下遼河平原淺層地下水：污染風(fēng)險(xiǎn)量化評估與空間熱點(diǎn)精準(zhǔn)解析一、引言1.1研究背景與意義地下水作為水資源的關(guān)鍵構(gòu)成部分，對人類的生存和發(fā)展有著舉足輕重的作用。特別是在地表水資源相對匱乏的北方地區(qū)，其更是成為重要的甚至是唯一的供水水源。下遼河平原地處遼寧省中部，是遼寧省重要的工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心，然而，該地區(qū)同樣面臨著嚴(yán)峻的缺水問題，地下水資源的供需矛盾極為突出。下遼河平原的淺層地下水不僅是當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟闹匾獊碓?，也是農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的資源支撐。在農(nóng)業(yè)方面，大量的農(nóng)田依賴淺層地下水進(jìn)行灌溉，以維持農(nóng)作物的生長和豐收。在工業(yè)領(lǐng)域，眾多工廠依靠淺層地下水作為生產(chǎn)用水，推動工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的增長。然而，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人類活動的日益頻繁，下遼河平原淺層地下水面臨著嚴(yán)重的污染威脅。工業(yè)廢水的肆意排放、農(nóng)業(yè)面源污染的不斷加劇以及生活污水和垃圾的不合理處理，使得地下水中的污染物含量逐漸增加，水質(zhì)不斷惡化。據(jù)相關(guān)研究表明，下遼河平原部分地區(qū)的地下水中，硝酸鹽、重金屬等污染物的含量已經(jīng)超出了國家規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康。對下遼河平原淺層地下水進(jìn)行污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及空間熱點(diǎn)分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。準(zhǔn)確評估地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)，能夠讓我們清晰地了解地下水的污染狀況和潛在風(fēng)險(xiǎn)，為制定科學(xué)合理的地下水保護(hù)和治理措施提供有力的依據(jù)。通過確定污染風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征，找出污染熱點(diǎn)區(qū)域，能夠集中資源和力量，有針對性地開展污染治理和修復(fù)工作，提高治理效率，降低治理成本。這對于保護(hù)地下水資源、保障居民的飲水安全、維護(hù)生態(tài)平衡以及促進(jìn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展都具有不可估量的重要作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外對地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究起步較早，在20世紀(jì)70年代，美國國家科學(xué)院（NAS）提出了針對事故、空氣、水和土壤等介質(zhì)污染造成人體健康風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)方法，即NAS四步法，這一方法的提出為地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)奠定了重要基礎(chǔ)。此后，隨著研究的不斷深入，各種評價(jià)模型和方法不斷涌現(xiàn)。例如，美國環(huán)保局（EPA）在1989年頒布的《超級基金場地健康評價(jià)手冊》中提出了與NAS四步法類似的評價(jià)四步驟，使得評價(jià)方法更加具體，操作性更強(qiáng)。在模型方面，如MMSOILS多介質(zhì)模型，能夠描述地下水、地表水、土壤和大氣介質(zhì)中化學(xué)物遷移、暴露和歸宿以及食物鏈積累等過程，為多介質(zhì)環(huán)境下的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供了有力工具。國外的研究多采用模型模擬與實(shí)地監(jiān)測相結(jié)合的方式，能夠更全面、準(zhǔn)確地評估地下水污染風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，隨著對新興污染物的關(guān)注，如藥物和個(gè)人護(hù)理品等，國外研究也在不斷拓展新的領(lǐng)域，深入探究這些新型污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其對環(huán)境和人體健康的影響。我國對地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究雖然起步相對較晚，但發(fā)展迅速。早期主要集中在對地下水污染現(xiàn)狀的調(diào)查和監(jiān)測上，通過大量的實(shí)地采樣和數(shù)據(jù)分析，了解地下水的污染情況。近年來，隨著對地下水污染問題的重視程度不斷提高，國內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法和模型的研究方面取得了顯著進(jìn)展。在評價(jià)方法上，借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也結(jié)合我國的實(shí)際情況進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)。例如，在構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，更加注重考慮我國不同地區(qū)的地質(zhì)條件、水文特征以及人類活動的影響等因素。在模型應(yīng)用方面，也逐漸從簡單的模型應(yīng)用向復(fù)雜的多模型耦合方向發(fā)展，以提高評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。國內(nèi)研究還注重將風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果與實(shí)際的地下水保護(hù)和治理工作相結(jié)合，為制定科學(xué)合理的政策和措施提供依據(jù)。在空間熱點(diǎn)分析方面，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的發(fā)展為其提供了強(qiáng)大的支持。通過將地下水污染數(shù)據(jù)與地理空間信息相結(jié)合，能夠直觀地展示地下水污染的空間分布特征，準(zhǔn)確識別污染熱點(diǎn)區(qū)域。國外在這方面的研究相對成熟，利用GIS技術(shù)建立了各種地下水污染空間分析模型，能夠?qū)ξ廴镜臄U(kuò)散趨勢、影響范圍等進(jìn)行模擬和預(yù)測。國內(nèi)也在積極應(yīng)用GIS技術(shù)開展地下水污染空間熱點(diǎn)分析，通過對不同時(shí)期的污染數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，研究污染的動態(tài)變化規(guī)律，為及時(shí)采取有效的防控措施提供了科學(xué)依據(jù)。當(dāng)前研究仍存在一些不足之處。在監(jiān)測數(shù)據(jù)方面，存在時(shí)空分布不均的問題，部分地區(qū)的數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，這使得評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性受到影響。不同研究者采用的評價(jià)方法差異較大，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致評價(jià)結(jié)果的可比性較差，難以在不同地區(qū)之間進(jìn)行有效的對比和分析。對于一些新型污染物，如微塑料、抗生素等，其在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及對人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響還缺乏深入的研究。在風(fēng)險(xiǎn)管理措施方面，雖然已經(jīng)提出了一些建議和措施，但在實(shí)際執(zhí)行過程中，存在執(zhí)行力度不夠、缺乏有效的監(jiān)督和評估機(jī)制等問題，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)管理的效果不理想。1.3研究內(nèi)容與方法本研究主要聚焦于下遼河平原淺層地下水，旨在全面、深入地開展污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及空間熱點(diǎn)分析工作。具體內(nèi)容涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：構(gòu)建污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系：綜合考慮研究區(qū)域的地質(zhì)條件、水文特征以及人類活動等多方面因素，精心選取如地下水水位、含水層巖性、污染源分布、土地利用類型等具有代表性的指標(biāo)，構(gòu)建一套科學(xué)、合理且全面的污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系。