濠河健康評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及應(yīng)用

唐永梅，曹錫軍，張英明，崔延松，高 柱

（1.中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)總公司，100125，北京；2.江蘇省南通市江海測繪院有限公司，226000，南通；3.南通大學(xué)，226019，南通）

水生態(tài)文明論壇

濠河健康評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及應(yīng)用

唐永梅1，曹錫軍2，張英明2，崔延松3，高 柱3

（1.中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)總公司，100125，北京；2.江蘇省南通市江海測繪院有限公司，226000，南通；3.南通大學(xué)，226019，南通）

構(gòu)建了具有自然形態(tài)、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)3類一級指標(biāo)及14個(gè)二級指標(biāo)的南通濠河健康評價(jià)指標(biāo)體系，通過查閱文獻(xiàn)和專家咨詢建立了單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而采用層次分析法和綜合指數(shù)評價(jià)法對濠河總體健康狀況進(jìn)行定量評價(jià)，結(jié)果表明濠河處于亞健康狀態(tài)，提出引江沖污、截污減排、生態(tài)修復(fù)和環(huán)保疏浚等水生態(tài)改善措施以提升濠河的健康水平。

河流健康；評價(jià)體系；濠河

一、濠河健康評價(jià)背景

南通是長江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)最具活力的城市之一，但經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來了較大壓力。濠河位于南通城市中心，由于主要通過通呂運(yùn)河從長江引水沖污，補(bǔ)水線路長，水量持續(xù)性弱，環(huán)形滯污，致使水質(zhì)長年徘徊在Ⅲ類與Ⅳ類水之間，生態(tài)和景觀效應(yīng)不同程度地下降。南通市政府提出修復(fù)濠河生態(tài)的民生計(jì)劃，濠河健康評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建提上議事日程。

二、濠河健康評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

1.濠河概況

濠河是國內(nèi)僅存的4條古護(hù)城河之一，全長14.96 km，水域面積 64.53 hm2，最寬處達(dá)215 m，最窄處為10余m，整個(gè)水系曲折迂回，呈“8”字形（或稱“倒葫蘆”，見圖 1）。 總體而言，濠河河岸植被緩沖帶較寬，岸坡穩(wěn)定，河岸帶植被及河內(nèi)水生植物維護(hù)較好。除少部分來自降雨徑流和納潮引水外，濠河補(bǔ)給水源主要依靠長江—通呂運(yùn)河引水，北土山泵站位于濠河地勢最高的北端，補(bǔ)水提升后通過明渠輸水在新樂橋匯入濠河，泵站流量6 m3/s，每天24 h不間斷補(bǔ)水。

濠河正常水深控制在2.75 m（正常水位為4.5 m），正常水位下蓄水量1.38×106m3，排水有 5 條通道：①經(jīng)由新西被閘、任港河，通過任港閘站排水入江；②經(jīng)青年路涵洞、姚港河，由姚港閘站排水入江；③經(jīng)棉機(jī)河涵閘、棉機(jī)河、城南澗河、西山北河入海港引河，經(jīng)由小姚港涵閘排水入江；④經(jīng)灰堆壩閘、南川河入海港引河，經(jīng)由小姚港涵閘排水入江；⑤經(jīng)文峰壩閘、八窯河、通甲河入海港引河，經(jīng)由小姚港涵閘排水入江。濠河地勢低平、水流緩慢，具有明顯湖泊水力特征，因此在評判濠河健康指標(biāo)時(shí)，湖泊類似指標(biāo)判別標(biāo)準(zhǔn)可以參考使用。

2.數(shù)據(jù)來源

評價(jià)數(shù)據(jù)來源：現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查、文獻(xiàn)查閱、各級政府和各類科研院所提供的研究報(bào)告、專家咨詢及問卷調(diào)查?？紤]水文、水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)以及濠河現(xiàn)場情況，確定5個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)，分別是 HH1（青年路）、HH2（濠西書苑）、HH3（金鰲坊）、HH4（濠東綠苑）和HH5（香格里拉餐館）。2013年12月 17—19日、2014年 4月 21—23日開展了2次河流健康現(xiàn)場調(diào)查，內(nèi)容主要包括：①監(jiān)測4項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，包括水體pH值、溶解氧、透明度、水溫；②9項(xiàng)底泥采樣指標(biāo)，包括總氮（TN）、總磷（TP）、有機(jī)質(zhì)（OM）以及鉻 Cr、銅Cu、鉛 Pb、鎘 Cd、鎳 Ni、鋅 Zn；③河道岸坡及生境情況調(diào)查，記錄河道橫岸坡、生境條件等形態(tài)特征，調(diào)查分析浮游植物、附著硅藻、底棲動(dòng)物的分布結(jié)構(gòu)、生物量以及多樣性等生態(tài)特征。

