大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)估研究

周宇航

(遼寧省觀音閣水庫管理局有限責(zé)任公司，遼寧 本溪 117199)

大伙房水源保護(hù)區(qū)位于遼寧東部偏北區(qū)域，撫順市渾河上游，覆蓋了撫順市三縣一區(qū)，水源保護(hù)區(qū)面積5497.73km2[1]。其中，一、二級(jí)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)面積分別為109.8、255.06、5132.87km2。結(jié)合近幾年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，大伙房水庫水質(zhì)基本保持在Ⅱ類水質(zhì)，二級(jí)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)水質(zhì)基本保持在Ⅲ類水質(zhì)，均達(dá)到了大伙房水庫、二級(jí)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)的水質(zhì)要求。經(jīng)過多年的保護(hù)與治理，水質(zhì)狀況良好，但是水庫所在河流支流較多，匯水范圍內(nèi)由于歷史性問題，水庫還是存在著環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)與隱患，如農(nóng)業(yè)面源污染，大量的農(nóng)田與農(nóng)村生活污水，導(dǎo)致水質(zhì)總氮一直處于超標(biāo)的狀態(tài)；附近生活污水由于管網(wǎng)的不完善，污水外排，治理不到位；保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)存在著污染源，包括采礦企業(yè)、玻璃廠等，長期未得到解決，一直導(dǎo)致水生態(tài)遭到破壞，水源涵養(yǎng)功能不足。為了更好地掌握水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全狀況，通過對(duì)指標(biāo)的調(diào)查監(jiān)測，開展大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)估，為有效保護(hù)水源保護(hù)區(qū)及為城市提供安全水源提供依據(jù)。

1 評(píng)估指標(biāo)體系的建立

結(jié)合大伙房水源保護(hù)區(qū)的特點(diǎn)與實(shí)際，從社會(huì)、生態(tài)、服務(wù)及管理等方面，選取能夠反映生態(tài)安全狀況的關(guān)鍵性指標(biāo)，以此構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系[2- 8]。本次生態(tài)安全評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建主要涵蓋總目標(biāo)層、分目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及指標(biāo)層共4個(gè)方面組成，其中分目標(biāo)層包括4個(gè)方面，準(zhǔn)則層包括18個(gè)方面，指標(biāo)層包括44個(gè)指標(biāo)。如圖1所示。

2 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與方法

2.1 各指標(biāo)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

由于生態(tài)安全評(píng)估涉及的指標(biāo)較多，每項(xiàng)指標(biāo)對(duì)評(píng)估結(jié)果都一定影響，設(shè)定的指標(biāo)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)就至關(guān)重要，首先考慮現(xiàn)已經(jīng)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)、批復(fù)等，其次考慮開展過水源保護(hù)區(qū)的相關(guān)研究成果、相關(guān)規(guī)劃等；最后考慮開展的相關(guān)試驗(yàn)、監(jiān)測數(shù)據(jù)及專家咨詢等[9- 14]。綜上經(jīng)反復(fù)優(yōu)化，從而確定評(píng)估各指標(biāo)層指標(biāo)的參照標(biāo)準(zhǔn)，詳見表1。

2.2 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)對(duì)大伙房水源保護(hù)區(qū)的調(diào)查，并結(jié)合特點(diǎn)與實(shí)際狀況，將生態(tài)安全分級(jí)劃為5級(jí)，具體詳見表2。

2.3 數(shù)據(jù)的預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化

建立的指標(biāo)一些是數(shù)據(jù)值越大越好，一些事數(shù)據(jù)值越小越好，因此需要對(duì)指標(biāo)層的指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理[15- 16]。具體如下：

正向型指標(biāo)：

Rij=xij/sij

(1)

負(fù)向型指標(biāo)：

rij=sij/xij

(2)

式中，xij—i指標(biāo)在采樣點(diǎn)j的實(shí)測值；sij—指標(biāo)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)；rij—評(píng)價(jià)指標(biāo)的無量綱化值，需滿足0≤rij≤1，當(dāng)大于1時(shí)取1。

表1 各指標(biāo)層指標(biāo)的參照標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)定依據(jù) 單位：萬m3

