蔣紅艷 向昌國

摘 要：隨著旅游業(yè)的快速發(fā)展，水環(huán)境問題日趨凸顯。為深入了解黃龍洞景區(qū)水環(huán)境問題，借助黃龍洞景區(qū)2014—2018年的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)并結(jié)合實(shí)際污染特征，選取氨氮、總氮、總磷和大腸菌群4個(gè)評價(jià)參數(shù)，運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法對其地表水水質(zhì)進(jìn)行了綜合評價(jià)。結(jié)果表明：（1）總氮和總磷是影響黃龍洞景區(qū)水質(zhì)的主要污染因子，其中總氮污染是黃龍洞景區(qū)水環(huán)境保護(hù)治理的重點(diǎn);（2）5年間，黃龍洞景區(qū)水質(zhì)從Ⅱ類向V類逐級過渡，豐水期受污染程度明顯高于平水期和枯水期，水質(zhì)污染嚴(yán)重;（3）黃龍洞景區(qū)水質(zhì)的變化與上游轉(zhuǎn)嫁污染、旅游規(guī)模擴(kuò)大和農(nóng)業(yè)面源污染存在密切關(guān)系。

關(guān)鍵詞：模糊綜合評價(jià);水質(zhì)評價(jià);黃龍洞景區(qū);武陵源風(fēng)景名勝區(qū)

中圖分類號 X55;X824 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2021）02-0138-03

Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation Method to Water Quality Evaluation of Huanglongdong Scenic Spot

JIANG Hongyan et al.

（College of Tourism and Management Engineering， Jishou University， Zhangjiajie 427000， China）

Abstract： With the rapid development of tourism， water environment problems have become increasingly prominent. In order to deeply understand the water environment problems in Huanglongdong Scenic Spot， this paper selected four evaluation parameters of ammonia nitrogen， total nitrogen， total phosphorus and fecal coliform based on the water quality monitoring data of Huanglongdong Scenic Spot from 2014 to 2018 and combined with the actual pollution characteristics， and used to comprehensively evaluate the surface water quality using fuzzy comprehensive evaluation method. The results showed that： （1） Total nitrogen and total phosphorus were the main pollution factors affecting the water quality in Huanglongdong Scenic Spot， and total nitrogen pollution would be the focus of water environment protection and treatment in Huanglongdong Scenic Spot in the future; （2） During the five years， the water quality of Huanglongdong Scenic Spot gradually transited from Class II to Class V， and the pollution level in the wet season was significantly higher than that in the normal season and the dry season， with serious water pollution; （3） The water quality change in Huanglongdong Scenic Spot is closely related to the upstream transferred pollution， the expansion of tourism scale and agricultural non-point source pollution.

Key words： Fuzzy comprehensive evaluation method; Water quality evaluation; Huanglongdong Scenic Spot; Wulingyuan Scenic Spot

地表水是水資源的重要組成部分，是人類生活用水的主要來源，地表水水質(zhì)的好壞將直接影響供水區(qū)的用水安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。目前，地表水水質(zhì)評價(jià)方法主要有灰色聚類分析、單因子指數(shù)方法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和模糊綜合評價(jià)法等，其中模糊綜合評價(jià)法能夠客觀反映水質(zhì)的實(shí)際狀況，解決水質(zhì)綜合評價(jià)中的污染程度、水質(zhì)類別等客觀存在的模糊概念和模糊現(xiàn)象，已成為水質(zhì)綜合評價(jià)的常見方法，是定量研究水質(zhì)的有效手段[2]。

黃龍洞景區(qū)位于張家界市武陵源風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)，為中亞熱帶山地型季風(fēng)濕潤氣候，區(qū)內(nèi)主要水系為索溪河（屬澧水二級支流），多年平均徑流量9113.9萬m3，平均流量2.89m3/s，枯水期流量0.3m3/s[3]。黃龍洞景區(qū)以其獨(dú)特的溶洞奇觀名震全球，吸引了大量游客前來觀光，旅游業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)也給其水環(huán)境帶來了巨大壓力。

目前，學(xué)者們對黃龍洞景區(qū)的研究主要集中在可持續(xù)發(fā)展、客流波動(dòng)特征、生態(tài)旅游開發(fā)與保護(hù)和旅游地生命周期等方面，而對地表水水質(zhì)的研究還尚未見報(bào)道，但這一問題卻是黃龍洞景區(qū)環(huán)境保護(hù)急需解決的關(guān)鍵問題之一。為此，本研究基于黃龍洞景區(qū)2014—2018年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用模糊綜合評價(jià)法對其地表水水質(zhì)進(jìn)行分析評價(jià)，以期為黃龍洞景區(qū)水環(huán)境保護(hù)和未來洞穴旅游的合理開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 水質(zhì)數(shù)據(jù)來源于張家界環(huán)境監(jiān)測中心站。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002），結(jié)合武陵源風(fēng)景名勝區(qū)實(shí)際污染特征，選取氨氮、總氮、總磷和大腸菌群4個(gè)對黃龍洞景區(qū)水質(zhì)影響較大及反映水質(zhì)狀況的指標(biāo)作為評價(jià)因子，對黃龍洞景區(qū)2014—2018年枯水期（1月和12月）、豐水期（5月和6月）、平水期（3月和10月）、年均值水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)分析（見表1）。

1.2 模糊綜合評價(jià)法[4] 模糊綜合評價(jià)即運(yùn)用模糊變換原理，利用最大隸屬度原則，通過因子隸屬度集和權(quán)重集，建立模糊綜合評價(jià)模型，進(jìn)行水質(zhì)模糊綜合評價(jià)和水質(zhì)級數(shù)計(jì)算，最終獲得對事物的綜合評價(jià)。其基本模型為：

