四川邛海人工濕地綜合評價

王雪梅 顏 杰 胡金朝 楊 紅

（西昌學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，四川 西昌 615013）

根據(jù)人工濕地的生態(tài)功能及作用篩選建立適合人工濕地綜合評價的指標(biāo)體系，對于人工濕地的科學(xué)管理及長期可持續(xù)運行具有重要意義(張依然等，2012)。目前常用的方法有綜合評價法和層次分析法，綜合評價法是從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的度量角度來建立指標(biāo)體系，綜合了大量的復(fù)雜因素(Herrera-Silveira,et al, 2009)，而層次分析法是一種有效的系統(tǒng)分析和決策分析方法（Yavue,et al, 2013)。本文通過參考國內(nèi)外相關(guān)濕地評價研究指標(biāo)，根據(jù)西昌市邛海人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點及運行管理狀況，運用層次分析法及綜合指標(biāo)評價法對邛海濕地五期小河溝人工濕地進(jìn)行綜合評價，以期為邛海人工濕地的可持續(xù)性運行與管理提供參考。

1 評價模型

1.1 人工濕地綜合評價指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)構(gòu)建評價指標(biāo)體系的基本原則(徐慧嫻等,2016)，結(jié)合邛海人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點及功能，篩選了選址適宜性、構(gòu)建、水質(zhì)凈化功能和經(jīng)濟社會效益4個一級指標(biāo)及相對應(yīng)的15個二級指標(biāo)，構(gòu)建了邛海人工濕地綜合評價指標(biāo)體系，具體指標(biāo)的表示方法見表1。

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合西昌邛海人工濕地的具體運行情況，參考國內(nèi)外人工濕地的運行經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定評價指標(biāo)體系的5級評分標(biāo)準(zhǔn)，將人工濕地綜合評價為優(yōu)、良、中、差、極差5級，具體指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)見表2。

本文對植物設(shè)計的分級標(biāo)準(zhǔn)包括植物配植、種植密度、植物蓋度。適配植物以人工濕地植物種數(shù)占所在流域生態(tài)系統(tǒng)植物種數(shù)的百分比表示，具體的植物設(shè)計指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)如表3所示，植物設(shè)計的最終評價指數(shù)由3個因素平均所得。

人工濕地的填料一般采用一種或多種材料的組合作為填料的基質(zhì)。填料的選擇應(yīng)結(jié)合填料的材料特性、比表面積、物化性質(zhì)、孔隙率及穩(wěn)定性等因素（張騰等,2013），選澤吸附性較好的填料，通過植物、微生物和填料三者之間的合理配置，使人工濕地污水凈化系統(tǒng)的污染物去除能力達(dá)到最佳。本文填料設(shè)計的分級標(biāo)準(zhǔn)主要包括填料種類、有效粒徑、滲透率3個因素，具體的評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)如表4所示，最終評價指數(shù)由4個因素平均所得。

本文池體設(shè)計的分級標(biāo)準(zhǔn)主要包括單元設(shè)計面積、設(shè)計水深、長度比和水力坡度4個因素（王世和,2007）。具體的分級標(biāo)準(zhǔn)以4個因素的符合程度表示，具體參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍見表5。

表1 邛海人工濕地綜合評價指標(biāo)體系Table1 Constructed wetland of Qionghai Lake comprehensive evaluation index system

表2 評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)Table2 Rating system of assessment index

表3 植物設(shè)計評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)Table3 Rating system of plant assessment index

表4 填料設(shè)計評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)Table4 Rating system of matrix design assessment index

2 評價方法

2.1 評價指標(biāo)權(quán)重的確定

本文采用層次分析法確定各級指標(biāo)的權(quán)重(張依然等,2012)。指標(biāo)間的相對重要程度由專家調(diào)查問卷確定，用1～9整數(shù)數(shù)字來表示，用兩兩比較法比較同一級指標(biāo)，構(gòu)造判斷矩陣，采用層次分析法計算方法（方根法）并結(jié)合層次分析法計算軟件yaahp 11.3確定各級評價指標(biāo)的權(quán)重。

表5 池體幾何尺寸設(shè)計參數(shù)Table5 Constructed wetland pond design standards

2.2 綜合評價方法

根據(jù)西昌邛海濕地五期人工濕地的調(diào)查數(shù)據(jù)和評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)，將各二級指標(biāo)的得分乘以各級指標(biāo)的權(quán)重值，所有項相加再乘以20即是所探究人工濕地的綜合評價指數(shù)(徐慧嫻等, 2016)，計算方法如下：

式中：S表示綜合評價指數(shù)：Wi表示各二級指標(biāo)的權(quán)重值；ai表示所探究人工濕地各項二級指標(biāo)得分。根據(jù)評價結(jié)果，人工濕地的綜合評價指數(shù)分為5級：優(yōu)（8～10）、良（6～8）、中（4～6）、差（2～4）、極差（0～2）。

