

Earth Science Frontiers ›› 2026, Vol. 33 ›› Issue (1): 179-192.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.10.22
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JIANG Feng1,2,3(
), ZHOU Jinlong1,2,3,*(
), ZHOU Yinzhu4, LIU Jiangtao4, ZENG Yanyan1,2,3, LIU Yu1,2,3, DING Qizhen1,2,3
Received:2025-05-30
Revised:2025-08-31
Online:2026-01-25
Published:2025-11-10
CLC Number:
JIANG Feng, ZHOU Jinlong, ZHOU Yinzhu, LIU Jiangtao, ZENG Yanyan, LIU Yu, DING Qizhen. Early warning of groundwater pollution in oasis area of Hami Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2026, 33(1): 179-192.
Fig.1 Regional hydrogeological and groundwater sampling point distribution map (a) and hydrogeological profile (b). a adapted from [19]; b adapted from [17]
| 赋分 | 地下水 埋深 | 地下水净 补给量 模数 | 土壤 介质 | 地形 坡度 | 包气带 岩性 | 单井 涌水量 | 点源 污染 | 面源 污染 | 溶解性总 固体含量 | 夜间灯 光指数 | 生境质 量指数 | 地下 水质量 | 水质变 化趋势 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D /m | R/104 m3· (km2·a)-1 | S | T /(°) | I | W/m3·d-1 | A | P | G/g·L-1 | H | E | Q | QV | |
| 1 | >70 | <5 | 粉质黏土 | >30 | — | — | — | 未利用地 | — | 0~12.6 | 0~0.2 | Ⅰ类水 | 好转 |
| 2 | 50~70 | — | — | 20~30 | — | <100 | — | 林地 | — | 12.6~25.2 | 0.2~0.4 | Ⅱ类水 | — |
| 3 | 40~50 | — | 黏壤土 | — | 亚黏土 | — | 加油站 | 草地 | 3~10 | 25.2~37.8 | 0.4~0.6 | Ⅲ类水 | 稳定 |
| 4 | 30~40 | — | — | 10~20 | — | — | 养殖场 | — | 1~3 | 37.8~50.4 | 0.6~0.8 | Ⅳ类水 | — |
| 5 | 20~30 | — | 粉砂黏土 | — | — | 100~1 000 | — | 城镇用地 | <1 | 50.4~63.0 | 0.8~1.0 | Ⅴ类水 | 恶化 |
| 6 | 10~20 | — | 壤土 | 6~10 | — | — | — | 农村用地 | — | — | — | — | — |
| 7 | 6~10 | — | — | — | — | — | 危险废物 处理企业 | — | — | — | — | — | — |
| 8 | 3~6 | — | 砂壤 | 4~6 | — | — | 工业园区 | 耕地 | — | — | — | — | — |
| 9 | 1~3 | — | — | 2~4 | — | — | 矿区 | 特殊用地 | — | — | — | — | — |
| 10 | <1 | — | 砂土 | <2 | 砂砾石 | — | — | — | — | — | — | — | — |
Table 1 The range of each index and the assignment of points
| 赋分 | 地下水 埋深 | 地下水净 补给量 模数 | 土壤 介质 | 地形 坡度 | 包气带 岩性 | 单井 涌水量 | 点源 污染 | 面源 污染 | 溶解性总 固体含量 | 夜间灯 光指数 | 生境质 量指数 | 地下 水质量 | 水质变 化趋势 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D /m | R/104 m3· (km2·a)-1 | S | T /(°) | I | W/m3·d-1 | A | P | G/g·L-1 | H | E | Q | QV | |
| 1 | >70 | <5 | 粉质黏土 | >30 | — | — | — | 未利用地 | — | 0~12.6 | 0~0.2 | Ⅰ类水 | 好转 |
| 2 | 50~70 | — | — | 20~30 | — | <100 | — | 林地 | — | 12.6~25.2 | 0.2~0.4 | Ⅱ类水 | — |
| 3 | 40~50 | — | 黏壤土 | — | 亚黏土 | — | 加油站 | 草地 | 3~10 | 25.2~37.8 | 0.4~0.6 | Ⅲ类水 | 稳定 |
| 4 | 30~40 | — | — | 10~20 | — | — | 养殖场 | — | 1~3 | 37.8~50.4 | 0.6~0.8 | Ⅳ类水 | — |