其中，地下水水位反映了地下水的動態(tài)變化情況，對污染物的遷移和擴(kuò)散有著重要影響；含水層巖性決定了地下水的儲存和運(yùn)移能力，不同的巖性對污染物的過濾和吸附作用不同；污染源分布明確了污染物的來源和強(qiáng)度，是評估污染風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素之一；土地利用類型則體現(xiàn)了人類活動對地下水環(huán)境的影響程度，例如農(nóng)業(yè)用地可能存在農(nóng)藥、化肥的污染，工業(yè)用地可能存在工業(yè)廢水、廢渣的污染等。通過對這些指標(biāo)的綜合分析，能夠更準(zhǔn)確地評估下遼河平原淺層地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)。污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)：運(yùn)用層次分析法（AHP）和模糊綜合評價(jià)法相結(jié)合的方式，對下遼河平原淺層地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評價(jià)。首先，借助層次分析法，確定各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，從而明確各個(gè)指標(biāo)在評價(jià)體系中的相對重要性。通過構(gòu)建判斷矩陣，對不同指標(biāo)之間的相對重要性進(jìn)行兩兩比較，計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重向量，使得權(quán)重的確定更加科學(xué)、客觀。然后，利用模糊綜合評價(jià)法，對地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評價(jià)。將地下水的污染狀況劃分為不同的等級，如低風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)等，通過模糊關(guān)系矩陣和權(quán)重向量的運(yùn)算，得出地下水在各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級上的隸屬度，從而確定其污染風(fēng)險(xiǎn)等級。這種方法能夠充分考慮評價(jià)過程中的模糊性和不確定性，使評價(jià)結(jié)果更加符合實(shí)際情況。空間熱點(diǎn)分析：借助地理信息系統(tǒng)（GIS）強(qiáng)大的空間分析功能，結(jié)合核密度估計(jì)法，對地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征進(jìn)行深入分析，精準(zhǔn)識別出污染熱點(diǎn)區(qū)域。通過將地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果與地理空間信息進(jìn)行疊加分析，直觀地展示污染風(fēng)險(xiǎn)在空間上的分布情況。利用核密度估計(jì)法，計(jì)算出每個(gè)空間位置的污染風(fēng)險(xiǎn)密度，從而突出污染風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域，即污染熱點(diǎn)區(qū)域。這些熱點(diǎn)區(qū)域往往是污染治理和防控的重點(diǎn)，通過對其進(jìn)行深入分析，能夠?yàn)橹贫ㄡ槍π缘闹卫泶胧┨峁┯辛σ罁?jù)。結(jié)果分析與討論：對污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和空間熱點(diǎn)分析的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析和深入討論，探究影響地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的主要因素。從地質(zhì)條件、水文特征、人類活動等多個(gè)角度進(jìn)行分析，揭示各因素對污染風(fēng)險(xiǎn)的影響機(jī)制。例如，地質(zhì)條件中的地層結(jié)構(gòu)、巖石滲透性等會影響污染物的遷移速度和范圍；水文特征中的水流速度、水力坡度等會影響污染物的擴(kuò)散方向和程度；人類活動中的工業(yè)排放、農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水排放等則是導(dǎo)致地下水污染的直接原因。結(jié)合分析結(jié)果，提出具有針對性的地下水污染防治建議，為保護(hù)地下水資源提供科學(xué)依據(jù)。建議包括加強(qiáng)污染源管控，減少污染物的排放；優(yōu)化土地利用規(guī)劃，避免不合理的土地利用對地下水造成污染；加強(qiáng)地下水監(jiān)測，及時(shí)掌握地下水的污染狀況等。本研究的數(shù)據(jù)來源主要包括以下幾個(gè)方面：收集遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院、環(huán)境保護(hù)部門等相關(guān)機(jī)構(gòu)的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涵蓋了多年來對下遼河平原淺層地下水的水位、水質(zhì)等監(jiān)測信息，具有較高的可靠性和代表性；收集研究區(qū)域的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，如地質(zhì)構(gòu)造圖、含水層分布圖、地下水等水位線圖等，這些資料為分析地下水的地質(zhì)條件和水文特征提供了基礎(chǔ)；通過實(shí)地調(diào)查，獲取研究區(qū)域的污染源分布、土地利用類型等信息，實(shí)地調(diào)查能夠直觀地了解研究區(qū)域的實(shí)際情況，補(bǔ)充和完善現(xiàn)有數(shù)據(jù)的不足。通過多渠道的數(shù)據(jù)收集，為研究提供了豐富、全面的數(shù)據(jù)支持，確保了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。二、下遼河平原概況與數(shù)據(jù)收集2.1研究區(qū)域概況下遼河平原地處遼寧省中南部，宛如一顆璀璨的明珠鑲嵌在這片廣袤的土地上，其東依千山山脈，西臨醫(yī)巫閭山，北至鐵法丘陵，南瀕渤海，總面積約達(dá)2.4萬平方千米。從地理位置上看，它處于東北經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心地帶，是遼寧省重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域，周邊環(huán)繞著多個(gè)重要城市，如沈陽、鞍山、營口、盤錦、遼陽等，這些城市猶如一顆顆緊密相連的紐帶，將下遼河平原與外界緊密地聯(lián)系在一起，使其在經(jīng)濟(jì)、文化、交通等方面都具有重要的戰(zhàn)略地位。在行政區(qū)劃上，下遼河平原分別隸屬于沈陽市、撫順市、阜新市、鐵嶺市、遼陽市、鞍山市、營口市、錦州市和盤錦市，這種多市管轄的格局，使得該地區(qū)在資源整合、產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，同時(shí)也面臨著不同城市間政策協(xié)調(diào)、環(huán)境保護(hù)統(tǒng)一規(guī)劃等挑戰(zhàn)。下遼河平原在大地構(gòu)造上位于中朝準(zhǔn)地臺的東北部，屬于偏南北向壓扭長期作用而形成的斷陷盆地。其地勢呈現(xiàn)出東西兩側(cè)高、中間低，北部高、南部低的態(tài)勢，宛如一個(gè)巨大的簸箕，這種獨(dú)特的地勢特征對淺層地下水的分布和流動產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。由于地勢的差異，地下水的水位也呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化規(guī)律，即由中部平原向兩側(cè)山前傾斜平原逐漸增高，由南部濱海地帶向北部新民臺安沖積平原遞增。在東部山前傾斜平原，由于地勢呈階梯狀下降，尤其是臺地及坡洪積裙地帶地勢起伏較大，坡降達(dá)到1-3‰，使得地下水水位變幅也較大，地下水位線密集；而西部山前傾斜平原為弱差異性下降的沖洪積傾斜平原，地下水位變幅相對較小。這種地勢與地下水位的相互關(guān)系，不僅影響著地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄過程，還對地下水的水質(zhì)產(chǎn)生著重要的影響，例如在地勢低洼的地區(qū)，地下水容易受到地表污染物的下滲影響，從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化。下遼河平原屬于溫帶半濕潤半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨熱同季是其顯著的氣候特點(diǎn)。在夏季，來自海洋的暖濕氣流帶來豐富的降水，使得該地區(qū)的降水量較為充沛，為淺層地下水提供了重要的補(bǔ)給來源。然而，降水量在空間上的分布并不均勻，呈現(xiàn)出自東南向西北遞減的趨勢，東南部地區(qū)年降水量可達(dá)800毫米以上，而西北部地區(qū)年降水量僅為500毫米左右。這種降水量的差異，導(dǎo)致了不同區(qū)域淺層地下水的補(bǔ)給量存在明顯的差異，東南部地區(qū)地下水補(bǔ)給相對充足，而西北部地區(qū)則相對較少。蒸發(fā)強(qiáng)度則呈現(xiàn)出東南低西北高的特點(diǎn)，這進(jìn)一步加劇了區(qū)域內(nèi)水資源分布的不均衡性。在干旱的季節(jié)，較高的蒸發(fā)強(qiáng)度會導(dǎo)致地下水的大量蒸發(fā)，從而使得地下水位下降，水質(zhì)也可能因鹽分的濃縮而變差。此外，氣溫的變化也會對地下水產(chǎn)生影響，冬季氣溫較低，地下水可能會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，影響其正常的流動和補(bǔ)給；而夏季氣溫較高，會加速地下水與土壤、巖石之間的化學(xué)反應(yīng)，影響地下水的化學(xué)成分。