瑞芳，张雪梅. 模糊数学综合评判法在水质评价中的应用——以成都市府河为例[J]. 唐山师范学院学报，2007，29（2）：68～70
[4] 金菊良，周玉良，魏一鸣. 基于遗传程序设计的水质评价模型[J]. 水电能源科学， 2004，22（2）：1～5
[5] 张晓宇，张永吉，陈刚. 基于灰色聚类法的矿区地下水环境质量评价[J]. 有色矿冶， 2004，20（4）：62～64
[6] 孙涛，潘世兵，李永军. 人工神经网络模型在地下水水质评价分类中的应用[J]. 水文地质工程地质， 2004 （4）：58～61
[7] 文冬光，林良俊，孙继朝，等. 中国东部主要平原地下水质量与污染评价[J]. 地球科学——中国地质大学学报，2012，42（5）：1456～1461
[8] 龚琴红，熊江波，曾建玲. 南昌地区农村饮用地下水铁锰污染调查及水质评价[J]. 江西化工， 2010 （4）：45～49
[9] 谷朝君，潘颖，潘明杰. 内梅罗指数法在地下水水质评价中的应用及存在问题[J]. 环境保护科学，2002，28（109）：45～47
[10] 姜建梅，刘长礼，叶浩，等. 石家庄地区地下水水质综合评价方法研究[J]. 安全与环境工程，2008，15（3） ：19～23
【关键词】 综合评价法;内梅罗指数法;地下水;水质评价
地下水是人类重要的水源，尤其是一些农村及尚未普及自来水的地区，地下水仍是居民的主要水源。而滨海地带经济发达、人口集中，地下水质量受人类活动影响显著，同时还受到海水运动的影响，生态环境较为脆弱。同时，由于对地下水资源不合理的开发利用，往往会导致地下水水位下降、水质恶化、海水入侵等环境问题，日益严重水资源短缺和污染导致水资源供需矛盾日益尖锐，制约经济的发展，影响群众饮水安全[1]。因此为保护和合理开发地下水资源，需要对地下水质量做出科学可靠的评价。
有关地下水资源水质评价的方法与观点众多，在不同目标的地下水水质评价过程中，由于地下水水质的特点以及区域差异性，往往会采用不同的方法[2-8]。本文采用内梅罗指数法和《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）推荐的综合评价法对地下水水质进行评价，通过两种方法的结果比较，确定地下水的大体污染状况，为该区地下水环境保护政策的制定提供科学的依据。
1 评价指标选取
1.1 评价项目和标准
结合工作区的环境水文地质问题，选取总硬度、矿化度、SO42-、Cl-、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、NO3-、NO2-、NH4+、F-、As3+、总Cr、Pb2+等15项指标，作为地下水质量综合评价项目。评价标准参考《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）的规定。
1.2 地下水质量分类
依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五类，并对每一类别赋予分值，见表1。
表1 地下水质量分类
Table 1 Classification of groundwater quality
地下水质量分类 地下水用途 单组分评分值
Ⅰ类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途 0
Ⅱ类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各种用途 1
Ⅲ类 以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水源和工业、农业用水 3
Ⅳ类 以农业和工业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。 6
Ⅴ类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。 10
1.3 计算实例
本文以某滨海城市为例，选取6种不同的地下水水质监测数据进行评价，见表2。6组水样含水层岩性分别为第四系海积淤泥质砂（Q4m）、第四系冲洪积砂卵石层（Q4al-pl）、中粗砂（Q3al-pl）、第四系残积砂质粘土（Qel）、侏罗系晶屑凝灰熔岩（J3nb）、燕山期花岗岩（γ52（3）c），其中前四组为第四系潜水，包含海积层和河流冲洪积水，后两组分别为层状岩类裂隙水和块状岩类裂隙水。水化学类型涵盖了HCO3-Ca·Na、HCO3·SO4-Ca·Na、Cl-Na·Ca从基岩区到海岸附近的不同地下水类型。
2 评价方法
2.1 综合评价法
该方法是参考《地下水质量标准》中推荐的方法。首先进行各单项组分评价，划分各组分所属质量类别;其次对各类别按表1 确定单项组分评价分值 Fi; 最后根据公式计算综合评价分值 F，并按表3 划分地下水质量级别。计算公式如下：
， （1）
式中： —各单项组分评价分值Fi的平均值;
Fmax—单项组分评价分值Fi中的最大值;
n—参加评价项目数。
确定各个水样综合评分值后，按其大小不同分为优良、良好、较好、较差、极差5个不同的地下水质量级别。
