濁漳河山西省潞城市境內(nèi)段河流生態(tài)健康評(píng)價(jià)研究*

沈 楠 李春暉 賁 越

（1.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境與經(jīng)濟(jì)政策研究中心，北京 100029；2.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，水沙科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；3.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境發(fā)展中心，北京 100029）

山西省水資源嚴(yán)重短缺，人均水資源量不足500m3。因此，合理開(kāi)發(fā)和利用水資源，以水資源可持續(xù)發(fā)展保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展對(duì)于山西尤為重要。

潞城市作為山西省重要城市長(zhǎng)治市的重要飲用水供給地之一，由于水資源相對(duì)豐富，境內(nèi)工業(yè)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其他地區(qū)，水資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)度也逐年加大，水生態(tài)狀況較前有所惡化。因此，引入河流生態(tài)健康概念對(duì)潞城市境內(nèi)河段進(jìn)行生態(tài)健康評(píng)價(jià)，作為在潞城市境內(nèi)開(kāi)展水資源保護(hù)研究工作的較為基本的一步，對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源保護(hù)、水資源統(tǒng)籌規(guī)劃、實(shí)施水資源和水環(huán)境科學(xué)管理有著重要意義，也是該區(qū)域水資源可持續(xù)利用的現(xiàn)實(shí)要求。

1.研究進(jìn)展

生態(tài)健康是在20世紀(jì)80年代興起的一個(gè)新的研究領(lǐng)域。目前的研究一般認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)健康是指生態(tài)系統(tǒng)處于良好狀態(tài)：生態(tài)系統(tǒng)不僅能保持化學(xué)、物理及生物完整性，還能維持其對(duì)人類社會(huì)提供的各種服務(wù)功能。在河流管理領(lǐng)域，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究中引入了生態(tài)健康概念，對(duì)河流的水生態(tài)健康愈加重視。董哲仁[1,2]提出將“可持續(xù)利用的生態(tài)健康河流”作為河流管理的目標(biāo)和評(píng)估工具，認(rèn)為河流健康評(píng)估包括物理—化學(xué)評(píng)估、生物棲息地質(zhì)量評(píng)估、水文評(píng)估以及生物評(píng)估。此外，大多國(guó)內(nèi)外的研究成果認(rèn)為河流生態(tài)系統(tǒng)可以用水質(zhì)、水量、河岸帶、物理結(jié)構(gòu)以及生物體五個(gè)要素來(lái)表達(dá)[3-5]。這五個(gè)要素有機(jī)地組成了一個(gè)完整的河流生態(tài)系統(tǒng)。要素之間相互影響，在河流生態(tài)過(guò)程中發(fā)揮著不同的功能。張光錦[6]從水量、水質(zhì)、水生生物、河岸帶狀況、物理結(jié)構(gòu)五個(gè)方面來(lái)對(duì)其詳細(xì)指標(biāo)進(jìn)行了總結(jié)歸納（見(jiàn)表1）。

表1 水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)要素

2.研究區(qū)概況

潞城市全境屬海河流域漳衛(wèi)南運(yùn)河子流域，常流河有濁漳干流和濁漳南源，其他均為季節(jié)性河流。

濁漳河干流自潞城市南馬村入境，流經(jīng)石梁、上村、常村、續(xù)村、潞河、古城、西流、南流至新安村出境。境內(nèi)長(zhǎng)20km，流域面積為352.2km2，包括黃牛蹄鄉(xiāng)、微子鎮(zhèn)全部和合室部分。濁漳河是典型的常流水河，經(jīng)石梁水文站實(shí)測(cè)，多年平均徑流量為5.84億m3，最大洪峰流量為3800m3/s，最小流量為39.5m3/s，多年輸砂量為485萬(wàn)噸。

濁漳南源發(fā)源于長(zhǎng)子縣發(fā)鳩山，通過(guò)漳澤水庫(kù)，由南向北流經(jīng)長(zhǎng)治市郊區(qū)，自潞城市曲里村入境，流經(jīng)宋村、東白兔、韓村、洪嶺、店上、河湃至曹家溝村出境，在襄垣縣的甘林村與濁漳河西源匯合。境內(nèi)長(zhǎng)17.5km，流域面積為262.7km2。包括了史回鄉(xiāng)、城關(guān)、店上的全部和合室、翟店的大部分。