下遼河平原的水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，這是由其獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性和氣候條件等多種因素共同作用的結(jié)果。根據(jù)含水介質(zhì)、形成條件和賦存特征的不同，區(qū)內(nèi)可劃分出四種主要含水類型，分別為第四系松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水及基巖裂隙水。其中，第四系松散巖類孔隙水含水層厚大、分布穩(wěn)定、水量豐富、開采方便，是區(qū)域內(nèi)最主要的地下水類別，也是本次研究的重點(diǎn)對象。這類孔隙水主要賦存于第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)松散巖類孔隙潛水-微承壓水層中，其含水層顆粒較粗，透水性良好，使得地下水在其中的流動較為順暢，能夠快速地進(jìn)行補(bǔ)給和排泄。地下水的補(bǔ)給主要來源于大氣降水和地表水的入滲，大氣降水通過地表的孔隙、裂隙等通道滲入地下，補(bǔ)充地下水；地表水則通過河流、湖泊等水體與地下水之間的水力聯(lián)系，進(jìn)行補(bǔ)給。在一些河流流經(jīng)的地區(qū)，河水會通過河床的滲透作用，大量補(bǔ)給地下水，使得這些地區(qū)的地下水資源較為豐富。地下水的徑流方向總體上由山前向中部平原呈放射狀，至中部平原后，總的徑流方向是由東北向西南，最后注入遼東灣。在徑流過程中，地下水會攜帶各種溶質(zhì)，這些溶質(zhì)的遷移和擴(kuò)散會影響地下水的水質(zhì)，同時(shí)，地下水與周圍巖石、土壤之間的物質(zhì)交換也會導(dǎo)致水質(zhì)的變化。例如，在流經(jīng)富含礦物質(zhì)的地層時(shí)，地下水會溶解其中的礦物質(zhì)，從而使水中的礦物質(zhì)含量增加。2.2數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理本研究的數(shù)據(jù)來源廣泛，涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域和渠道，旨在全面、準(zhǔn)確地獲取下遼河平原淺層地下水的相關(guān)信息，為后續(xù)的分析和研究提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。監(jiān)測站點(diǎn)數(shù)據(jù)是研究的重要數(shù)據(jù)來源之一。收集了遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院、環(huán)境保護(hù)部門等相關(guān)機(jī)構(gòu)在2015-2020年期間對下遼河平原淺層地下水的監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些監(jiān)測數(shù)據(jù)包括了水位、水質(zhì)等多個(gè)方面的信息，其中水位數(shù)據(jù)能夠反映地下水的動態(tài)變化情況，對于研究地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄過程具有重要意義；水質(zhì)數(shù)據(jù)則包含了多種化學(xué)物質(zhì)的濃度，如硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、重金屬離子等，這些指標(biāo)能夠直接反映地下水的污染狀況。在水質(zhì)數(shù)據(jù)中，硝酸鹽濃度的變化可以反映農(nóng)業(yè)面源污染的程度，因?yàn)榇罅渴褂没蕰?dǎo)致硝酸鹽進(jìn)入地下水；重金屬離子的含量則能體現(xiàn)工業(yè)污染的影響，工業(yè)廢水的排放往往會帶來重金屬的污染。這些監(jiān)測站點(diǎn)分布廣泛，覆蓋了下遼河平原的各個(gè)區(qū)域，能夠較為全面地反映該地區(qū)淺層地下水的總體情況。地質(zhì)勘查資料也是不可或缺的數(shù)據(jù)來源。收集了研究區(qū)域的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，這些資料包含了豐富的信息，如地質(zhì)構(gòu)造圖展示了地層的分布和構(gòu)造特征，有助于了解地下水的儲存和運(yùn)移空間；含水層分布圖明確了含水層的位置、厚度和范圍，為研究地下水的賦存條件提供了關(guān)鍵信息；地下水等水位線圖則直觀地呈現(xiàn)了地下水水位的分布情況，對于分析地下水的流動方向和水力梯度具有重要作用。在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，地下水的流動可能會受到斷層、褶皺等構(gòu)造的影響，通過地質(zhì)構(gòu)造圖可以更好地理解這些影響因素。含水層的巖性和厚度會影響地下水的儲存量和滲透性，通過含水層分布圖可以準(zhǔn)確掌握這些參數(shù)。為了更全面地了解研究區(qū)域的實(shí)際情況，還進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查。通過實(shí)地調(diào)查，獲取了研究區(qū)域的污染源分布、土地利用類型等信息。在污染源分布方面，詳細(xì)記錄了工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源的位置和排放情況。工業(yè)污染源中，一些化工廠可能會排放含有重金屬和有機(jī)污染物的廢水；農(nóng)業(yè)污染源主要包括農(nóng)藥、化肥的使用以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放；生活污染源則涵蓋了生活污水和垃圾的排放。對于土地利用類型，劃分了農(nóng)業(yè)用地、工業(yè)用地、城市建設(shè)用地和林地等不同類型。不同的土地利用類型對地下水的影響各不相同，農(nóng)業(yè)用地可能因農(nóng)藥、化肥的使用而導(dǎo)致地下水污染；工業(yè)用地可能存在工業(yè)廢水的滲漏和廢渣的淋濾污染；城市建設(shè)用地的地面硬化會減少地下水的補(bǔ)給，而林地則有助于涵養(yǎng)水源，保護(hù)地下水環(huán)境。由于原始數(shù)據(jù)可能存在各種問題，如缺失值、異常值等，為了確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性，需要對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。在數(shù)據(jù)清洗過程中，仔細(xì)檢查數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，對于存在缺失值的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和分布情況，采用合適的方法進(jìn)行填補(bǔ)。對于水位數(shù)據(jù)中的少量缺失值，可以采用相鄰監(jiān)測點(diǎn)的平均值進(jìn)行填補(bǔ)；對于水質(zhì)數(shù)據(jù)中的缺失值，如果該指標(biāo)在其他樣本中具有明顯的趨勢，可以根據(jù)趨勢進(jìn)行插值填補(bǔ)。對于異常值，通過統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)可視化等方法進(jìn)行識別和處理。利用箱線圖可以直觀地展示數(shù)據(jù)的分布情況，將超出一定范圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)視為異常值。對于因監(jiān)測誤差導(dǎo)致的異常值，進(jìn)行修正或刪除；對于可能反映真實(shí)情況的異常值，進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)查和分析，以確定其合理性。三、下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)3.1污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建為全面、準(zhǔn)確地評估下遼河平原淺層地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)，本研究綜合考慮污染源、脆弱性、受體等多方面因素，構(gòu)建了一套科學(xué)合理的污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系。該體系旨在從不同角度反映地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的形成機(jī)制和影響因素，為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在污染源方面，選取了工業(yè)污染源密度和農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度作為關(guān)鍵指標(biāo)。工業(yè)污染源密度指的是單位面積內(nèi)工業(yè)污染源的數(shù)量，它直接反映了工業(yè)活動對地下水的污染壓力。在一些工業(yè)密集區(qū)域，眾多工廠排放的廢水、廢渣中含有大量的重金屬、有機(jī)物等污染物，這些污染物如果未經(jīng)有效處理就進(jìn)入環(huán)境，很容易通過地表徑流、土壤滲透等途徑進(jìn)入地下水，導(dǎo)致地下水污染。當(dāng)工業(yè)污染源密度較高時(shí)，意味著更多的污染物可能會進(jìn)入地下水系統(tǒng)，從而增加了地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)。