大凌河健康狀況評價與分析

卞京軍

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

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大凌河健康狀況評價與分析

卞京軍

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的國際化背景之下，人類活動逐漸加劇，河道健康問題逐漸凸顯出來。文章詳細(xì)介紹了河道健康的概念體系，以大凌河河道健康評價工程為依托，構(gòu)建了層次分析與模糊分析相結(jié)合的評價模型，探討了河道健康惡化問題的關(guān)鍵所在，并提出體系化治理體系與措施。

層次分析；模糊評價；健康狀況；模型

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，城市化水平逐步邁向新高度。隨之而來的是工業(yè)化、信息化的沖擊，人們生態(tài)保護(hù)意識跟不上時代前進(jìn)的步伐，河流健康問題逐漸凸顯出來，成為生活水平進(jìn)一步提高的桎梏。因此有必要對河道健康進(jìn)行系統(tǒng)化研究與分析，以確保生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展。

眾多學(xué)者對河道健康問題進(jìn)行了深入的研究，并取得了一定的研究成果。鄧曉軍[1]等基于漓江市河道工程為依托，探討了河道健康的理論體系，確定出24個評價指標(biāo)，對河道健康進(jìn)行評價；朱衛(wèi)紅[2]等探討了圖們江流域的河流健康狀況，從多層面選取評價指標(biāo)，采用層級分析法進(jìn)行河道健康評價；茹彤[3]等探討了國內(nèi)外河流健康評價現(xiàn)狀，針對水文、水質(zhì)、地貌、生物、連通性等方面進(jìn)行了評價；黃海鵬[4]等對贛江南昌段運(yùn)用云模擬與模糊評價相結(jié)合的方法，研究了贛江河道的健康狀況；孫博[5]等對傳統(tǒng)的評價指標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)，并成功應(yīng)用于大凌河流域；翟晶[6]等針對生態(tài)完整性要素和社會服務(wù)要素，建立多層次評價模型，對灤河健康狀態(tài)進(jìn)行了分析；此外，李美香[7]，王明陽[8]等也對河道健康問題進(jìn)行了研究。

通過對河道健康研究現(xiàn)狀的分析可知，大部分學(xué)者對河道健康的評價采用單一模型，缺乏創(chuàng)新性。文章在對河道健康體系化概念的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用層次分析法與模糊評價法相結(jié)合的創(chuàng)新性技術(shù)路線，對大凌河河道健康狀況進(jìn)行了系統(tǒng)化評價，并提出了具體的應(yīng)對措施。

1 河道健康的概念

河道健康隸屬于河流健康的分支，是河流健康的有機(jī)組成部分。河流健康是對河流生存狀態(tài)的綜合性評價，其精確定義仍處于探索階段。河流健康的概念起源于河流生態(tài)穩(wěn)定，但不局限于生態(tài)健康，還應(yīng)包括河道健康、經(jīng)濟(jì)作用等其他層面。

河流健康評價的關(guān)鍵點(diǎn)在于河道，河道作為水流的通道，是泄洪、排沙、運(yùn)輸?shù)雀鞴δ艿妮d體，是河流健康的具體表現(xiàn)形式。河流健康應(yīng)該維持河流自身結(jié)構(gòu)形態(tài)的健康、水循環(huán)的完整以及泥沙輸移的連續(xù)，因此，河道健康是河流健康的基礎(chǔ)。

2 河道現(xiàn)狀健康狀況評價

2.1 評價方法的選取

河道健康的評價標(biāo)準(zhǔn)隨著地域、時間、空間的變化而呈現(xiàn)出不同的形式，其本身的不確定性、易變性使得評價指標(biāo)具有一個模糊的范圍。因此，考慮到河道健康的模糊性，及評價精度較低的問題，選用模糊評價法進(jìn)行河道健康評價。

模糊綜合評價模型是建立在模糊數(shù)學(xué)理論之上，將模糊理論之間的相互關(guān)系進(jìn)行耦合，形成獨(dú)特的模糊評價體系，能夠使范圍較廣、空間較大、層次混亂的可變影響因素定量化的河道評價模型。

河流健康評價體系的影響因素多而繁雜，不可能面面俱到的分析每一個影響因素。建立河道評價模型應(yīng)該充分考慮科學(xué)性、系統(tǒng)性、層次性等原則，因此在進(jìn)行模糊分析之前必須對河道評價的各影響因素進(jìn)行層次分類，即運(yùn)用層次分析法進(jìn)行預(yù)處理。