圖1 濠河地理位置、水利工程節(jié)制系統(tǒng)及采樣點(diǎn)說明（圖中○代表采樣點(diǎn)，編號HH1－HH5）

3.濠河健康評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)濠河的特點(diǎn)，建立由目標(biāo)層（A）、準(zhǔn)則層（B）、指標(biāo)層（C）構(gòu)成的河流健康評價(jià)體系，如表 1 中（1）—（3）列所示。目標(biāo)層為“河流健康評價(jià)”，是對河流健康評價(jià)指標(biāo)體系的高度概括，反映濠河健康狀況的總體水平。準(zhǔn)則層是影響河流健康的因素，從不同方面反映河流健康狀況的屬性和水平，包括河流的自然形態(tài)、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)3大方面。指標(biāo)層是對準(zhǔn)則層的具體分述，在準(zhǔn)則層下選擇若干指標(biāo)組成，本研究選取14個(gè)直接反映河流健康狀況的指標(biāo)。

三、濠河健康評價(jià)結(jié)果及健康水平提升措施

1.單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評價(jià)結(jié)果

由于河流健康無法采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因而濠河各健康評價(jià)指標(biāo)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用文獻(xiàn)資料查詢和專家咨詢的方式確定。指標(biāo)評價(jià)分值采用百分制，評價(jià)結(jié)果見表1中第（6）列，評價(jià)依據(jù)隨后逐項(xiàng)說明。健康等級劃分：Ⅰ級[85，100]、Ⅱ級[70，85）、Ⅲ級[40，70）、Ⅳ級[0，40），分別對應(yīng)優(yōu)、良、中和差4個(gè)級別，Ⅰ級為健康，Ⅱ級和Ⅲ級為亞健康，Ⅳ級為不健康。

岸坡穩(wěn)定性（C11）：河岸穩(wěn)定與否直接影響河流生物棲息地狀況以及河流系統(tǒng)功能發(fā)揮。參考美國RBP生境調(diào)查方法中河岸穩(wěn)定性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，濠河為硬質(zhì)岸坡，間有木樁土質(zhì)生態(tài)岸坡，岸坡穩(wěn)定性評價(jià)值為98。

岸坡植被完整性（C12）：表征河岸水陸交錯(cuò)帶的植被結(jié)構(gòu)完整狀況。河流兩岸會形成一定寬度的植物群落組成的植被帶，在保護(hù)河岸穩(wěn)定、維持生物棲息地、緩沖污染輸入、調(diào)節(jié)小氣候和景觀觀賞等方面起著重要作用。濠河兩岸有茭草、蘆葦、鳶尾等植物，岸坡植被完整性好，參考RCE的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，濠河該項(xiàng)評價(jià)值為96。

河流流動(dòng)性（C13）：河流的流量、流速作為重要的水文參數(shù)，不僅是受人類活動(dòng)影響最突出的指標(biāo)之一，也是河流生境的重要影響因子?，F(xiàn)場調(diào)查河道水流流態(tài)和流速變化情況。參考美國RBP生境調(diào)查方法中流量和流速標(biāo)準(zhǔn)，濠河流速緩慢，河道形態(tài)變化小，河流流動(dòng)性評價(jià)值為55。

生態(tài)需水保證率（C21）：河流生態(tài)需水量是指維持河流水系生態(tài)系統(tǒng)平衡所需的最小水量，河流生態(tài)需水保證率是從水量的角度反映河流水文特征，為河流生物提供棲息地環(huán)境，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)鹽的輸送和水體自凈功能，是維持河流生態(tài)健康的基本生境條件。參考報(bào)告《中小河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)研究及應(yīng)用》中有關(guān)南通地區(qū)生態(tài)需水保證率的分析結(jié)果，濠河生態(tài)需水保證率評價(jià)值為78。

水質(zhì)類別（C22）：以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)（城市集中飲用水水源地標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)為最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)，因濠河水質(zhì)常年徘徊在Ⅲ類與Ⅳ類水之間，水質(zhì)類別評價(jià)值為60。

底泥污染指數(shù)（C23）：底泥污染物現(xiàn)場勘察結(jié)果表明，濠河的底泥污染主要以有機(jī)物和氮磷的污染為主（以太湖50 cm以下底泥營養(yǎng)物為背景值），重金屬Zn存在超過三級標(biāo)準(zhǔn)的情況，污染程度評價(jià)參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，將土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)（二級標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、維護(hù)人體健康的土壤限制值），底泥污染指數(shù)評價(jià)值為60。

表1 濠河健康評估指標(biāo)體系及評價(jià)