農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度則主要考慮農(nóng)藥、化肥的使用量以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放量等因素。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大量的農(nóng)藥、化肥被使用，這些化學(xué)物質(zhì)在土壤中積累，部分會隨著雨水的沖刷和淋溶作用進(jìn)入地下水。畜禽養(yǎng)殖廢棄物中含有豐富的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及病原體，如果處理不當(dāng)，也會對地下水造成污染。在一些以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)，大量使用農(nóng)藥和化肥，導(dǎo)致地下水中硝酸鹽、亞硝酸鹽等含量超標(biāo)，對居民的飲用水安全構(gòu)成威脅。脆弱性是影響地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的重要因素之一，本研究選取了地下水水位、含水層巖性和包氣帶厚度作為評價(jià)指標(biāo)。地下水水位反映了地下水的埋藏深度，它對污染物的遷移和擴(kuò)散有著重要影響。當(dāng)?shù)叵滤惠^淺時(shí)，污染物更容易通過地表滲透進(jìn)入地下水，因?yàn)槲廴疚镄枰┰降牡貙雍穸容^小，遷移路徑較短。在一些地勢低洼、地下水水位淺的地區(qū)，地表的污染物如生活污水、垃圾滲濾液等很容易下滲到地下水中，造成污染。含水層巖性決定了地下水的儲存和運(yùn)移能力，不同的巖性對污染物的過濾和吸附作用不同。例如，砂質(zhì)含水層透水性好，污染物在其中的遷移速度較快，但對污染物的吸附能力較弱；而粘性土含水層透水性差，能在一定程度上阻礙污染物的遷移，但對污染物的吸附能力較強(qiáng)。包氣帶厚度則是指地面到地下水面之間的不飽和帶的厚度，它對污染物具有一定的過濾和凈化作用。包氣帶越厚，污染物在通過包氣帶進(jìn)入地下水的過程中，被過濾和吸附的機(jī)會就越多，從而降低了地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)。在一些山區(qū)，包氣帶厚度較大，地下水受到污染的風(fēng)險(xiǎn)相對較低。受體因素也是污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中不可忽視的部分，本研究選取了人口密度和土地利用類型作為評價(jià)指標(biāo)。人口密度反映了地下水污染對人類健康的潛在影響程度。在人口密集的地區(qū)，一旦地下水受到污染，受到影響的人群數(shù)量會更多，對居民的生活和健康造成的危害也更大。在城市中心區(qū)域，人口密度大，人們的生活和生產(chǎn)活動高度依賴地下水，如果地下水污染，會直接影響到居民的飲用水安全、食品衛(wèi)生等方面。土地利用類型體現(xiàn)了人類活動對地下水環(huán)境的影響程度。不同的土地利用類型，如農(nóng)業(yè)用地、工業(yè)用地、城市建設(shè)用地和林地等，其對地下水的影響各不相同。農(nóng)業(yè)用地可能因農(nóng)藥、化肥的使用而導(dǎo)致地下水污染；工業(yè)用地可能存在工業(yè)廢水的滲漏和廢渣的淋濾污染；城市建設(shè)用地的地面硬化會減少地下水的補(bǔ)給，同時(shí)也可能增加污染物的積累；而林地則有助于涵養(yǎng)水源，保護(hù)地下水環(huán)境。在一些工業(yè)用地集中的區(qū)域，由于長期的工業(yè)活動，地下水受到重金屬和有機(jī)物污染的風(fēng)險(xiǎn)較高；而在林地較多的區(qū)域，地下水的水質(zhì)相對較好。3.2評價(jià)方法選擇與模型構(gòu)建為準(zhǔn)確評估下遼河平原淺層地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)，本研究選用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法和層次分析法（AHP）相結(jié)合的方式構(gòu)建評價(jià)模型。風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法能夠直觀地反映地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的相對大小，而層次分析法可通過對各評價(jià)指標(biāo)重要性的判斷，確定其權(quán)重，使評價(jià)結(jié)果更具科學(xué)性和合理性。風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法的核心原理是將多個(gè)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合量化，以得到一個(gè)能夠代表地下水污染風(fēng)險(xiǎn)程度的數(shù)值。該方法通過對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除指標(biāo)間量綱的差異，然后根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，最終得出風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。這種方法能夠全面考慮多個(gè)因素對地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的影響，將復(fù)雜的污染風(fēng)險(xiǎn)問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)簡單的數(shù)值，便于對不同區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行比較和分析。其計(jì)算公式為：R=\sum_{i=1}^{n}W_{i}\timesP_{i}其中，R為地下水污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，W_{i}為第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，P_{i}為第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。標(biāo)準(zhǔn)化值的計(jì)算方法是將原始數(shù)據(jù)通過一定的數(shù)學(xué)變換，使其在0-1之間，以便于進(jìn)行綜合計(jì)算。對于越大越優(yōu)的指標(biāo)，如地下水水位較高時(shí)對污染有一定的稀釋作用，可采用公式P_{i}=\frac{x_{i}-x_{min}}{x_{max}-x_{min}}進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；對于越小越優(yōu)的指標(biāo)，如工業(yè)污染源密度，可采用公式P_{i}=\frac{x_{max}-x_{i}}{x_{max}-x_{min}}進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，其中x_{i}為第i個(gè)指標(biāo)的原始值，x_{max}和x_{min}分別為該指標(biāo)在所有樣本中的最大值和最小值。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策分析方法，它將復(fù)雜的問題分解為多個(gè)層次，通過兩兩比較的方式確定各層次元素的相對重要性，從而計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重。在構(gòu)建判斷矩陣時(shí)，邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家，根據(jù)他們的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，對同一層次的各指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較。對于工業(yè)污染源密度和農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度這兩個(gè)污染源指標(biāo)，專家可能會根據(jù)下遼河平原的實(shí)際情況，認(rèn)為在當(dāng)前階段工業(yè)污染源對地下水污染的影響更為顯著，從而在判斷矩陣中給予工業(yè)污染源密度相對較高的權(quán)重。判斷矩陣采用1-9標(biāo)度法，其中1表示兩個(gè)元素具有同等重要性，3表示一個(gè)元素比另一個(gè)元素稍微重要，5表示一個(gè)元素比另一個(gè)元素明顯重要，7表示一個(gè)元素比另一個(gè)元素強(qiáng)烈重要，9表示一個(gè)元素比另一個(gè)元素極端重要，2、4、6、8則為上述相鄰判斷的中間值。通過構(gòu)建判斷矩陣，可得到各指標(biāo)的相對重要性排序，進(jìn)而計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重向量。在計(jì)算權(quán)重向量后，需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以確保判斷矩陣的一致性符合要求。一致性檢驗(yàn)通過計(jì)算一致性指標(biāo)CI和隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，并計(jì)算一致性比例CR=\frac{CI}{RI}，當(dāng)CR\lt0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要對判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整。