3.潞城市河流生態(tài)健康評(píng)價(jià)

3.1 建立潞城市河流生態(tài)健康評(píng)價(jià)體系

濁漳河屬于海河流域漳衛(wèi)南子流域漳河水系。由于海河流域內(nèi)河流的配置特點(diǎn)等存在相似性，在張光錦[6]針對(duì)海河流域北運(yùn)河支流的研究中所提出的河流生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合路程境內(nèi)河段河道生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，建立濁漳河潞城市境內(nèi)河段的水生態(tài)健康評(píng)價(jià)體系。

結(jié)合濁漳干流及南源實(shí)際情況，其目前最突出的問(wèn)題是：水質(zhì)惡化、水量減少以及生物多樣性的衰退，考慮到指標(biāo)的獨(dú)立簡(jiǎn)明性以及數(shù)據(jù)的可得性，本文從水質(zhì)、水量、生物狀況三個(gè)要素出發(fā)建立潞城市境內(nèi)河段水生態(tài)健康的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該體系分為5個(gè)級(jí)別，包括了瀕于崩潰、病態(tài)、亞健康、基本健康和健康五個(gè)總指標(biāo)來(lái)反映濁漳干流及南源水生態(tài)系統(tǒng)的健康水平（見(jiàn)表2）。

表2 總評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

李傳奇[7]等認(rèn)為評(píng)價(jià)河流的健康水平時(shí)應(yīng)建立一個(gè)健康水平的參考，即參照水平。針對(duì)濁漳河干流段來(lái)說(shuō)，通過(guò)分析多年來(lái)的水量資料，發(fā)現(xiàn)在其尚未受水利工程等影響的年份，如20世紀(jì)60年代，該河流具有比較穩(wěn)定的水文情勢(shì)以及較好的、自然的生態(tài)系統(tǒng)。因此，在數(shù)據(jù)可得的范圍內(nèi)，可以以60年代的水生態(tài)水平為生態(tài)健康的參照水平（見(jiàn)圖1）。

圖1 濁漳河干流20世紀(jì)60年代徑流情況

從水量角度來(lái)看，本文選擇相對(duì)干涸長(zhǎng)度、相對(duì)干涸天數(shù)、相對(duì)斷流天數(shù)、年平均流量偏差率為詳細(xì)分指標(biāo)來(lái)量化水量指數(shù)的具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。建立的水量指數(shù)主要包括常年干涸（0～20），季節(jié)性有水（20～40），水量一般、季節(jié)性干涸（40～60），水量尚可、間歇性斷流（60～80），水量充沛、常年流動(dòng)（80～100）。從而得出其水量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值（見(jiàn)表3）。

表3 水生態(tài)健康評(píng)價(jià)-水量指數(shù)具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于水質(zhì)指數(shù)，主要依據(jù)水質(zhì)污染指數(shù)，將其分為嚴(yán)重污染（0～20）、中度污染（20～40）、輕微污染（40～60）、水質(zhì)尚可（60～80）、水質(zhì)清潔（80～100）五個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表4）。在水質(zhì)污染指數(shù)的計(jì)算中，根據(jù)濁漳南源及干流河段的實(shí)際監(jiān)測(cè)指標(biāo)，主要參考了COD[8]和NH3-N這兩項(xiàng)比較重要的指標(biāo)檢測(cè)值。

表4 水生態(tài)健康評(píng)價(jià)-水質(zhì)指數(shù)的具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于生物指數(shù)，主要依據(jù)生物多樣性，尤其是魚(yú)類種群結(jié)構(gòu)、河灘植被覆蓋率等，將其生物指數(shù)分為生物絕跡（0～20）、生物物種單一（20～40）、生物多樣性一般（40～60）、生物多樣性較豐富（60～80）、生物多樣性豐富（80～100）五個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表5）。

