渭河生態(tài)流域評估

黃 強，李 沛，馮 剛，黃生志，方 偉，楊 程

(西安理工大學(xué) 西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點實驗室，陜西 西安 710048）

黃河是中華民族的母親河,保護黃河是事關(guān)中華民族偉大復(fù)興的千秋大計。生態(tài)文明建設(shè)是實現(xiàn)流域經(jīng)濟社會可持續(xù)與高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)。2019年9月18日,習(xí)近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會,發(fā)出“讓黃河成為造福人民的幸福河”的偉大號召。渭河作為黃河的第一大支流,滋養(yǎng)著陜西60%以上的人口,是陜西的母親河[1］。渭河流域在區(qū)域發(fā)展和西部大開發(fā)中起著重要作用,具有戰(zhàn)略意義。然而,渭河流域水資源匱乏,用水供需矛盾突出,同時存在水旱災(zāi)害頻發(fā)、水土流失嚴重、水環(huán)境超載、水質(zhì)惡化和水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)等問題,生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)嚴重危機[2］。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展,需水量急劇增加,而水資源管理手段相對落后,水資源開發(fā)利用過度,地區(qū)水利政策法規(guī)不完善,水問題已成為渭河生態(tài)流域發(fā)展的瓶頸。

水是生態(tài)系統(tǒng)的控制性要素,水的良性循環(huán)是健康生態(tài)(綠水青山)的基本保障,是美好生活(金山銀山)的重要基礎(chǔ),保護利用好水資源,是生態(tài)流域建設(shè)的重要舉措[3］。曹寶等[4］從系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的角度,定義了生態(tài)流域的概念:生態(tài)流域指在保持流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能健康的前提下,通過制定和實施流域總體規(guī)劃,使流域內(nèi)的一切生產(chǎn)及生活活動與流域生態(tài)系統(tǒng)的承載力相協(xié)調(diào)。黃強等[5］基于生態(tài)水利的內(nèi)涵,提出了生態(tài)流域的構(gòu)建思路,即從水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀、水文化、水管理、水經(jīng)濟8個維度進行頂層設(shè)計,滿足水資源再生、生態(tài)多樣、環(huán)境優(yōu)美、經(jīng)濟發(fā)達、社會文明的需求,尋求流域生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展之間的權(quán)衡點。生態(tài)流域是為實現(xiàn)生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展而提出的新概念,相關(guān)研究剛剛起步,可參考借鑒的文獻資料較少。筆者參考中國水利水電科學(xué)研究院幸福河湖研究課題組提出的評價指標體系[6-7］,從水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀、水文化、水管理、水經(jīng)濟8個維度,評估渭河陜西段的生態(tài)流域現(xiàn)狀,以期為黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

1 生態(tài)流域評價指標體系

1.1 概念解析

生態(tài)流域各個維度的內(nèi)涵[3,5-6］如下。

(1)水安全。流域內(nèi)各項水利工程和措施要能夠防洪抗旱、除澇,保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

(2)水資源。滿足流域內(nèi)社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展需求,以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn),實現(xiàn)水資源供需平衡,并有效保護水資源。

(3)水環(huán)境。保護與改善流域內(nèi)自然河流湖泊的水環(huán)境質(zhì)量,全面提升與百姓日常生活密切相關(guān)的城鄉(xiāng)水體環(huán)境質(zhì)量,讓人民群眾生活得更方便、更舒心、更美好。

(4)水生態(tài)。即水生植物系統(tǒng)、動物系統(tǒng)、微生物系統(tǒng)三大系統(tǒng)相互依存,相互制約,形成生生不息的動態(tài)平衡的系統(tǒng)。維護與修復(fù)健康水生態(tài),維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康,提升河流生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量與穩(wěn)定性,實現(xiàn)人與自然和諧共生。

(5)水文化。推進先進水文化建設(shè),尊重自然、保護河流,調(diào)整人的行為,糾正人的錯誤行為,實現(xiàn)綠色發(fā)展、綠色生活、人水和諧,傳承好歷史水文化并豐富現(xiàn)代水文化內(nèi)涵,更好地滿足人民日益增長的文化生活需要。

(6)水景觀。要把濱河、濱湖所有濱水的地方建設(shè)成產(chǎn)業(yè)高地、人才高地,變成城市“櫥窗”和城市景區(qū)。

(7)水管理。將數(shù)字水務(wù)變成智慧水務(wù)、數(shù)字流域變成智慧流域,利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進行精細化管理,實現(xiàn)水利信息化。