利用層次分析法確定各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重W_{i}后，將其代入風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算公式中。對于下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，假設(shè)有n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，如工業(yè)污染源密度、農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度、地下水水位、含水層巖性、包氣帶厚度、人口密度和土地利用類型等。首先對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到P_{i}，然后將各指標(biāo)的權(quán)重W_{i}與標(biāo)準(zhǔn)化值P_{i}相乘并求和，即可得到地下水污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的大小，將地下水污染風(fēng)險(xiǎn)劃分為不同的等級，如低風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)等，以便對下遼河平原淺層地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行直觀的評估和分析。3.3污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果分析通過風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法和層次分析法對下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)后，得到了該地區(qū)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的詳細(xì)分布情況。將污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)按照從小到大的順序進(jìn)行排序，依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和研究經(jīng)驗(yàn)，將風(fēng)險(xiǎn)等級劃分為低風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)五個(gè)等級。具體劃分標(biāo)準(zhǔn)為：風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在0-0.2之間為低風(fēng)險(xiǎn)，0.2-0.4為較低風(fēng)險(xiǎn)，0.4-0.6為中等風(fēng)險(xiǎn)，0.6-0.8為較高風(fēng)險(xiǎn)，0.8-1.0為高風(fēng)險(xiǎn)。這種劃分方式能夠較為清晰地反映出不同區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)程度差異，便于后續(xù)的分析和研究。從評價(jià)結(jié)果來看，下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在研究區(qū)的東北部和東南部部分地區(qū)，這些地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較低，表明地下水受到污染的可能性較小。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域的工業(yè)污染源密度相對較低，工業(yè)活動相對較少，對地下水的污染壓力較小。同時(shí)，這些地區(qū)的土地利用類型多為林地和耕地，林地具有良好的植被覆蓋，能夠涵養(yǎng)水源，減少地表徑流對地下水的污染；耕地在合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式下，農(nóng)藥、化肥的使用量相對較少，對地下水的污染也相對較輕。在一些山區(qū)，由于植被茂密，工業(yè)活動稀少，地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)極低，水質(zhì)保持較好。較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要集中在低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的周邊以及研究區(qū)的北部部分地區(qū)。這些區(qū)域的工業(yè)污染源密度和農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度相對較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域略有增加，但仍處于相對較低的水平。在這些地區(qū)，雖然存在一定的農(nóng)業(yè)活動，但通過合理的農(nóng)業(yè)管理措施，如精準(zhǔn)施肥、減少農(nóng)藥使用等，有效地控制了農(nóng)業(yè)面源污染對地下水的影響。一些地區(qū)推廣使用有機(jī)肥料和生物防治病蟲害的方法，減少了化學(xué)農(nóng)藥和化肥的使用量，從而降低了地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)。中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布較為廣泛，主要位于研究區(qū)的中部和西部部分地區(qū)。這些區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)處于中等水平，說明地下水存在一定程度的污染風(fēng)險(xiǎn)。在這些區(qū)域，工業(yè)活動相對較為頻繁，工業(yè)污染源密度較高，部分工業(yè)企業(yè)的廢水排放可能存在不達(dá)標(biāo)或處理不徹底的情況，導(dǎo)致污染物進(jìn)入地下水。農(nóng)業(yè)面源污染也較為嚴(yán)重，大量使用農(nóng)藥、化肥以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的不合理排放，使得地下水中的污染物含量逐漸增加。在一些工業(yè)園區(qū)附近，由于工業(yè)廢水的排放，地下水中的重金屬和有機(jī)物含量超標(biāo)，對地下水質(zhì)量造成了一定的影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集中的地區(qū)，地下水中的硝酸鹽含量較高，這與大量使用氮肥有關(guān)。較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在研究區(qū)的中部和西南部部分地區(qū)。這些區(qū)域的工業(yè)污染源密度和農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度較高，人口密度也相對較大，人類活動對地下水的影響較為顯著。在這些地區(qū)，工業(yè)企業(yè)眾多，且部分企業(yè)的環(huán)保意識不強(qiáng)，廢水、廢渣的排放對地下水造成了嚴(yán)重的污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)藥、化肥的過量使用以及畜禽養(yǎng)殖的規(guī)?；l(fā)展，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染加劇。人口密集區(qū)域的生活污水和垃圾排放也對地下水產(chǎn)生了一定的污染壓力。在一些城市周邊的工業(yè)園區(qū)，由于工業(yè)廢水和生活污水的混合排放，地下水中的污染物種類繁多，污染風(fēng)險(xiǎn)較高。在一些畜禽養(yǎng)殖集中的鄉(xiāng)村地區(qū)，由于養(yǎng)殖廢棄物的隨意堆放和排放，導(dǎo)致地下水中的氨氮、總磷等指標(biāo)超標(biāo)，污染風(fēng)險(xiǎn)加大。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要集中在研究區(qū)的中部個(gè)別地區(qū)，這些地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較高，地下水污染風(fēng)險(xiǎn)極高。這些區(qū)域往往是工業(yè)污染源和農(nóng)業(yè)面源污染的集中區(qū)域，同時(shí)人口密度大，土地利用類型復(fù)雜，人類活動對地下水的干擾極為嚴(yán)重。在這些地區(qū)，可能存在一些大型化工企業(yè)，其排放的廢水中含有大量的重金屬、有機(jī)物等劇毒污染物，對地下水造成了極大的破壞。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不合理的灌溉方式和過量使用農(nóng)藥、化肥，使得地下水中的污染物濃度不斷升高。生活污水和垃圾的處理不當(dāng)，也進(jìn)一步加劇了地下水的污染。在某化工園區(qū)附近，由于長期的工業(yè)污染，地下水中的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，已經(jīng)不適合作為飲用水源，對周邊居民的健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。四、下遼河平原淺層地下水空間熱點(diǎn)分析方法4.1空間熱點(diǎn)分析方法原理空間熱點(diǎn)分析是深入探究下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)空間分布特征的關(guān)鍵手段，通過該分析能夠精準(zhǔn)定位污染高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，為地下水污染防治工作提供重要的決策依據(jù)。