表5 水生態(tài)健康評(píng)價(jià)-生物指數(shù)具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 潞城市河流生態(tài)健康評(píng)價(jià)結(jié)果

本文根據(jù)已建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)潞城市漳河水系濁漳河干流河流生態(tài)健康情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)資料整理及現(xiàn)場(chǎng)查勘，得到水質(zhì)、水量、生態(tài)數(shù)據(jù)資料如表6～表8所示。其中干流水質(zhì)水量數(shù)據(jù)取自石梁水文站，南源水質(zhì)水量數(shù)據(jù)取自黃碾水文站。

表6 2008年濁漳干流及南源段水質(zhì)各單項(xiàng)監(jiān)測(cè)值

表7 濁漳干流及南源段水量現(xiàn)狀

表8 濁漳干流及南源段河流生態(tài)現(xiàn)狀

綜上，對(duì)潞城市境內(nèi)河流濁漳干流及南源段進(jìn)行水生態(tài)健康評(píng)價(jià)，得到濁漳干流段總體呈生態(tài)病態(tài)狀，南源段總體為基本健康狀態(tài)（見(jiàn)表9）。

表9 濁漳河干流及南源段水生態(tài)健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果

4.結(jié)論

濁漳河目前最突出的問(wèn)題是：水質(zhì)惡化、水量減少、生物多樣性衰退，因此從這三個(gè)要素選取河流生態(tài)健康的評(píng)價(jià)指標(biāo)。并考慮三方面指標(biāo)的相關(guān)性，對(duì)分指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行分配研究，最終確定了適合濁漳河潞城段健康評(píng)價(jià)體系。

由濁漳河河流生態(tài)健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果可知，濁漳南源段水量指數(shù)90.1，水量相對(duì)充沛，水質(zhì)指數(shù)40.7，屬于輕微污染，生物指數(shù)47.5，生物多樣性一般；濁漳干流段水量指數(shù)為25.0，屬于季節(jié)性有水，水質(zhì)指數(shù)為43.1，屬于中度污染，生物指數(shù)為47.5，生物多樣性一般。因此，從總體來(lái)講，濁漳河南源段屬于基本健康狀態(tài)，而濁漳干流段屬于生態(tài)病態(tài)狀。由此看出，針對(duì)濁漳河潞城境內(nèi)河段，尤其是干流段進(jìn)行生態(tài)修復(fù)非常迫切。換言之，濁漳河潞城境內(nèi)段目前的核心問(wèn)題是生態(tài)恢復(fù)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)針對(duì)其存在的問(wèn)題選擇適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)修復(fù)模式，采取相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境管理方法，把生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建作為其流域治理的最終目標(biāo)。

[1] 董哲仁.河流生態(tài)系統(tǒng)研究的理論框架[J].水利學(xué)報(bào)，2009，40（2）： 129-137.

[2] 董哲仁.美國(guó)基米西河生態(tài)恢復(fù)工程的啟示[J].水利水電技術(shù)， 2004，35（9）： 8-13.

[3] Ladson A R， White L J， Doolan J A， et al.Development and testing of an Index of Stream Condition for waterway management in Australia[J].Freshwater Biology， 1999，41：453-468.

[4] 殷會(huì)娟， 馮耀龍.河流生態(tài)環(huán)境健康評(píng)價(jià)方法研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電， 2006，4： 55-57.

[5] 耿雷華， 劉恒， 鐘華平等.健康河流的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[J].水利學(xué)報(bào)， 2006，37（3）： 253-258.

[6] 張光錦.北運(yùn)河生態(tài)健康評(píng)價(jià)及修復(fù)方法研究[D].天津大學(xué)， 2009.

[7] 李傳奇， 王薇.河流生態(tài)修復(fù)成本效益分析研究[J].人民長(zhǎng)江， 2008，39（5）：55-57.

[8] 王佳偉， 張?zhí)熘?陳吉寧等.污水處理廠COD和氨氮總量削減的成本模型[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)， 2009，29（4）： 443-448.