| 5 | 20~30 | — | 粉砂黏土 | — | — | 100~1 000 | — | 城镇用地 | <1 | 50.4~63.0 | 0.8~1.0 | Ⅴ类水 | 恶化 |
| 6 | 10~20 | — | 壤土 | 6~10 | — | — | — | 农村用地 | — | — | — | — | — |
| 7 | 6~10 | — | — | — | — | — | 危险废物 处理企业 | — | — | — | — | — | — |
| 8 | 3~6 | — | 砂壤 | 4~6 | — | — | 工业园区 | 耕地 | — | — | — | — | — |
| 9 | 1~3 | — | — | 2~4 | — | — | 矿区 | 特殊用地 | — | — | — | — | — |
| 10 | <1 | — | 砂土 | <2 | 砂砾石 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 指标 | 博弈论综合权重 |
|---|---|
| 水质现状 | 0.373 |
| 水质变化趋势 | 0.301 |
| 污染风险 | 0.326 |
Table 2 Comprehensive weight of each index
| 指标 | 博弈论综合权重 |
|---|---|
| 水质现状 | 0.373 |
| 水质变化趋势 | 0.301 |
| 污染风险 | 0.326 |
| 评价方法 | 参数 | 单参数敏感度分析 | 地图移除参数分析 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 理论权重 | 有效权重 | 敏感度 | 标准差 | ||||||
| 平均值 | 最大值 | 最小值 | 标准差 | ||||||
| 固有脆弱性评价 | D | 0.358 | 0.312 | 0.530 | 0.080 | 0.088 | 0.166 | 0.014 | |
| R | 0.061 | 0.012 | 0.029 | 0.008 | 0.003 | 0.105 | 0.000 | ||
| S | 0.254 | 0.258 | 0.538 | 0.054 | 0.078 | 0.156 | 0.012 | ||
| T | 0.040 | 0.069 | 0.186 | 0.008 | 0.017 | 0.116 | 0.003 | ||
| I | 0.150 | 0.246 | 0.480 | 0.076 | 0.080 | 0.154 | 0.009 | ||
| W | 0.137 | 0.103 | 0.255 | 0.039 | 0.045 | 0.149 | 0.008 | ||
| 污染荷载评价 | A | 0.562 | 0.579 | 0.911 | 0.300 | 0.188 | 0.467 | 0.108 | |
| P | 0.438 | 0.421 | 0.700 | 0.089 | 0.188 | 0.420 | 0.218 | ||
| 功能价值评价 | G | 0.356 | 0.540 | 0.734 | 0.356 | 0.088 | 0.312 | 0.052 | |
| H | 0.272 | 0.126 | 0.431 | 0.070 | 0.073 | 0.103 | 0.057 | ||
| E | 0.372 | 0.334 | 0.526 | 0.106 | 0.121 | 0.208 | 0.065 | ||
Table 3 Statistical results of sensitivity analysis
| 评价方法 | 参数 | 单参数敏感度分析 | 地图移除参数分析 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 理论权重 | 有效权重 | 敏感度 | 标准差 | ||||||
| 平均值 | 最大值 | 最小值 | 标准差 | ||||||
| 固有脆弱性评价 | D | 0.358 | 0.312 | 0.530 | 0.080 | 0.088 | 0.166 | 0.014 | |
| R | 0.061 | 0.012 | 0.029 | 0.008 | 0.003 | 0.105 | 0.000 | ||
| S | 0.254 | 0.258 | 0.538 | 0.054 | 0.078 | 0.156 | 0.012 | ||
| T | 0.040 | 0.069 | 0.186 | 0.008 | 0.017 | 0.116 | 0.003 | ||
| I | 0.150 | 0.246 | 0.480 | 0.076 | 0.080 | 0.154 | 0.009 | ||
| W | 0.137 | 0.103 | 0.255 | 0.039 | 0.045 | 0.149 | 0.008 | ||
| 污染荷载评价 | A | 0.562 | 0.579 | 0.911 | 0.300 | 0.188 | 0.467 | 0.108 | |
| P | 0.438 | 0.421 | 0.700 | 0.089 | 0.188 | 0.420 | 0.218 | ||
| 功能价值评价 | G | 0.356 | 0.540 | 0.734 | 0.356 | 0.088 | 0.312 | 0.052 | |
| H | 0.272 | 0.126 | 0.431 | 0.070 | 0.073 | 0.103 | 0.057 | ||
| E | 0.372 | 0.334 | 0.526 | 0.106 | 0.121 | 0.208 | 0.065 | ||