本研究主要運(yùn)用空間自相關(guān)分析和Getis-OrdGi*分析等方法，從不同角度揭示地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的空間分布規(guī)律?？臻g自相關(guān)分析是研究空間數(shù)據(jù)中某一屬性在空間上的相關(guān)性和變異性的重要方法，其核心原理是通過量化空間自相關(guān)系數(shù)來衡量物理或生態(tài)學(xué)變量在空間上的分布模式及其對區(qū)域的影響。在地下水研究領(lǐng)域，空間自相關(guān)分析可以幫助我們了解地下水污染風(fēng)險(xiǎn)在空間上是否存在聚集或分散的趨勢。例如，如果某一區(qū)域的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)較高，且其周邊區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)也較高，那么就存在空間正相關(guān)；反之，如果周邊區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)較低，則存在空間負(fù)相關(guān)；若不存在明顯的關(guān)聯(lián)，則為空間非相關(guān)性或空間隨機(jī)性?？臻g自相關(guān)分析通常涵蓋采樣、計(jì)算空間自相關(guān)系數(shù)或構(gòu)建自相關(guān)函數(shù)，以及對自相關(guān)的顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)這三個(gè)主要步驟。針對不同類型的數(shù)據(jù)，有不同的空間自相關(guān)系數(shù)可供選用，其中最常用的是Moran'sI系數(shù)和Geary'sC系數(shù)。Moran'sI系數(shù)的計(jì)算公式為：I=\frac{\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n}w_{ij}(x_{i}-\bar{x})(x_{j}-\bar{x})}{S^{2}\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n}w_{ij}}其中，n為樣本量，即空間位置的個(gè)數(shù)；x_{i}、x_{j}是空間位置i和j的觀察值，在這里代表地下水污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；\bar{x}是變量的均值；w_{ij}是相鄰權(quán)重，表示空間位置i和j的鄰近關(guān)系，其定義方式有多種，如INVERSE_DISTANCE（與遠(yuǎn)處的要素相比，附近的鄰近要素對目標(biāo)要素的計(jì)算影響更大）、INVERSE_DISTANCE_SQUARED（與INVERSE_DISTANCE類似，但坡度更明顯，影響下降更快，只有目標(biāo)要素的最近鄰域會對要素計(jì)算產(chǎn)生重大影響）等；S^{2}為樣本方差。Moran'sI系數(shù)的取值范圍在-1至1之間，小于0表示負(fù)相關(guān)，等于0表示無相關(guān)，大于0表示正相關(guān)。通過計(jì)算Moran'sI系數(shù)，可以從整體上判斷下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)在空間上的分布特征。Getis-OrdGi分析是一種用于識別地理空間數(shù)據(jù)中值的聚集模式的局部空間自相關(guān)分析方法，能夠幫助我們確定哪些區(qū)域存在高值或低值的聚集，這些聚集區(qū)域通常被稱為“熱點(diǎn)”或“冷點(diǎn)”。在地下水污染風(fēng)險(xiǎn)研究中，Getis-OrdGi分析可以精確地找出污染風(fēng)險(xiǎn)高值聚集的熱點(diǎn)區(qū)域和低值聚集的冷點(diǎn)區(qū)域，為針對性的污染防治提供明確的目標(biāo)。Getis-OrdGi*統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算公式為：G_{i}^{*}(d)=\frac{\sum_{j=1}^{n}w_{ij}(d)x_{j}-\bar{X}\sum_{j=1}^{n}w_{ij}(d)}{S\sqrt{\frac{n\sum_{j=1}^{n}w_{ij}^{2}(d)-(\sum_{j=1}^{n}w_{ij}(d))^{2}}{n-1}}}其中，x_{i}、x_{j}是空間位置i和j的觀察值，即地下水污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；\bar{X}是所有觀察值的均值；w_{ij}(d)是基于距離d的空間權(quán)重矩陣，表示空間位置i和j的鄰近關(guān)系，若空間位置j在空間位置i的距離d內(nèi)，則權(quán)重w_{ij}(d)=1，否則為0；S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差。計(jì)算得到的G_{i}^{*}(d)值越高，表明該區(qū)域周圍的值越高，即存在高值聚集的熱點(diǎn)區(qū)域；反之，G_{i}^{*}(d)值越低，表明存在低值聚集的冷點(diǎn)區(qū)域。同時(shí)，還會計(jì)算z得分和p值來判斷這種聚集是否具有統(tǒng)計(jì)顯著性。當(dāng)z得分較高且p值小于設(shè)定的顯著性水平（如0.05）時(shí)，說明該區(qū)域?yàn)榫哂薪y(tǒng)計(jì)顯著性的熱點(diǎn)區(qū)域；當(dāng)z得分較低且p值小于設(shè)定的顯著性水平時(shí)，說明該區(qū)域?yàn)榫哂薪y(tǒng)計(jì)顯著性的冷點(diǎn)區(qū)域?？臻g自相關(guān)分析和Getis-OrdGi*分析在地下水研究中具有顯著的適用性。它們能夠充分考慮地下水污染風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)的空間特性，通過對空間位置和屬性值的綜合分析，準(zhǔn)確地揭示污染風(fēng)險(xiǎn)的空間分布規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中，這些方法可以與地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)相結(jié)合，將分析結(jié)果直觀地展示在地圖上，便于直觀地理解和分析地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的空間格局。利用GIS的空間分析功能，可以將地下水污染風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)與地形、土地利用等其他空間數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，進(jìn)一步探究影響污染風(fēng)險(xiǎn)分布的因素。通過將污染風(fēng)險(xiǎn)熱點(diǎn)區(qū)域與工業(yè)用地分布進(jìn)行疊加，可以明確工業(yè)活動對地下水污染的影響范圍和程度，從而為制定科學(xué)合理的地下水污染防治策略提供有力的支持。4.2基于空間自相關(guān)分析的熱點(diǎn)識別為了更深入地探究下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征，本研究運(yùn)用空間自相關(guān)分析方法，對地下水污染風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以識別出污染風(fēng)險(xiǎn)的熱點(diǎn)和冷點(diǎn)區(qū)域。首先，利用ArcGIS軟件強(qiáng)大的空間分析功能，對下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析，計(jì)算得到Moran'sI指數(shù)為0.45，且Z得分達(dá)到了3.5，p值小于0.01。這一結(jié)果表明，下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)在空間上呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)，即污染風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域在空間上傾向于聚集在一起，污染風(fēng)險(xiǎn)較低的區(qū)域也會相對集中分布，存在明顯的空間聚集特征。這意味著在空間上，相鄰區(qū)域的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)具有相似性，一個(gè)區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)狀況可以在一定程度上反映其周邊區(qū)域的情況。在某一工業(yè)集中區(qū)域，由于眾多工廠的排污活動，該區(qū)域及其周邊的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)都較高，呈現(xiàn)出明顯的聚集態(tài)勢。為了更直觀地展示地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征，本研究繪制了LISA聚類圖。通過對LISA聚類圖的分析，可以清晰地識別出高-高聚類區(qū)域和低-低聚類區(qū)域。高-高聚類區(qū)域主要集中在研究區(qū)的中部和西南部部分地區(qū)，這些區(qū)域的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)較高，且其周邊區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)也較高。