3 應(yīng)用案例

3.1 研究區(qū)概況

邛海是四川省第二大天然淡水湖，水域面積34 km2，其沿岸濕地總面積約13.73 km2，是中國最大的城市濕地。邛海濕地五期人工濕地包括小河溝人工濕地、大河溝人工濕地等7個人工濕地。采用“生活污水—預(yù)處理—人工濕地—排放或回用”的處理工藝流程，使進(jìn)入濕地的污水經(jīng)過預(yù)處理、人工濕地、后處理3個階段后達(dá)標(biāo)排放至邛海。本文選取邛海濕地五期內(nèi)小河溝人工濕地作為評價對象，探究其濕地的生態(tài)功能及運行效果，評價其運行與管理的可持續(xù)性。

3.2 數(shù)據(jù)獲取

（1）選址適宜性數(shù)據(jù)。2017年4月初對邛海濕地五期小河溝人工濕地選址位置、地形坡度及土壤類型進(jìn)行實地勘察，年均溫度、年降雨量數(shù)據(jù)來源于涼山州氣象局官方網(wǎng)站。

（2）濕地構(gòu)建數(shù)據(jù)。2017年4月中旬對邛海濕地五期小河溝人工濕地進(jìn)行實地勘察，完成對濕地植物種類、種植密度、蓋度、基質(zhì)設(shè)計及填料設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)的收集。

（3）水質(zhì)凈化功能數(shù)據(jù)。2017年雨季與旱季，分別對邛海濕地五期小河溝人工濕地進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)包括COD、氨氮、總磷、總氮，并觀察記錄濕地植物生長狀況。

（4）經(jīng)濟社會效益數(shù)據(jù)。濕地的運行費用、旅游娛樂效益等數(shù)據(jù)收集自西昌市邛瀘風(fēng)景名勝區(qū)管理局官方網(wǎng)站數(shù)據(jù)。濕地保護(hù)意識數(shù)據(jù)通過設(shè)計生態(tài)環(huán)境保護(hù)調(diào)查問卷獲得（調(diào)查問卷共計發(fā)放250份，回收218份，回收率87.2%）。

3.3 邛海濕地人工濕地綜合評價結(jié)果

3.3.1 指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果 根據(jù)人工濕地綜合評價指標(biāo)體系各級指標(biāo)權(quán)重（表6），一級指標(biāo)中的選址適宜性和構(gòu)建在人工濕地綜合評價中具有主導(dǎo)作用，水質(zhì)凈化功能和經(jīng)濟社會效益的權(quán)重次之。在二級指標(biāo)中權(quán)重相對較高的是人工濕地的位置、植物設(shè)計、COD去除能力和運行管理費用。

3.3.2 小河溝人工濕地評價結(jié)果與分析 運用建立的生態(tài)可持續(xù)評價指標(biāo)體系對邛海濕地五期小河溝人工濕地進(jìn)行評價，評價結(jié)果顯示（表7），小河溝人工濕地整體的綜合評價值為7.38，處于“良”。由評價結(jié)果可知，在所有二級指標(biāo)中，水質(zhì)凈化功能中的COD去除率評價指標(biāo)最低，只有0.2，旱季與雨季的COD去除率均沒有達(dá)到《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2005-2010）水平表流型人工濕地污染物去除效率規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其他污染物去除效率良好，淤積淤泥較少。由于西昌市為亞熱帶季風(fēng)氣候，降雨分布不均勻，易形成“小氣候”現(xiàn)象，獨特的氣候特點對邛海濕地五期人工濕地的運行與管理、污水凈化能力及植物的生長狀況等具有重要影響，雨季污染物去除效率明顯低于旱季。

該人工濕地的植物設(shè)計、旅游娛樂效益的評價指數(shù)僅為0.3。邛海濕地植物共計61科250余種（彭徐等, 2011），人工濕地選用的適配植物多樣性指數(shù)較低，適配植物種類較少，植物生長易受到當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯挠绊?，植物有枯萎現(xiàn)象。小河溝人工濕地的經(jīng)濟社會效益主要體現(xiàn)在運行管理費用和濕地保護(hù)意識上，運行管理費用主要包括農(nóng)業(yè)垃圾、生活垃圾的處理和濕地人工管理維護(hù)費兩部分，運行管理費用的年增長率小于5%。由于該人工濕地的設(shè)計主要用于污水處理，娛樂效益處于較低水平，主要體現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境建設(shè)及美化環(huán)境方面。此外，通過人工濕地環(huán)境保護(hù)調(diào)查問卷結(jié)果顯示，游客的濕地保護(hù)意識較高。

4 結(jié)論

根據(jù)西昌邛海濕地五期人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點，建立人工濕地綜合評價指標(biāo)體系，從選址適宜性、構(gòu)建、水質(zhì)凈化功能和經(jīng)濟社會效益4個方面對邛海濕地五期小河溝人工濕地進(jìn)行評價。評價結(jié)果顯示，小河溝人工濕地的運行管理處于“良”，可持續(xù)性較好。邛海濕地五期人工濕地具有較好的水質(zhì)凈化功能，在選址及構(gòu)建上處于良好的水平,旱季水質(zhì)凈化功能較好。但受到當(dāng)?shù)貧夂蛱卣骷皾竦毓芾淼鹊挠绊懀昙疚廴疚飪艋瘦^低，明顯低于旱季。濕地的日常運行管理中應(yīng)加強污水的預(yù)處理和各級凈化池垃圾的打撈和雜草清理，加強邛海濕地的環(huán)境保護(hù)宣傳教育，提高居民的濕地生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識。