(8)水經(jīng)濟。在節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先的前提下,把水資源作為重要生產(chǎn)要素,創(chuàng)造、轉(zhuǎn)化與實現(xiàn)水資源的量、質(zhì)、溫、能的潛在價值。水資源發(fā)展要滿足人民群眾對水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的需求,既要發(fā)揮水資源的生態(tài)價值,又要打通生態(tài)價值與經(jīng)濟價值轉(zhuǎn)化的通道,實現(xiàn)既要綠水青山、也要金山銀山的目標。

1.2 指標體系構(gòu)建

根據(jù)生態(tài)流域的內(nèi)涵,在全面調(diào)研國內(nèi)外有關(guān)流域水資源承載力和生態(tài)環(huán)境承載力評價成果的基礎(chǔ)上,參考《中國河湖幸福指數(shù)報告2020》《河湖健康評估技術(shù)導(dǎo)則》和《生態(tài)文明建設(shè)考核目標體系》等技術(shù)標準與報告[6-7］,按照數(shù)據(jù)的可獲取性和指標選取的科學(xué)性、可操作性、廣泛性、完備性等原則[8］,結(jié)合渭河流域的發(fā)展現(xiàn)狀,選取水安全保障度、水資源支撐度、水環(huán)境宜居度、水生態(tài)健康度、水景觀滿足度、水文化繁榮度、水管理完善度、水經(jīng)濟發(fā)達度8個一級指標和28個二級指標(部分二級指標細化為幾個三級指標),構(gòu)建了渭河陜西段生態(tài)流域評價指標體系。依據(jù)各指標對高質(zhì)量發(fā)展的促進或抑制作用,將其分為正向(促進)、負向(抑制)兩種屬性,見表1。

表1 渭河陜西段生態(tài)流域評價指標體系

續(xù)表1

1.3 評價方法

采用專家咨詢法和層次分析法,以2020年為現(xiàn)狀年,評估渭河陜西段生態(tài)流域發(fā)展水平。借鑒《中國河湖幸福指數(shù)報告2020》[6］中的幸福指數(shù)劃分標準,將生態(tài)流域各評價指標得分劃分為優(yōu)秀(90分≤指標值≤100分)、良好(80分≤指標值＜90分)、中等(70分≤指標值＜80分)、合格(60分≤指標值＜70分)、不合格(0≤指標值＜60分,其中30分≤指標值＜60分為較差、0≤指標值＜30分為很差)。評價過程如下。

(1)確定各項指標基準值?；鶞手祬⒖肌吨袊雍腋Ｖ笖?shù)報告2020》[6］,該報告中沒有的指標,基準值參考區(qū)域規(guī)劃和國內(nèi)國際先進水平以及專家咨詢與公眾評價(見表2)。

表2 生態(tài)流域評價指標部分基準值

(2)計算各項指標分值。根據(jù)本研究數(shù)據(jù)來源確定各項指標實際數(shù)值,并與基準值對比,選擇合理的手段進行數(shù)據(jù)無量綱化處理,求得最終的指標分值。

(3)確定各項指標權(quán)重。綜合考慮流域現(xiàn)狀,應(yīng)用專家咨詢法和層次分析法確定各項指標權(quán)重。

(4)計算生態(tài)流域現(xiàn)狀程度得分。各項指標分值與各自權(quán)重的乘積為各項指標得分,全部累加得到生態(tài)流域現(xiàn)狀程度總得分。

(5)根據(jù)得分情況劃分生態(tài)流域等級。

1.4 數(shù)據(jù)來源

渭河陜西段生態(tài)流域評價指標相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于《陜西統(tǒng)計年鑒2020》《陜西省水資源公報2020》《陜西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報2020》《中國河湖幸福指數(shù)報告2020》《陜西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二○三五年遠景目標綱要》《陜西省“十四五”水利發(fā)展規(guī)劃》《2020年第七次全國人口普查數(shù)據(jù)》《2020年陜西省生態(tài)環(huán)境狀況公報》、流域內(nèi)各市統(tǒng)計年鑒、文獻資料、20世紀80年代和2020年陜西省遙感數(shù)據(jù)、全國第一次水利普查資料、陜西省物質(zhì)與非物質(zhì)自然遺產(chǎn)名錄、公眾問卷調(diào)查、陜西省水文水資源信息網(wǎng)、陜西省政府部門報告等。