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域工業(yè)污染源密度較大，存在大量的工業(yè)企業(yè)，工業(yè)廢水的排放是導(dǎo)致地下水污染風(fēng)險(xiǎn)升高的主要原因之一。一些化工企業(yè)、鋼鐵廠等排放的廢水中含有大量的重金屬、有機(jī)物等污染物，這些污染物在地表徑流和土壤滲透的作用下，不斷進(jìn)入地下水系統(tǒng)，使得該區(qū)域的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)升高。農(nóng)業(yè)面源污染也較為嚴(yán)重，大量使用農(nóng)藥、化肥以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的不合理排放，進(jìn)一步加劇了地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)。在一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集中的地區(qū)，由于長期過量使用農(nóng)藥和化肥，地下水中的硝酸鹽、亞硝酸鹽等含量超標(biāo)，對地下水質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。低-低聚類區(qū)域主要分布在研究區(qū)的東北部和東南部部分地區(qū)，這些區(qū)域的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)較低，且其周邊區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)也較低。這些區(qū)域工業(yè)活動相對較少，工業(yè)污染源密度較低，對地下水的污染壓力較小。土地利用類型多為林地和耕地，林地具有良好的植被覆蓋，能夠涵養(yǎng)水源，減少地表徑流對地下水的污染；耕地在合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式下，農(nóng)藥、化肥的使用量相對較少，對地下水的污染也相對較輕。在一些山區(qū)，由于植被茂密，工業(yè)活動稀少，地下水的水質(zhì)保持較好，污染風(fēng)險(xiǎn)極低。通過對熱點(diǎn)區(qū)域的深入分析，可以發(fā)現(xiàn)其分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。熱點(diǎn)區(qū)域往往與工業(yè)聚集區(qū)、農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重區(qū)以及人口密集區(qū)相重合。工業(yè)聚集區(qū)由于集中了大量的工業(yè)企業(yè)，其排放的廢水、廢氣和廢渣中含有各種污染物，這些污染物在經(jīng)過一定的遷移和轉(zhuǎn)化后，容易進(jìn)入地下水系統(tǒng)，導(dǎo)致地下水污染風(fēng)險(xiǎn)升高。在一些工業(yè)園區(qū)，由于缺乏有效的污染治理措施，工業(yè)廢水直接排放到地表，使得周邊地區(qū)的地下水受到嚴(yán)重污染，成為污染熱點(diǎn)區(qū)域。農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重區(qū)，由于農(nóng)藥、化肥的大量使用以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的隨意排放，導(dǎo)致地下水中的污染物含量不斷增加，也容易形成污染熱點(diǎn)區(qū)域。在一些農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)民為了追求農(nóng)作物的高產(chǎn)，大量使用農(nóng)藥和化肥，且畜禽養(yǎng)殖廢棄物未經(jīng)處理就直接排放到環(huán)境中，使得這些地區(qū)的地下水受到污染，成為污染熱點(diǎn)。人口密集區(qū)的生活污水和垃圾排放也會對地下水造成污染，增加地下水污染風(fēng)險(xiǎn)。在城市中心區(qū)域，由于人口眾多，生活污水的排放量巨大，如果污水處理設(shè)施不完善，生活污水就會滲入地下，污染地下水，使該區(qū)域成為污染熱點(diǎn)。4.3基于Getis-OrdGi*統(tǒng)計(jì)的熱點(diǎn)探測在對下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行空間分析時(shí)，Getis-OrdGi*統(tǒng)計(jì)方法發(fā)揮著重要作用，它能夠精準(zhǔn)地識別出污染風(fēng)險(xiǎn)的熱點(diǎn)和冷點(diǎn)區(qū)域，為地下水污染防治工作提供更為詳細(xì)和有針對性的信息。運(yùn)用ArcGIS軟件的空間分析工具，基于之前獲取的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算Getis-OrdGi*統(tǒng)計(jì)量。在計(jì)算過程中，需要合理設(shè)置距離閾值，距離閾值的選擇直接影響到分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。通過多次試驗(yàn)和分析，結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際地理特征和數(shù)據(jù)分布情況，最終確定了合適的距離閾值為5千米。這個(gè)距離閾值能夠較好地反映研究區(qū)域內(nèi)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的空間關(guān)聯(lián)特征，既不會因?yàn)榫嚯x設(shè)置過小而導(dǎo)致局部信息丟失，也不會因?yàn)榫嚯x設(shè)置過大而使分析結(jié)果過于籠統(tǒng)。根據(jù)計(jì)算得到的Getis-OrdGi統(tǒng)計(jì)量，生成熱點(diǎn)分析圖。在熱點(diǎn)分析圖中，不同的顏色和符號代表著不同的污染風(fēng)險(xiǎn)聚集程度。通過對熱點(diǎn)分析圖的仔細(xì)觀察和分析，可以清晰地確定具有統(tǒng)計(jì)顯著性的熱點(diǎn)區(qū)域。熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在研究區(qū)的中部和西南部部分地區(qū)，這些區(qū)域的Gi統(tǒng)計(jì)量較高，z得分大于2.58，p值小于0.01，表明這些區(qū)域的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)高值聚集，存在顯著的熱點(diǎn)特征。在某化工園區(qū)及其周邊地區(qū)，由于工業(yè)活動密集，大量的工業(yè)廢水未經(jīng)有效處理就排放到環(huán)境中，導(dǎo)致該區(qū)域的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)極高，在熱點(diǎn)分析圖中呈現(xiàn)出明顯的高值聚集特征，成為污染熱點(diǎn)區(qū)域。將基于Getis-OrdGi統(tǒng)計(jì)的熱點(diǎn)探測結(jié)果與之前基于空間自相關(guān)分析的熱點(diǎn)識別結(jié)果進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)兩者在熱點(diǎn)區(qū)域的分布上具有一定的一致性。兩種方法都識別出研究區(qū)中部和西南部部分地區(qū)為污染風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域，這進(jìn)一步驗(yàn)證了這些區(qū)域作為污染熱點(diǎn)區(qū)域的可靠性。然而，兩種方法也存在一些差異。空間自相關(guān)分析主要從整體上判斷污染風(fēng)險(xiǎn)的空間相關(guān)性，能夠識別出高-高聚類和低-低聚類區(qū)域，但對于熱點(diǎn)區(qū)域的定位相對較為宏觀；而Getis-OrdGi統(tǒng)計(jì)則更加側(cè)重于局部空間自相關(guān)分析，能夠精確地確定每個(gè)位置的熱點(diǎn)和冷點(diǎn)特征，對熱點(diǎn)區(qū)域的刻畫更加細(xì)致。在某些局部區(qū)域，Getis-OrdGi*統(tǒng)計(jì)能夠發(fā)現(xiàn)一些空間自相關(guān)分析未能識別出的小范圍熱點(diǎn)區(qū)域，這些區(qū)域可能是由于局部的污染源集中或特殊的地質(zhì)條件導(dǎo)致的。通過基于Getis-OrdGi*統(tǒng)計(jì)的熱點(diǎn)探測，能夠更準(zhǔn)確地確定下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的熱點(diǎn)區(qū)域，為制定更加精準(zhǔn)的地下水污染防治策略提供了有力的支持。在污染熱點(diǎn)區(qū)域，可以加強(qiáng)對工業(yè)污染源的監(jiān)管，提高工業(yè)廢水的處理標(biāo)準(zhǔn)和排放要求，確保工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放；對于農(nóng)業(yè)面源污染，推廣綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，減少農(nóng)藥、化肥的使用量，加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理和資源化利用；同時(shí)，加大對地下水的監(jiān)測力度，建立健全地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)掌握地下水的污染狀況，以便及時(shí)采取有效的治理措施。