對(duì)于指標(biāo)具有閾值的，當(dāng)在閾值以內(nèi)的，以閾值作為標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)在閾值以外的，按照0處理。各指標(biāo)層指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果見表3。

表2 生態(tài)安全指數(shù)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

表3 各指標(biāo)層指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

(續(xù)表)

2.4 權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重的確定關(guān)系到評(píng)估結(jié)果是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵，從指標(biāo)的重要性程度與評(píng)估對(duì)象特點(diǎn)，采用AHP方法與專家咨詢，并經(jīng)反復(fù)優(yōu)化調(diào)整，最終確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重賦值。指標(biāo)層權(quán)重賦值結(jié)果見表4。

表4 各指標(biāo)層指標(biāo)權(quán)重賦值

2.5 評(píng)估方法

水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全受多種因素影響，因此采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)估計(jì)算公式如下：

(3)

式中，ri—各指標(biāo)賦分；wi—各指標(biāo)權(quán)重；m—評(píng)估水庫生態(tài)安全總賦分。

3 評(píng)估結(jié)果及分析

3.1 評(píng)估結(jié)果

采用生態(tài)安全評(píng)估體系，計(jì)算完成大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)估。大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全綜合得分80.5分，為Ⅰ級(jí)，安全狀態(tài)，其中社會(huì)經(jīng)濟(jì)得分10.3分，水生態(tài)健康得分36.7分，生態(tài)服務(wù)功能得分22.8分，調(diào)控管理得分10.7分。各指標(biāo)層、方案層指標(biāo)的重要性分值判定結(jié)果分別見表5—6。

3.2 存在問題診斷分析

根據(jù)評(píng)估結(jié)果可知，大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全存在的主要問題來自社會(huì)經(jīng)濟(jì)與水生態(tài)健康。

水源保護(hù)區(qū)內(nèi)主要以畜牧業(yè)及種植業(yè)為主，養(yǎng)殖場廢污水及廢棄物處理率較低，導(dǎo)致污染物通過

表5 各指標(biāo)層指標(biāo)的重要性分值判定結(jié)果

表6 方案層指標(biāo)的重要性分值判定結(jié)果

土壤匯入水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致水質(zhì)部分指標(biāo)不達(dá)標(biāo)或者降低；另外區(qū)域內(nèi)主要以采礦、玻璃廠等企業(yè)為主，近幾年隨著河長制的實(shí)施和環(huán)保的治理，廢污水基本全部回用，但是由于采礦對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞，導(dǎo)致水土流失加重，從而致使保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)狀況降低；最后，保護(hù)區(qū)內(nèi)存在著大量旅游業(yè)，從而也進(jìn)一步增加了社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響。

水生態(tài)健康方面，根據(jù)評(píng)估結(jié)果顯示，水質(zhì)透明度、總磷、總氮、沉積物總氮及水生物多樣性指數(shù)等指標(biāo)的賦分值較低，主要是由于水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)水體的富營養(yǎng)化所導(dǎo)致。原因主要來自農(nóng)業(yè)耕地的面源污染和農(nóng)村生活的點(diǎn)源污染，大量化肥和生活污水隨著降水通過土壤入滲匯入到水源保護(hù)區(qū)，最終導(dǎo)致總磷、總氮超標(biāo)。

4 結(jié)論

通過大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)估研究，評(píng)估結(jié)果與實(shí)際基本相符合，為此文中所構(gòu)建的評(píng)估指標(biāo)、選取的評(píng)估方法、確定的指標(biāo)權(quán)重是合理可行的，能夠指導(dǎo)大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)估的工作。雖然建立的指標(biāo)體系能夠較好地反映生態(tài)安全評(píng)估狀況，但是文中建立的指標(biāo)較多，共44項(xiàng)，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用過于繁瑣，不易在短時(shí)間內(nèi)掌握水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全狀況，操作性上存在著一定不便，需要對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行再次優(yōu)化與精簡，挑選出能夠反映生態(tài)安全的預(yù)警性、敏感性的核心指標(biāo)。這些工作還需要開展大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，才能為管理人員評(píng)估大伙房水源保護(hù)區(qū)生態(tài)安全狀況提供更為簡潔、更為便利的一套評(píng)估體系。