大伙房水源保护区生态安全评估研究

周宇航

(辽宁省观音阁水库管理局有限责任公司，辽宁 本溪 117199)

大伙房水源保护区位于辽宁东部偏北区域，抚顺市浑河上游，覆盖了抚顺市三县一区，水源保护区面积5497.73km2[1]。其中，一、二级及准保护区面积分别为109.8、255.06、5132.87km2。结合近几年的监测数据，大伙房水库水质基本保持在Ⅱ类水质，二级及准保护区水质基本保持在Ⅲ类水质，均达到了大伙房水库、二级及准保护区的水质要求。经过多年的保护与治理，水质状况良好，但是水库所在河流支流较多，汇水范围内由于历史性问题，水库还是存在着环境污染的风险与隐患，如农业面源污染，大量的农田与农村生活污水，导致水质总氮一直处于超标的状态；附近生活污水由于管网的不完善，污水外排，治理不到位；保护区范围内存在着污染源，包括采矿企业、玻璃厂等，长期未得到解决，一直导致水生态遭到破坏，水源涵养功能不足。为了更好地掌握水源保护区生态安全状况，通过对指标的调查监测，开展大伙房水源保护区生态安全评估，为有效保护水源保护区及为城市提供安全水源提供依据。

1 评估指标体系的建立

结合大伙房水源保护区的特点与实际，从社会、生态、服务及管理等方面，选取能够反映生态安全状况的关键性指标，以此构建评估指标体系[2- 8]。本次生态安全评估指标体系的构建主要涵盖总目标层、分目标层、准则层及指标层共4个方面组成，其中分目标层包括4个方面，准则层包括18个方面，指标层包括44个指标。如图1所示。

2 评估标准与方法

2.1 各指标评估标准

由于生态安全评估涉及的指标较多，每项指标对评估结果都一定影响，设定的指标评估标准就至关重要，首先考虑现已经实施标准、批复等，其次考虑开展过水源保护区的相关研究成果、相关规划等；最后考虑开展的相关试验、监测数据及专家咨询等[9- 14]。综上经反复优化，从而确定评估各指标层指标的参照标准，详见表1。

2.2 分级标准

根据对大伙房水源保护区的调查，并结合特点与实际状况，将生态安全分级划为5级，具体详见表2。

2.3 数据的预处理和标准化

建立的指标一些是数据值越大越好，一些事数据值越小越好，因此需要对指标层的指标进行无量纲化处理[15- 16]。具体如下：

正向型指标：

Rij=xij/sij

(1)

负向型指标：

rij=sij/xij

(2)

式中，xij—i指标在采样点j的实测值；sij—指标的评估标准；rij—评价指标的无量纲化值，需满足0≤rij≤1，当大于1时取1。

表1 各指标层指标的参照标准及设定依据 单位：万m3

对于指标具有阈值的，当在阈值以内的，以阈值作为标准值进行转换，当在阈值以外的，按照0处理。各指标层指标数据标准化结果见表3。

表2 生态安全指数等级划分标准

表3 各指标层指标数据标准化结果

(续表)

2.4 权重的确定

指标权重的确定关系到评估结果是否准确的关键，从指标的重要性程度与评估对象特点，采用AHP方法与专家咨询，并经反复优化调整，最终确定各项指标的权重赋值。指标层权重赋值结果见表4。

表4 各指标层指标权重赋值

2.5 评估方法

水源保护区生态安全受多种因素影响，因此采用多指标综合评价法对生态安全状况进行评价。评估计算公式如下：

(3)

式中，ri—各指标赋分；wi—各指标权重；m—评估水库生态安全总赋分。

3 评估结果及分析

3.1 评估结果

采用生态安全评估体系，计算完成大伙房水源保护区生态安全评估。大伙房水源保护区生态安全综合得分80.5分，为Ⅰ级，安全状态，其中社会经济得分10.3分，水生态健康得分36.7分，生态服务功能得分22.8分，调控管理得分10.7分。各指标层、方案层指标的重要性分值判定结果分别见表5—6。

3.2 存在问题诊断分析

根据评估结果可知，大伙房水源保护区生态安全存在的主要问题来自社会经济与水生态健康。

水源保护区内主要以畜牧业及种植业为主，养殖场废污水及废弃物处理率较低，导致污染物通过

表5 各指标层指标的重要性分值判定结果

表6 方案层指标的重要性分值判定结果

土壤汇入水源保护区内，导致水质部分指标不达标或者降低；另外区域内主要以采矿、玻璃厂等企业为主，近几年随着河长制的实施和环保的治理，废污水基本全部回用，但是由于采矿对生态系统的破坏，导致水土流失加重，从而致使保护区生态系统状况降低；最后，保护区内存在着大量旅游业，从而也进一步增加了社会经济指标的影响。

水生态健康方面，根据评估结果显示，水质透明度、总磷、总氮、沉积物总氮及水生物多样性指数等指标的赋分值较低，主要是由于水源保护区范围内水体的富营养化所导致。原因主要来自农业耕地的面源污染和农村生活的点源污染，大量化肥和生活污水随着降水通过土壤入渗汇入到水源保护区，最终导致总磷、总氮超标。

4 结论

通过大伙房水源保护区生态安全评估研究，评估结果与实际基本相符合，为此文中所构建的评估指标、选取的评估方法、确定的指标权重是合理可行的，能够指导大伙房水源保护区生态安全评估的工作。虽然建立的指标体系能够较好地反映生态安全评估状况，但是文中建立的指标较多，共44项，对于实际应用过于繁琐，不易在短时间内掌握水源保护区生态安全状况，操作性上存在着一定不便，需要对上述指标进行再次优化与精简，挑选出能够反映生态安全的预警性、敏感性的核心指标。这些工作还需要开展大量的实验验证，才能为管理人员评估大伙房水源保护区生态安全状况提供更为简洁、更为便利的一套评估体系。