2 研究區(qū)概況

渭河是黃河第一大支流,發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山,流經(jīng)甘肅天水和陜西寶雞、楊凌、咸陽、西安、銅川、渭南等地,于渭南潼關(guān)縣匯入黃河[9］。渭河干流總長度818 km,其中陜西段長度502.4 km,流域面積6.71萬km2,占陜西境內(nèi)黃河流域總面積的50%[10］。渭河流域地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),全年降水的60%～70%集中在7—10月[11］,水面蒸發(fā)量為800～1200 mm,多年平均徑流量為97.11億m3。渭河陜西段主要水庫有馮家山水庫、石頭河水庫、黑河金盆水庫、羊毛灣水庫、桃曲坡水庫、石堡川水庫等,主要的灌溉工程有寶雞峽引渭工程、洛惠渠灌溉工程、涇惠渠灌溉工程、交口抽渭渠等[12］。

根據(jù)《陜西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報2020》,陜西省2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值為26181.86億元,比2019年增長2.2%,其中:第一產(chǎn)業(yè)增加值2267.54億元,增長3.3%,占生產(chǎn)總值的8.7%；第二產(chǎn)業(yè)增加值11362.58億元,增長1.4%,占43.4%；第三產(chǎn)業(yè)增加值12551.74億元,增長2.8%,占47.9%。全省常住人口中,城鎮(zhèn)人口為2477萬人,占常住人口的62.66%；鄉(xiāng)村人口為1476萬人,占常住人口的37.34%。

據(jù)《2020年陜西水利發(fā)展統(tǒng)計公報》,陜西省2020年水利建設(shè)投資為353.9億元,較2019年增加7.7%。其中:防洪工程建設(shè)投資40.6億元,重點水源及樞紐工程投資81.7億元,灌排工程投資27.6億元,水土保持生態(tài)建設(shè)投資14.1億元,城鄉(xiāng)排水工程投資54.2億元,農(nóng)村小水電投資15.2億元,庫區(qū)移民后期扶持投資11.1億元,項目前期、科技、機構(gòu)能力建設(shè)等專項工程投資5.3億元,水生態(tài)及水環(huán)境項目投資104.0億元。

本研究以渭河陜西段流域(北緯33°37′3″—37°20′15″、東經(jīng)104°38′4″—110°28′10″)為研究區(qū),包含西安、銅川、寶雞、咸陽、渭南、延安、榆林7個地級市的部分區(qū)域。

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)果分析

渭河陜西段生態(tài)流域評價一級和二級指標權(quán)重見表3。

表3 渭河陜西段生態(tài)流域評價指標權(quán)重與評分

(1)水安全保障度總體得分為87.7分,總體為良好水平。其中:大中型水庫及蓄滯洪區(qū)防洪標準達標率為100%,小型水庫防洪標準達標率為98%,堤防防洪標準達標率為77.9%；防洪工程達標率為90.68%,表明具有較好的防洪工程基礎(chǔ)；洪澇災(zāi)害人員死亡率(0.31人/百萬人)得分為93.8分,處于優(yōu)秀等級；洪澇災(zāi)害經(jīng)濟損失率(0.25%)得分為83.3分,處于良好等級；洪澇災(zāi)后恢復(fù)能力得分為73.7分,處于中等等級。渭河陜西段整體水安全保障度有待提高,尤其需要提升堤防建設(shè)水平和災(zāi)害防治及應(yīng)對水平。

(2)水資源支撐度得分為59.7分,總體處于不合格水平。其中:城鄉(xiāng)自來水普及率為98.39%,實際灌溉面積比例為41.7%,用水保障率得分為74.0分,僅為中等等級,流域內(nèi)用水情況不容樂觀；水資源開發(fā)利用率為80%,單方水國內(nèi)生產(chǎn)總值為364.1元,水資源支撐高質(zhì)量發(fā)展能力得分為48.0分,均處于較差等級；居民幸福指數(shù)得分為72.7分,為中等等級,人民群眾幸福感有待提高。整體來看,渭河陜西段水資源支撐度有待提高,需要全面提升民眾節(jié)水意識,加強各行業(yè)節(jié)水管理。

(3)水管理完善度得分為82.0分,總體處于良好水平。其中:水法律法規(guī)建設(shè)程度得分為64.5分,處于合格等級,流域依法治水需要加強,以支撐生態(tài)文明建設(shè)；流域人均受教育年限得分為90.7分,達到優(yōu)秀等級；水利投資實現(xiàn)“十三五”規(guī)劃目標,得分為100分,達到優(yōu)秀等級；流域水利信息化率為70%,水資源監(jiān)控能力得分為70分,處于中等等級。綜上,雖然渭河陜西段水管理處于良好發(fā)展水平,但水利信息化程度不高,亟須提升水資源監(jiān)管監(jiān)控能力。