基于此，結(jié)合兩種分析方法，將綜合評價方法的優(yōu)點(diǎn)最大化進(jìn)行河道評價研究，進(jìn)而對河道的健康狀況進(jìn)行系統(tǒng)、全面的評價。

2.2 評價指標(biāo)及模型建立

將河流健康體系按照層次分析法劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層3個層次。目標(biāo)層為河流健康，準(zhǔn)則層為河道健康、生態(tài)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)價值，指標(biāo)層分別擁有8、9、7個具體目標(biāo)[9]。其中河道健康隸屬于河流健康的準(zhǔn)則層之內(nèi)，對河道健康的目標(biāo)層具體化，如表1所示。

表1 河道健康評價體系

在層次分析確定指標(biāo)體系之后，結(jié)合模糊分析法建立評價模型，其形式見式(1)：

(1)

式中：uhi為隸屬度；j為樣本；h為級別；wi為指標(biāo)權(quán)重；aj上限值；bj下限值。

2.3 指標(biāo)權(quán)重的確定方法

權(quán)重的確定方法種類繁多，部分學(xué)者通過工程經(jīng)驗(yàn)、主觀判斷確定權(quán)重，或者通過數(shù)學(xué)公式進(jìn)行確定。有效的權(quán)重需要一調(diào)查研究為前提，結(jié)合專家學(xué)者的建議，依托河流的自然現(xiàn)狀及經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行綜合確定。文章為了將人為主觀性降到最低，選用層次分析法作為基礎(chǔ)，結(jié)合專家意見確定出評價指標(biāo)權(quán)重，如表2所示。

基于河道健康概念的可變性，其評價標(biāo)準(zhǔn)也隨之發(fā)生變化才能整體、系統(tǒng)的反應(yīng)河道自然特性。文章結(jié)合大凌河具體狀況，將“河床穩(wěn)定、污染可控、水量穩(wěn)定”作為目標(biāo)，在前人研究平臺之上，將評價標(biāo)準(zhǔn)劃分成5個等級，如表2所示。

表2 大凌河河道健康評價指標(biāo)權(quán)重及標(biāo)準(zhǔn)

2.4 評價結(jié)果及分析

大凌河流經(jīng)錦州市西南部，其中水溝村至石門村為游蕩性河段，石門村至安子溝村為微彎河段。結(jié)合各指標(biāo)的健康標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用評價模型進(jìn)行健康評價，對結(jié)果列成表3。

運(yùn)用加權(quán)平均原則確定河道健康等級，其中從健康到病態(tài)的量化分?jǐn)?shù)分別為5、4、3、2、1，評價獲得的結(jié)果如表4所示，結(jié)果分析如圖1所示。

表3 大凌河河道健康評價結(jié)果

表4 大凌河河道健康評價結(jié)果分析

圖1 2010—1015年大凌河河道健康評價結(jié)果分析

由圖1可知，研究區(qū)內(nèi)的2個河段隨年代的變化基本一致，2010年大凌河河道狀況處于健康狀態(tài)，屬于較好的情況；但在2011年河道狀況突然下降。根據(jù)河道周圍狀況調(diào)查可知，河道內(nèi)泥沙淤積嚴(yán)重，導(dǎo)致河道內(nèi)水流量降低，河床有抬升趨勢，水沙比例嚴(yán)重失調(diào)。經(jīng)過為期1a的清淤處理，河道健康進(jìn)本恢復(fù)到健康狀態(tài)。2012—2014年之間河道健康狀況進(jìn)本處于穩(wěn)定狀態(tài)，但出現(xiàn)逐漸惡化的趨勢，自2014年到2015年，河道狀況再次惡化。由于河道干枯，水位快速下降，致使河道健康處于中等階段。

通過模型結(jié)果的評價分析，近5a內(nèi)，大凌河河道健康狀況主控性影響因子為：水沙比例失調(diào)。但是，針對水沙比例失調(diào)問題治理措施較為繁瑣，需要統(tǒng)籌大局，進(jìn)行系統(tǒng)性治理與維護(hù)。