表3 地下水质量级别划分
Table 3 The classification criterion of groundwater quality
类别 优良 良好 较好 较差 极差
F <0.80 0.80～<2.50 2.50～<4.25 4.25～<7.20 >7.20
综合指数法评价结果如表4。结果显示SY1和SY3水样水质较差，SY2和SY4水质为良好，SY5和SY6水样水质优良，评价结果显示基岩裂隙水受污染影响较少，而浅层地下水易受污染影响。
表4 综合评价法评价结果
Table 4 Evelution results of comprehensive evaluation
水样号 F 质量级别 类别
SY1 7.13 Ⅴ类 较差
SY2 2.14 Ⅱ类 良好
SY3 4.35 Ⅲ类 较差
SY4 2.13 Ⅰ类 良好
SY5 0.71 Ⅰ类 优良
SY6 0.71 Ⅰ类 优良
2.2 内梅罗指数法
内梅罗指数法数学过程简捷，物理概念清晰，运算方便。对于一个评价区，只要计算出它的综合指数，再对照相应的分级标准，便可知道评价区综合环境质量状况，便于做出综合决策[9]。内梅罗指数法计算公式为[8，10]：
， （2）
式中： P梅为内梅罗指数; Pi为某污染物单项指数;Ci为某污染物的实测浓度值;Coi为某污染物评价标准;Pmax为单项指数最大值;为各单项指数算术平均值。参考惯例及前人经验[10]，内梅罗水质分级如下： I 类，P梅≤ 0.5; II 类，0.5
Table 5 Evelution results of nemero index
水样号 P梅 质量级别 类别
SY1 4.35 Ⅴ类 极差
SY2 0.51 Ⅱ类 良好
SY3 1.16 Ⅲ类 较好
SY4 0.37 Ⅰ类 优良
SY5 0.37 Ⅰ类 优良
SY6 0.44 Ⅰ类 优良
2.3 内梅罗指数法的权重修正
过于突出最大污染因子，即使只有一项Pi偏高，其它指标偏低也会导致综合评分值偏高。而且未考虑权重因素，将各污染因子等同对待此法将各项污染因子等同对待，任何一项污染因子Pi值偏高都会使综合评分值偏高。针对内梅罗指数存在的问题，依据前人的方法对指标修正，增加权重因素，用Pmax’代替Pmax，其為参评项目中权重值最大的污染因子评分值与Pmax的均值。这样既解决了单一突出最大污染因子作用，又解决了将各项污染因子等同对待的问题[9]。修正后的公式如下：
， （3）
式中：PW—污染因子权重值最大的单项组分值，其它各式意义同前。
污染因子权重值的Wi的求法，将各污染因子按地下水质量标准由小到大的顺序排列S1、S2、……、Sn，将它们中最大的一个S值（Smax）同每个S值比较，并令Ri表示第i种污染因子的相关重要性比值，则得出：
，令（4）
则
通过上式可以得出地下水参评项目的污染物权重值Wi，如表6。修正后计算结果见表7，可以得出经修正后的公式能较客观地反映地下水质量状况。
表6 地下水污染因子权重值Wi（mg/L）
Table 6 Weight value Wi of groundwater polution fatcors （mg/L）
总硬度 矿化度 SO42- Cl Fe3+ Mn Cu Zn NO3- N NO2- N NH4 F As 总Cr Pb
Ⅰ级
标准 150 300 50 50 0.1 0.05 0.01 0.05 2 0.001 0.02 1 0.005 0.005 0.005
权重值 3.70 1.85 1.11 1.11 5.55 1.11 5.55 1.11 2.78 5.55 2.78 5.55 1.11 1.11 1.11
×10-6 ×10-6 ×10-5 ×10-5 ×10-3 ×10-2 ×10-2 ×10-2 ×10-4 ×10-1 ×10-2 ×10-4 ×10-1 ×10-1 ×10-1
表7 评价结果表
Table 7 The results of evaluation
水样号 P梅（修正） 质量级别 类别
SY1 4.35 Ⅴ类 极差
SY2 0.38 Ⅰ类 优良
SY3 1.16 Ⅲ类 较好
SY4 0.22 Ⅰ类 优良
SY5 0.31 Ⅰ类 优良
SY6 0.36 Ⅰ类 优良
3 结语
本文采用综合评价法和内梅罗指数法评价了滨海地区6种不同含水岩组的地下水水质。结果显示两种评价方法的评价结论受最大污染因子的影响，评价极差的水质最大影响指标是亚硝态氮，其来源主要是工农业污染。其余5组通过修正的内梅罗指数法评价结果较好，水质优良-良好，比较客观地反映了实际情况。地下水的污染给社会经济和人体健康带来巨大危害，应引起相关部门的重视。
参考文献：
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[9] 谷朝君，潘颖，潘明杰. 内梅罗指数法在地下水水质评价中的应用及存在问题[J]. 环境保护科学，2002，28（109）：45～47
[10] 姜建梅，刘长礼，叶浩，等. 石家庄地区地下水水质综合评价方法研究[J]. 安全与环境工程，2008，15（3） ：19～23