(4)水經(jīng)濟發(fā)達度得分為62.6分,處于合格水平。其中:第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)國內(nèi)生產(chǎn)總值占比分別為7.7%、43.6%和48.7%,三次產(chǎn)業(yè)國內(nèi)生產(chǎn)總值比重得分為45.1分,處于較差等級；萬元GDP用水量得分為60.2分,處于合格等級；水電消費占比為7.9%,得分為65.9分,處于合格等級；水資源稅入庫占最低水資源稅比重為79.1%,水權(quán)市場建設(shè)程度得分為79.1分,接近良好水平。整體而言,渭河陜西段水經(jīng)濟發(fā)展水平較低,亟待提高,尤其需要提高第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模,完善水權(quán)市場。

(5)水環(huán)境宜居度得分為86.9分,處于良好水平。其中:Ⅰ～Ⅲ類水河長比例為90%,劣Ⅴ類水河長比例為2.8%,湖庫富營養(yǎng)化比例為25%,河湖水質(zhì)指數(shù)得分為81.4分,為良好等級；地下水開采系數(shù)為0.532,西安、咸陽地下水超采嚴重,地下水資源保護指數(shù)為79.7分,接近良好水平；親水設(shè)施完善指數(shù)為30.46%,城鄉(xiāng)居民親水指數(shù)得分為82.6分,處于良好等級；地表水集中式飲用水水源地合格率得分為100%,達到優(yōu)秀等級。綜上,渭河陜西段水環(huán)境宜居度有待提升,地下水保護力度需要加強,親水設(shè)施有待完善。

(6)水生態(tài)健康度得分為77.9分,處于中等水平。其中:水域面積保留率為1.06,主要河流縱向連通性指數(shù)為0.61,河湖主要自然生境保留率得分為90.8分,為優(yōu)秀等級；重要河湖生態(tài)流量達標率得分為91.3分,為優(yōu)秀等級；水土保持率為0.737,得分為93.1分,為優(yōu)秀等級；而水生生物完整性指數(shù)得分僅為22.6分,處于很差等級。綜上,渭河陜西段水生態(tài)處于亞健康狀態(tài),需要加強河湖水質(zhì)監(jiān)管力度,減少河流污染,合理建設(shè)水利工程,提升河流連通性水平。

(7)水景觀滿足度得分為70.3分,處于中等水平。其中:自然水景觀保護利用指數(shù)為3.56個/百萬人,水景觀影響力指數(shù)得分為64.3分,為合格等級；公眾水意識普及率為75%,公眾水治理參與度為78.25%,公眾水治理認知參與度得分為76.3分,處于中等等級。綜上,公眾對渭河陜西段水景觀滿足度不高,需要加強公眾水意識宣傳普及工作,加大城市綠地和濕地公園建設(shè)力度。

(8)水文化繁榮度得分為75.5分,處于中等水平。其中:歷史水文化保護傳承指數(shù)得分為100.0分,達到優(yōu)秀等級；但現(xiàn)代水文化創(chuàng)造創(chuàng)新指數(shù)得分較低,僅為51.1分,處于較差水平。因此,渭河陜西段水文化建設(shè)需要從現(xiàn)代江河保護治理創(chuàng)新力和現(xiàn)代水文化品牌創(chuàng)造力兩方面發(fā)力,促進區(qū)域水文化繁榮度向高水平等級發(fā)展。

綜合生態(tài)流域8個維度的得分情況可知,水安全保障度、水環(huán)境宜居度、水管理完善度為良好,水生態(tài)健康度、水文化繁榮度及水景觀滿足度為中等,水經(jīng)濟發(fā)達度為合格,水資源支撐度為不合格。綜上,渭河陜西段生態(tài)流域發(fā)展程度最終得分為75.6分,處于中等等級。