Y = W × R = [W1，W2，…，Wn] × [r11? ?r12? ?r13? ?r14? ?r15r21? ?r22? ?r23? ?r24? ?r25…? ?…? ?…? ?…? ?…r51? ?r52? ?r53? ?r54? ?r55]

式中，W為權(quán)重值矩陣，R為污染因子隸屬于不同水質(zhì)級別的隸屬度矩陣。r為隸屬函數(shù);rij表示i種污染因子被評為第j級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的可能性，即對j的隸屬度;i為某污染因子;n為指標(biāo)個(gè)數(shù);m為標(biāo)準(zhǔn)級數(shù)。

水質(zhì)級數(shù)計(jì)算公式為：

F=Y·S

式中：Y為模糊綜合評判結(jié)果矩陣;S為地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)級別向量;ST=（1，2，3，4，5），這里的“T”表示矩陣的轉(zhuǎn)置。

2 結(jié)果與分析

2.1 影響水質(zhì)的4個(gè)因子權(quán)重值 計(jì)算各污染因子的權(quán)重值并歸一化處理，結(jié)果如表2所示。由表2可知，2014—2018年總氮和總磷所占權(quán)重均較大，其最大值分別達(dá)0.733、0.559，說明，總氮和總磷是影響黃龍洞景區(qū)水質(zhì)的主要污染因子。并且總氮和總磷含量隨期度變化波動(dòng)較為明顯，豐水期輸入水體的氮、磷負(fù)荷明顯多于平水期和枯水期。氮、磷是水體發(fā)生富營養(yǎng)化的主導(dǎo)因子，且導(dǎo)致綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)上升，氮、磷含量的增加，加上適宜的溫度和光照，促使浮游植物快速生長，從而對景區(qū)水體透明度及其感官性產(chǎn)生了重大影響[5]。

2.2 水質(zhì)模糊綜合評價(jià)結(jié)果 由模糊綜合評價(jià)結(jié)果可知（見表3），黃龍洞景區(qū)水質(zhì)變化顯著。以年際劃分，黃龍洞景區(qū)水質(zhì)質(zhì)量除2014年是Ⅰ類水質(zhì)外，其余幾年均為V類水質(zhì)，5年間黃龍洞景區(qū)水質(zhì)從Ⅰ類向Ⅴ類逐級過渡，水質(zhì)下滑趨勢顯著，總體表現(xiàn)為：2018年>2016年>2017年>2015年>2014年，2017年水質(zhì)受污染程度有所減弱，但并不明顯。從期度劃分，黃龍洞景區(qū)水質(zhì)質(zhì)量2014年枯水期為Ⅱ類，豐水期為Ⅲ類，平水期為Ⅱ類，2015年枯水期為Ⅲ類，平水期為Ⅳ類，其他均為Ⅴ類，總體表現(xiàn)為：豐水期（19.022）>平水期（17.886）>枯水期（17.351），豐水期受污染程度明顯高于平水期和枯水期。

通過以上評價(jià)結(jié)果可以看出，黃龍洞景區(qū)2014—2018年水質(zhì)從輕度污染向嚴(yán)重污染逐級過渡，水質(zhì)明顯惡化;黃龍洞景區(qū)水質(zhì)惡化的決定性因素是總氮和總磷。這種狀況主要可能是由以下幾個(gè)原因造成的：（1）黃龍洞景區(qū)位于索溪河的下游，上游連片旅游景區(qū)產(chǎn)生的污染物被輸送到下游直至黃龍洞景區(qū)，尤其在豐水期時(shí)，更多的污染物被輸送至此，影響了黃龍洞景區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量[6]。（2）由于黃龍洞景區(qū)旅游業(yè)的迅速發(fā)展，游客數(shù)量的激增，導(dǎo)致與旅游配套的景觀、餐飲、客房和游客廢水等（主要是氮、磷化合物）生活污染源排放量增加，對水體造成了很大的壓力[7]。（3）黃龍洞生態(tài)廣場占地面積9.2hm2，其中周邊共有農(nóng)田超過面積2hm2，常年栽種水稻、油菜等農(nóng)作物和養(yǎng)殖觀賞性魚類、水鴨等物種，從而產(chǎn)生了養(yǎng)殖污染負(fù)荷，加速了水質(zhì)惡化。

3 結(jié)論與討論

通過模糊綜合分析可以看出，2014—2018年黃龍洞景區(qū)常年受總氮、總磷污染，總氮和總磷是影響黃龍洞景區(qū)水質(zhì)的主要污染因子，其中總氮污染最為嚴(yán)重。黃龍洞景區(qū)水質(zhì)年際變化趨勢：2018年>2016年>2017年>2015年>2014年;水質(zhì)期度變化趨勢：豐水期>平水期>枯水期，5年間水質(zhì)下滑趨勢顯著，豐水期受污染程度明顯高于平水期和枯水期。因此，今后黃龍洞景區(qū)應(yīng)加強(qiáng)對總氮和總磷的控制，其中總氮控制是黃龍洞景區(qū)水環(huán)境保護(hù)治理的重點(diǎn)。

應(yīng)用模糊評價(jià)法對水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，體現(xiàn)了水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)界限的模糊性，可以更加全面、合理地反映出多因子控制下水質(zhì)污染程度的真實(shí)狀況，同時(shí)還可以確定主要污染物和主要污染類型，評價(jià)過程具有較好的可行性，評價(jià)結(jié)果具有較高的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）