人工湿地是一种非常有价值的生态系统,人工湿地生态系可对污染进行长期高效的净化处理,实现水环境的生态修复。随着我国社会经济的高速发展,水生态环境也日趋恶化,水污染越来越严重,对水生态系统及供水安全造成一定威胁,所以有必要了解人工湿地的来水及自身的水质现状与变化趋势,为有关部门及时采取有效防护措施、做出科学的决策提供参考和依据,使人工湿地生态系统高效运转,以保障供水安全。本文以泾河平凉城区段人工湿地的水质为研究对象,运用物元分析法、模糊模式识别法、主成分分析法、综合水质标识指数法对泾河平凉城区段人工湿地进出口及中部断面进行水质评价,从而探究人工湿地的来水及自身水质现状;而后运用线性回归分析法进行水质趋势分析,达到了解人工湿地来水水质以及出水水质变化趋势的目的。最后结合上中下游的人工湿地底泥的营养盐分布特征,运用污染指数法对营养盐污染状况进行了评价,进而佐证人工湿地对水质的净化效果。具体研究成果如下:(1)运用物元分析法评价得,除个别受污样地外,其余各人工湿地的进口水质相对出口水质级别关联程度KJ由高等级向低等级变化,说明人工湿地对水质具有一定改善作用。该方法通过水质实测数据并结合地表水环境标准,确立不同时期各样点的各个指标对应的权重,并进行了标准化以易于比较,最终得出水质综合关联系数,达到便捷直观比较水质的目的。(2)通过运用模糊识别法评价得出各样点的水质特征值Hj。在同一块人工湿地内,从进口到出口的水质特征值Hj变化均为由大到小。其中,2016年汛期的火车站溢流堰湿地处理效果最好,水质特征值Hj从进口处的4.725下降到出口处的2.245;各时期水质特征值Hj在进出口的差值均在1.5以上。该方法通过隶属度充分利用数据,通过对评价河流监测样点不同指标的相对隶属度的判断,不仅能得出评价样点的水质类别,而且能反映出河流整体污染程度。(3)主成分分析法以打分的形式量化了各个监测样点的水质状况,得出各样点的综合污染得分排名。这直观地反映了监测样点的主要污染物的污染状况,其中污染最严重的为2016年的火车站堰前湿地进口样点,其综合得分最高,为6.390分,其主要污染物为CODMn、生化需氧量BOD和总磷TP。该分析法将复杂变量进行简化,消除各变量的重叠信息,获取影响水质的主要指标,从而直观地反映人工湿地的水质变化情况。(4)通过综合水质指数标识法得到的评价结果相对悲观,其中污染最严重的火车站堰前湿地进口样点被评价为劣五类水。但该评价方法的评价结果仍然通过综合水质指标的变化,总体上反映了除部分受污染人工湿地外,其余各片人工湿地、溢流堰的出水水质相对进水水质有所改善的结果。(5)四种评价方法均不同程度上量化反映了 2016年至2018年间,所监测的人工湿地出口水质优于进口水质的现象,且汛期时该现象比非汛期更明显,这说明所监测的泾河平凉城区段人工湿地对水质具有一定净化效果,且净化效果在汛期要好于非汛期。2016年至2018年间,除个别受污样点外,其余监测样点均达到Ⅲ级或以上的水质等级,符合该地区水质功能区的要求。综合各评价结果,得到污染程度最严重的为火车站堰前湿地进口样点和火车站堰前湿地中部样点。主要不达标污染物指标为高锰酸盐指数CODMn、生化需氧量BOD和总磷TP。(6)通过回归分析法,对上游、中游和下游各一代表性样点进行水质变化趋势分析,结果表明,进入人工湿地的水质总体上随时间推移而变得越来越好。除总氮和氨氮有一定波动外,各污染物在各年同期总体呈下降趋势,一定程度上说明进入上、中和下游人工湿地的水质逐年好转。水体污染指标中,总氮CODMn下降趋势较为显著;溶解氧上升趋势相对显著,说明水体富氧能力不断增强。(7)底泥营养盐在各个湿地内的有机污染指数、有机氮指数和磷污染指数均呈一定规律。其中,各个人工湿地有机污染指数和有机氮指数,其值均呈湿地出口处最高,中部次之,入口处最低的规律。磷污染指数呈湿地中部最高,出口处次之,入口处最低的规律。各采样位置底泥有机指数范围为0.02-0.10,平均为0.05,属于轻度有机污染范畴;底泥有机氮指数为0.041%-0.104%,平均为0.074%,表明其有机氮污染属于中度污染,总体表现为中度污染。底泥总磷的污染指数为0.365-0.650,平均为0.512,属轻度污染状态。