3.2 討 論

渭河流域陜西段經(jīng)過2005—2020年16 a的綜合治理,取得了可喜的成績,生態(tài)流域得分75.6分,主要得益于“十二五”期間國家投入600多億元進行大規(guī)模渭河河道綜合治理,包括生態(tài)環(huán)境治理。經(jīng)過治理,目前渭河干流防洪問題已經(jīng)取得階段性成果,城市防洪標準達到百年一遇(西安段達到300 a一遇),農(nóng)村防洪標準達到30～50 a一遇,基本形成了較為完備的防洪體系[1］?！笆濉币?guī)劃啟動了涇河等主要支流防洪治理項目,實施了260條中小河流治理。2016年,陜西省出臺了《陜西省渭河生態(tài)區(qū)建設(shè)總體規(guī)劃》。“十三五”規(guī)劃完成后,渭河由堤防水毀應(yīng)急修復(fù)發(fā)展到全線多目標綜合整治,進而轉(zhuǎn)入生態(tài)區(qū)建設(shè)階段,全面完成了災(zāi)后水利薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)任務(wù)。

渭河生態(tài)流域評估為中等水平,離黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的要求還有一定距離,主要表現(xiàn)在以下幾方面。

(1)渭河流域陜西段骨干調(diào)蓄工程不足(如引漢濟渭工程、涇河?xùn)|莊水利樞紐工程等尚未完工),水系連通性較差,供水保證率偏低,主要河流部分河段尚未達到設(shè)防標準,中小河流防御能力偏低且缺乏系統(tǒng)治理,山洪溝治理程度低,水利建設(shè)任務(wù)依然十分艱巨。

(2)流域治理相關(guān)部門面臨資金不足的困境,專項資金僅能部分用于生態(tài)區(qū)建設(shè)；大數(shù)據(jù)、云計算應(yīng)用尚處于起步階段,信息化基礎(chǔ)設(shè)施不健全,信息資源開發(fā)利用不充分,水資源管理、河湖保護、水保監(jiān)測、水工程運行等難以滿足水利現(xiàn)代化的需要,智慧化管理水平亟待提高；涉水事務(wù)監(jiān)管基礎(chǔ)薄弱,水利監(jiān)管的政策法規(guī)體系不健全,標準規(guī)范尚不完善；監(jiān)管能力建設(shè)滯后,監(jiān)管手段相對落后,距離治理體系和治理能力現(xiàn)代化尚有較大差距。

(3)自然及人為因素導(dǎo)致河道生態(tài)水量不足,出現(xiàn)水生態(tài)功能退化甚至斷流。河湖生態(tài)空間被侵占,水源涵養(yǎng)能力偏低,局部地下水超采嚴重。一些地區(qū)水土流失嚴重,水土保持率不高,治理任務(wù)仍很艱巨。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

本文以2020年為現(xiàn)狀年,基于研究區(qū)各地級市統(tǒng)計年鑒、公報等資料,在生態(tài)流域概念的基礎(chǔ)上,從水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀、水文化、水管理、水經(jīng)濟8個維度進行頂層設(shè)計,初步構(gòu)建了渭河陜西段生態(tài)流域評價指標體系,提出了生態(tài)流域評估標準,并采用專家咨詢法和層次分析法,評估了渭河陜西段生態(tài)流域發(fā)展水平,主要結(jié)論如下。

(1)渭河陜西段生態(tài)流域評分為75.6分,發(fā)展水平為中等。

(2)從8個維度評估情況看:水安全、水環(huán)境、水管理3個維度為良好,水生態(tài)、水文化、水景觀3個維度處于中等,水經(jīng)濟維度為合格,水資源維度不合格。這說明各個維度之間協(xié)調(diào)程度較低,水資源稟賦差、水經(jīng)濟發(fā)展緩慢、人水關(guān)系不和諧、水景觀建設(shè)力度不足等問題較為突出,水文化建設(shè)及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平較低。

(3)從8個維度發(fā)展排序看:水安全＞水環(huán)境＞水管理＞水生態(tài)＞水文化＞水景觀＞水經(jīng)濟＞水資源,說明需要將水資源和水經(jīng)濟兩個維度作為突破口,加快生態(tài)文明建設(shè),支撐黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展。

4.2 建議

(1)加大水利投資,進一步提升流域防洪工程的達標率,加快流域水利信息化全覆蓋。

(2)嚴格控制水污染,保護水環(huán)境,合理開發(fā)水資源,各行各業(yè)高效用水。

(3)完善水文化事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,大力發(fā)展水文化產(chǎn)業(yè),著力提升水文化發(fā)展水平。

(4)加快創(chuàng)新驅(qū)動步伐,加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,加大科技創(chuàng)新投入,逐步減弱對資源型產(chǎn)業(yè)的依賴,以協(xié)同治理推進生態(tài)流域高水平發(fā)展,助力黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展。