五、下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)與空間熱點(diǎn)的關(guān)聯(lián)分析5.1風(fēng)險(xiǎn)與熱點(diǎn)的空間分布對比將下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)等級圖與空間熱點(diǎn)圖進(jìn)行細(xì)致對比，能直觀地發(fā)現(xiàn)兩者在空間分布上存在顯著的一致性與差異。從一致性來看，高污染風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域與空間熱點(diǎn)區(qū)域在地理位置上呈現(xiàn)出高度的重合態(tài)勢。在研究區(qū)的中部和西南部部分地區(qū)，污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果顯示為較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)等級，同時(shí)，空間熱點(diǎn)分析也明確表明這些區(qū)域?yàn)榫哂薪y(tǒng)計(jì)顯著性的熱點(diǎn)區(qū)域。以某化工園區(qū)及其周邊區(qū)域?yàn)槔?，由于工業(yè)活動密集，大量含有重金屬、有機(jī)物等污染物的工業(yè)廢水未經(jīng)有效處理便直接排放，導(dǎo)致該區(qū)域淺層地下水受到嚴(yán)重污染，污染風(fēng)險(xiǎn)極高。在污染風(fēng)險(xiǎn)等級圖上，該區(qū)域被清晰地標(biāo)注為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；在空間熱點(diǎn)圖中，其同樣呈現(xiàn)出明顯的高值聚集特征，成為污染熱點(diǎn)區(qū)域。這種高度的重合并非偶然，而是有著內(nèi)在的因果聯(lián)系。在這些區(qū)域，工業(yè)污染源密度大，農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重，且人口密集，人類活動頻繁且強(qiáng)度大。大量的工業(yè)排放、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥化肥使用以及生活污水和垃圾的排放，使得地下水中的污染物不斷積累，從而導(dǎo)致污染風(fēng)險(xiǎn)升高，進(jìn)而形成空間上的熱點(diǎn)區(qū)域。然而，兩者之間也存在不容忽視的差異。在部分區(qū)域，雖然污染風(fēng)險(xiǎn)等級處于中等水平，但空間熱點(diǎn)分析卻顯示其為冷點(diǎn)區(qū)域。這是因?yàn)檫@些區(qū)域的污染風(fēng)險(xiǎn)雖然處于中等程度，但在空間上呈現(xiàn)出相對分散的狀態(tài)，沒有形成明顯的高值聚集。在一些農(nóng)業(yè)種植區(qū)，雖然存在一定程度的農(nóng)業(yè)面源污染，導(dǎo)致地下水污染風(fēng)險(xiǎn)處于中等水平，但由于農(nóng)田分布較為分散，污染源也相對分散，沒有集中在某一特定區(qū)域，所以在空間熱點(diǎn)分析中，這些區(qū)域沒有表現(xiàn)出熱點(diǎn)特征，反而成為冷點(diǎn)區(qū)域。反之，在個(gè)別區(qū)域，盡管污染風(fēng)險(xiǎn)等級相對較低，但由于局部存在特殊的污染源，如小型的工業(yè)作坊、垃圾填埋場等，使得該區(qū)域在空間熱點(diǎn)分析中呈現(xiàn)出局部熱點(diǎn)的特征。這些特殊污染源雖然影響范圍較小，但在局部區(qū)域內(nèi)造成了較高的污染風(fēng)險(xiǎn)，從而形成了局部熱點(diǎn)。5.2相關(guān)性分析與影響因素探討為進(jìn)一步探究下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)與空間熱點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，運(yùn)用Pearson相關(guān)分析方法對兩者進(jìn)行量化分析。結(jié)果顯示，污染風(fēng)險(xiǎn)值與空間熱點(diǎn)統(tǒng)計(jì)量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.82，且通過了0.01水平的顯著性檢驗(yàn)。這一結(jié)果表明，隨著污染風(fēng)險(xiǎn)值的增加，空間熱點(diǎn)的聚集程度也在增強(qiáng)，兩者呈現(xiàn)出緊密的協(xié)同變化趨勢。在某工業(yè)集中區(qū)域，隨著工業(yè)污染源的增多和污染物排放量的增加，地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)值不斷上升，同時(shí)該區(qū)域在空間熱點(diǎn)分析中也表現(xiàn)出更為明顯的高值聚集特征，成為污染熱點(diǎn)區(qū)域。這種顯著的正相關(guān)關(guān)系，為深入理解地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的空間分布規(guī)律提供了有力的量化依據(jù)。自然因素對地下水污染風(fēng)險(xiǎn)和空間熱點(diǎn)分布有著重要的影響。地質(zhì)構(gòu)造作為地下水儲存和運(yùn)移的基礎(chǔ)框架，對地下水的流動路徑和速度起著關(guān)鍵的控制作用。在一些斷層發(fā)育的地區(qū)，地下水的流動可能會受到阻礙或改變方向，導(dǎo)致污染物在局部區(qū)域積聚，從而增加污染風(fēng)險(xiǎn)。含水層巖性決定了地下水的滲透性能和對污染物的吸附能力。砂質(zhì)含水層透水性好，污染物容易在其中遷移，使得污染范圍擴(kuò)大；而粘性土含水層對污染物有較強(qiáng)的吸附能力，能在一定程度上減緩污染物的擴(kuò)散。在一些砂質(zhì)含水層分布廣泛的地區(qū)，地下水污染風(fēng)險(xiǎn)相對較高，且污染熱點(diǎn)區(qū)域更容易形成。地形地貌也與地下水污染風(fēng)險(xiǎn)和空間熱點(diǎn)分布密切相關(guān)。在地勢低洼的地區(qū)，地表水容易匯聚，地下水位相對較高，污染物更容易通過地表徑流和土壤滲透進(jìn)入地下水，從而增加污染風(fēng)險(xiǎn)。這些地區(qū)往往也是空間熱點(diǎn)的集中區(qū)域。在一些河流下游的低洼地帶，由于地表污水的匯集和下滲，地下水污染風(fēng)險(xiǎn)高，成為污染熱點(diǎn)區(qū)域。人為因素同樣是影響地下水污染風(fēng)險(xiǎn)和空間熱點(diǎn)分布的重要因素。工業(yè)活動是地下水污染的主要來源之一，工業(yè)污染源密度與污染風(fēng)險(xiǎn)值和空間熱點(diǎn)統(tǒng)計(jì)量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。隨著工業(yè)污染源密度的增加，污染風(fēng)險(xiǎn)值和空間熱點(diǎn)的聚集程度也隨之上升。大量工業(yè)企業(yè)的集中分布，會導(dǎo)致大量含有重金屬、有機(jī)物等污染物的廢水排放，這些廢水在未經(jīng)有效處理的情況下，會迅速進(jìn)入地下水系統(tǒng)，使地下水污染風(fēng)險(xiǎn)急劇增加，形成污染熱點(diǎn)區(qū)域。農(nóng)業(yè)面源污染也是不可忽視的因素，農(nóng)藥、化肥的過量使用以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的不合理排放，都會導(dǎo)致地下水中的污染物含量升高，從而增加污染風(fēng)險(xiǎn)。在一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集中的地區(qū)，由于長期過量使用農(nóng)藥和化肥，地下水中的硝酸鹽、亞硝酸鹽等含量超標(biāo)，污染風(fēng)險(xiǎn)較高，成為污染熱點(diǎn)區(qū)域。生活污水和垃圾的排放也會對地下水造成污染，尤其是在人口密集的地區(qū)，生活污水和垃圾的排放量巨大，如果處理不當(dāng)，會對地下水環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，增加污染風(fēng)險(xiǎn)。在城市中心區(qū)域，由于人口眾多，生活污水和垃圾處理設(shè)施不完善，生活污水和垃圾中的污染物容易滲入地下，導(dǎo)致地下水污染風(fēng)險(xiǎn)升高，形成污染熱點(diǎn)區(qū)域。六、結(jié)論與展望6.1研究主要成果總結(jié)本研究通過對下遼河平原淺層地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及空間熱點(diǎn)分析，取得了以下主要成果：構(gòu)建了科學(xué)的污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系：綜合考慮污染源、脆弱性、受體等多方面因素，選取了工業(yè)污染源密度、農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度、地下水水位、含水層巖性、包氣帶厚度、人口密度和土地利用類型等指標(biāo)，構(gòu)建了一套全面、科學(xué)的污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系。這些指標(biāo)從不同角度反映了地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的形成機(jī)制和影響因素，為準(zhǔn)確評估地下水污染風(fēng)險(xiǎn)提供了有力的支撐。通過對工業(yè)污染源密度的分析，能夠直觀地了解工業(yè)活動對地下水污染的壓力大小；而含水層巖性指標(biāo)則有助于深入探究地下水的儲存和