底棲動(dòng)物多樣性（C24）：采用底棲大型無脊椎動(dòng)物多樣性來表示，該指標(biāo)不僅可以反映生物群落結(jié)構(gòu)的健康，而且可以反映生物棲息地、物質(zhì)資料供給的滿足情況。群落多樣性指數(shù)值在 0～1.0為重度污染，1.0～2.0為中度污染，2.0～3.0為輕度污染，濠河共定量檢出底棲動(dòng)物15種，群落多樣性指數(shù)為0.954，處于重度污染，評價(jià)值為50。

浮游植物豐富度（C25）：采用Margalef豐富度指數(shù)反映浮游植物物種組成的均勻程度，表明浮游植物群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境影響的關(guān)系。Margalef豐富度指數(shù)值在0～1為水質(zhì)重度污染，1～3為中度污染，＞3為輕度污染或無污染，濠河共定量檢出浮游植物5門18屬22種，Margalef豐富度指數(shù)為 0.899，處于重度污染，因此評價(jià)值為50。

著生硅藻豐度指數(shù)（C26）：著生生物主要以著生硅藻生物結(jié)構(gòu)組成與分布反映河流生態(tài)健康狀況。共定量檢出著生硅藻24屬73種，其中傾向于生活在污水中的藻類豐度占優(yōu)，表明水體受到污染，評價(jià)值為60。

防洪工程達(dá)標(biāo)率（C31）：指河流防洪能力的達(dá)標(biāo)程度，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可用濠河實(shí)際的防洪標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201—2014）相比較。根據(jù)南通市政府網(wǎng)站有關(guān)防洪減災(zāi)工程體系建設(shè)的公開信息：2015年流域防洪、區(qū)域和城市防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率達(dá)到85%，因此濠河防洪工程達(dá)標(biāo)率評價(jià)值可取為85。

萬元 GDP 用水量（C32）：2020 年全面建成小康社會的水利發(fā)展目標(biāo)提到，萬元GDP用水量要下降到200 m3或以下。參考《2015年江蘇省水資源公報(bào)》數(shù)據(jù)，蘇中地區(qū)萬元GDP用水量為73.6 m3，因此濠河該項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)，評價(jià)值為90。

公眾滿意度（C33）：河流景觀旨在服務(wù)于公眾，良好的河流及河岸帶景觀具有觀賞、休閑、娛樂等服務(wù)功能。指標(biāo)值采用公眾參與調(diào)查統(tǒng)計(jì)的方式進(jìn)行。對濠河所在地區(qū)的公眾，當(dāng)?shù)卣?、水利、環(huán)保等相關(guān)部門發(fā)放調(diào)查表，然后對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以確定公眾對河流的滿意程度。濠河該項(xiàng)指標(biāo)問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)分值為75。

功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率（C34）：河流不同河段不同作用被分成不同水功能區(qū)，因此水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率可以反映河流對飲用水水源地、漁業(yè)養(yǎng)殖、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、景觀娛樂等供水功能水質(zhì)滿足情況。濠河該項(xiàng)指標(biāo)得分為70。

綜合供水保證率（C35）：指河流水量對供水功能的滿足程度。濠河該項(xiàng)指標(biāo)得分為78。

2.濠河綜合健康狀況評價(jià)

采用層次分析法（analytic hierarchy process,AHP）和綜合指數(shù)評價(jià)法對濠河的健康狀況進(jìn)行綜合評價(jià)。層次分析法用于確定各評價(jià)指標(biāo)在確定最終評價(jià)結(jié)論（目標(biāo)層A）時(shí)所占的權(quán)重，求解的途徑是通過文獻(xiàn)查閱和專家咨詢確定相關(guān)矩陣的元素取值，計(jì)算特征值和特征向量，檢驗(yàn)各評判矩陣的一致性，最后經(jīng)歸一化處理得到各指標(biāo)的最終權(quán)重值，見表1中第（4）列。依據(jù)這些權(quán)重，綜合指數(shù)法再將每項(xiàng)評價(jià)分值加權(quán)求和，得到最終評價(jià)分值（即目標(biāo)層A的分值）。將表1第 （7）列的14個(gè)單項(xiàng)評價(jià)指數(shù)求和，得到河流健康評價(jià)的總分值72.4分，表明濠河處于亞健康狀態(tài)，處于良與中的臨界狀態(tài)。

3.濠河健康水平提升措施

從表1中可以看到，生態(tài)環(huán)境（B2）是影響濠河總體健康水平的主要因素，但其評價(jià)分值普遍不理想，迫切需要增大生態(tài)需水量和提高水質(zhì)，并減少底泥污染。增加水量和提高水質(zhì)的措施有三：

①引江沖污，利用濠河水域北高南低的地勢，從運(yùn)河增加補(bǔ)水量，或者在北面新開補(bǔ)水通道，更多地引入相對清潔的水體，以自流的方式置換濠河內(nèi)的污染水體。在維護(hù)好現(xiàn)有5條水流排放通道的基礎(chǔ)上，增加新的排放通道，使濠河水體與更多現(xiàn)有的河網(wǎng)連通，水流通道更加通暢，加快濠河水體的置換過程。