| 统计值 | pH | 质量浓度/(mg·L-1) | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K+ | Na+ | Ca2+ | Mg2+ | Cl- | TDS | TH | Fe | Mn | F- | 耗氧量 | ||||||||
| 最小值 | 7.24 | 0.50 | 6.93 | 18.06 | 1.70 | 9.00 | 5.66 | 75.79 | 0.10 | 0.00 | 0.04 | 117.14 | 58.00 | 0.03 | 0.01 | 0.16 | 0.11 | |
| 最大值 | 8.36 | 8.34 | 843.30 | 512.53 | 83.95 | 820.00 | 1 904.00 | 550.00 | 235.07 | 1.04 | 0.68 | 4 215.00 | 1 625.42 | 0.32 | 0.32 | 1.6 | 6.20 | |
| 中位数 | 8.13 | 1.46 | 40.54 | 53.77 | 7.08 | 48.12 | 69.99 | 122.00 | 5.54 | 0.02 | 0.08 | 309.90 | 160.14 | 0.06 | 0.17 | 0.28 | 0.72 | |
| 平均值 | 8.08 | 1.97 | 87.69 | 90.7 | 15.47 | 128.97 | 189.99 | 143.69 | 12.43 | 0.03 | 0.1 | 586.83 | 290.12 | 0.09 | 0.17 | 0.37 | 0.91 | |
| 标准差 | 0.21 | 1.49 | 135.32 | 98.39 | 18.26 | 178.23 | 309.69 | 74.63 | 31.68 | 0.12 | 0.09 | 711.38 | 315.93 | 0.08 | 0.15 | 0.25 | 0.93 | |
| 变异系数 | 0.03 | 0.76 | 1.54 | 1.08 | 1.18 | 1.38 | 1.63 | 0.52 | 2.55 | 4.19 | 0.95 | 1.21 | 1.09 | 0.91 | 0.93 | 0.69 | 1.02 | |
| 超标率 | / | — | 0.11 | — | — | 0.15 | 0.19 | — | 0.08 | 0.01 | 0.01 | 0.18 | 0.19 | 0.01 | 0.01 | 0.04 | 0.13 | |
Table 4 Statistics of groundwater chemical indicators
| 统计值 | pH | 质量浓度/(mg·L-1) | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K+ | Na+ | Ca2+ | Mg2+ | Cl- | TDS | TH | Fe | Mn | F- | 耗氧量 | ||||||||
| 最小值 | 7.24 | 0.50 | 6.93 | 18.06 | 1.70 | 9.00 | 5.66 | 75.79 | 0.10 | 0.00 | 0.04 | 117.14 | 58.00 | 0.03 | 0.01 | 0.16 | 0.11 | |
| 最大值 | 8.36 | 8.34 | 843.30 | 512.53 | 83.95 | 820.00 | 1 904.00 | 550.00 | 235.07 | 1.04 | 0.68 | 4 215.00 | 1 625.42 | 0.32 | 0.32 | 1.6 | 6.20 | |
| 中位数 | 8.13 | 1.46 | 40.54 | 53.77 | 7.08 | 48.12 | 69.99 | 122.00 | 5.54 | 0.02 | 0.08 | 309.90 | 160.14 | 0.06 | 0.17 | 0.28 | 0.72 | |
| 平均值 | 8.08 | 1.97 | 87.69 | 90.7 | 15.47 | 128.97 | 189.99 | 143.69 | 12.43 | 0.03 | 0.1 | 586.83 | 290.12 | 0.09 | 0.17 | 0.37 | 0.91 | |
| 标准差 | 0.21 | 1.49 | 135.32 | 98.39 | 18.26 | 178.23 | 309.69 | 74.63 | 31.68 | 0.12 | 0.09 | 711.38 | 315.93 | 0.08 | 0.15 | 0.25 | 0.93 | |
| 变异系数 | 0.03 | 0.76 | 1.54 | 1.08 | 1.18 | 1.38 | 1.63 | 0.52 | 2.55 | 4.19 | 0.95 | 1.21 | 1.09 | 0.91 | 0.93 | 0.69 | 1.02 | |
| 超标率 | / | — | 0.11 | — | — | 0.15 | 0.19 | — | 0.08 | 0.01 | 0.01 | 0.18 | 0.19 | 0.01 | 0.01 | 0.04 | 0.13 | |
Fig.9 Groundwater pollution early warning distribution map based on combined classification (a) and groundwater pollution early warning distribution map based on spatial overlay (b)
| [1] |
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