②截污減排，力爭濠河水系全面截污。

③生態(tài)修復(fù)，利用多種物理、化學(xué)和生物手段直接對水體生態(tài)修復(fù)，例如曝氣增氧、生物掛膜、生態(tài)浮島、沉水植物恢復(fù)、優(yōu)化水生植物結(jié)構(gòu)和分布、培育底棲動(dòng)物和微生物等，以增強(qiáng)水體自凈能力，加快污染物降解。

為減少底泥污染，可采用原位鈍化技術(shù)和環(huán)保疏浚措施清除淤泥；為減少全面的水上機(jī)械清淤作業(yè)次數(shù)及對底棲生態(tài)系統(tǒng)的干擾，可在濠河的多處泥沙沉積區(qū)設(shè)置生態(tài)清淤溝，實(shí)施定期定點(diǎn)清淤。

盡管自然形態(tài)（B1）得分較高，但因碼頭建設(shè)開發(fā)、民居防洪及景觀等功能，濠河部分河段岸坡硬質(zhì)化，河道縱向形態(tài)直線化，橫向斷面幾何規(guī)則化，破壞了河道形態(tài)多樣性，從而影響河道生物多樣性，降低岸邊濕地水生植物對入河污染物的吸附和凈化效應(yīng)，減弱水體自凈能力。建議逐步恢復(fù)天然岸坡形式和植被。

社會經(jīng)濟(jì)（B3）指標(biāo)的進(jìn)一步提升，依賴于政府和民眾齊心協(xié)力繼續(xù)完成水生態(tài)文明建設(shè)的各項(xiàng)日常工作，最終實(shí)現(xiàn)健康濠河的目標(biāo)。

四、結(jié) 語

本研究工作的出發(fā)點(diǎn)是為濠河的可持續(xù)利用提供新的管理和評估工具，采用了當(dāng)前主流的健康評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建方法和評價(jià)依據(jù)，但濠河自身的特性決定了其健康評價(jià)指標(biāo)體系的特殊性，因此研究者仍需不斷加深對濠河健康的理解，豐富評價(jià)資料，補(bǔ)充和優(yōu)化濠河健康評價(jià)模型，盡量避免模型中主觀判斷的影響，并通過健康水平提升措施的實(shí)效反饋，檢驗(yàn)和完善濠河健康評價(jià)的理論和方法，最終達(dá)到人與自然的和諧共處。

[1]陳名，許長新.城市經(jīng)濟(jì)與環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展測度——以南通市為例[J].商業(yè)時(shí)代，2014（29）.

[2]徐韜，等.南通市水資源供需平衡與承載力研究[J].水電能源科學(xué)，2015（7）.

[3]南通市水利局.南通市區(qū)濠河水系生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范與推廣應(yīng)用[R].2014.

[4]文伏波，等.河流健康的定義與內(nèi)涵[J].水科學(xué)進(jìn)展，2007（1）.

[5]董哲仁.河流健康的內(nèi)涵[J].中國水利，2005（4）.

[6]吳阿娜，等.河流健康狀況的表征及其評價(jià)[J].水科學(xué)進(jìn)展，2005（4）.

[7]Barbour Michael T,Gerritsen J,Snyder BD, Stribling JB. Rapid bioassessmentprotocols for use in streams and wadeable rivers[J].USEPA,Washington,1999.

[8]Petersen Robert C.The RCE:a riparian,channel,and environmental inventory forsmallstreams in the agricultural landscape[J].Freshwater biology,1992,27（2）.

[9]江蘇省水文水資源勘測局南通分局.中小河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)研究及應(yīng)用[R].2016.

[10]南通大學(xué).濠河水質(zhì)提升工程研究預(yù)案和實(shí)施建議[R].2015.

Establishment and application for assessment indicator system in Haohe River

Tang Yongmei,Cao Xijun,Zhang Yingming,Cui Yansong,Gao Zhu

Establish the health assessment index system of Haohe River with three kinds of first-level indicators,i.e.natural morphological condition,ecological environment condition and socio-economic status,as well as 14 secondlevel indicators.Through the literature,river evaluation analogy and expert consultation,criteria of evaluation indicators were established.Evaluate the health of the Haohe River and make suggestions for improvement.From the perspective of river health,provide a new management and assessment tool for the sustainable development of the Haohe River.

river health;assessment system;Haohe River

TV882.8

B

1000-1123（2017）17-0062-03

2017-08-18

唐永梅，工程師。

南通濠河引江補(bǔ)水、生態(tài)修復(fù)與污染源管控一體化技術(shù)實(shí)施方案和效果評價(jià)研究（No.2016059）。

責(zé)任編輯 車小磊