3 河道治理對策

3.1 建立水沙調(diào)控體系

導(dǎo)致河道健康狀況下降的原因是水量少、沙含量相對增多，解決這一單體的最有效方法就是建立補(bǔ)水、排沙相機(jī)結(jié)合的綜合治理方式。其調(diào)控體系如圖2所示。

圖2 河道綜合治理體系圖

3.2 制定相關(guān)措施

河道治理措施與調(diào)控體系緊密相關(guān)，通過制定相關(guān)措施加強(qiáng)調(diào)控體系的運(yùn)行，充分發(fā)揮各措施的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到補(bǔ)水排沙的治理目標(biāo)。

1)加強(qiáng)粗砂治理。對河道上游重點(diǎn)粗砂淤積地段進(jìn)行綜合治理，采取人工打撈、增強(qiáng)農(nóng)牧業(yè)等措施。

2)加強(qiáng)水庫修建。將大凌河主干道之上的水利工程形成體系化，通過水庫的攔沙、調(diào)水工程降低河道內(nèi)沙含量。

3)河槽的塑造與改造。水流及河沙的沖擊使得河道形態(tài)發(fā)生變化，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已不再大量需要寬河道運(yùn)沙，導(dǎo)致河道一側(cè)沙淤積嚴(yán)重，河道變窄。主要任務(wù)是形成穩(wěn)定的中河槽進(jìn)行淤積處理。

4)加大灘區(qū)放淤力度。在河灘區(qū)有計(jì)劃的實(shí)施人工放淤及引洪放淤，采取河道疏浚與淤灘相結(jié)合的治理方法，以達(dá)到河槽與灘涂同治理的目標(biāo)。

5)泥沙綜合利用。將打撈的河沙用于建筑、水利等周邊工程。

4 結(jié) 語

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類活動日益加劇，河道健康問題逐漸凸顯出來。文章通過對大凌河現(xiàn)有的健康狀態(tài)建立模型，進(jìn)行深入分析，指出問題的關(guān)鍵之處，并提出相應(yīng)的治理體系及解決措施，為類似的河道評價研究提供借鑒。

[1]鄧曉軍,許有鵬,翟祿新,等.城市河流健康評價指標(biāo)體系構(gòu)建及其應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2014(04):993-1001.

[2]朱衛(wèi)紅,曹光蘭,李瑩,等.圖們江流域河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2014(14):3969-3977.

[3]茹彤,韋安磊,楊小剛,等.基于河流連通性的河流健康評價[J].中國人口，資源與環(huán)境,2014(S2):298-300.

[4]黃海鵬,徐鎮(zhèn)凱,李詒路.基于云模型的河流健康多層次模糊綜合診斷—以贛江南昌段為例[J].長江流域資源與環(huán)境,2015(S1):62-69.

[5]孫博,馬濤,李偉.遼寧省典型河流生態(tài)健康評價指標(biāo)體系研究[J].人民黃河,2015(09):81-84.

[6]翟晶,徐國賓,郭書英,等.基于協(xié)調(diào)發(fā)展度的河流健康評價方法研究[J].水利學(xué)報(bào),2016(11):1465-1471.

[7]李美香,周向華,王啟明,等.基于改進(jìn)突變級數(shù)法的秦淮河河流健康評價[J].水資源與水工程學(xué)報(bào),2016(06):39-43.

[8]王明陽,董壯,徐昕.基于延拓盲數(shù)-網(wǎng)絡(luò)分析理論的河流健康評價[J].水資源與水工程學(xué)報(bào),2016(04):129-134.

[9]孫雪嵐,胡春宏.河流健康評價指標(biāo)體系初探[J].泥沙研究,2007(04):21-26.

Evaluation and Analysis of Dalinghe River Health Conditions

BIAN Jing-jun

(Tieling Hydrological Bureau,Tieling 112000,China)

Due to the internationalization background of rapid economic development, the human activities are exacerbated gradually and health problems about river course are more and more visible. The paper described in details the concept and system of river course to construct an evaluation model combing analytical hierarchy process and fuzzy evaluation based on the health evaluation project of Daling river course, discussing the key problem of the river course health deterioration in order to put forward the systematic governance system and measures.

analytical hierarchy process; fuzzy evaluation; health status;model

1007-7596(2017)03-0013-03

2017-02-22

卞京軍(1975-)，男，遼寧鐵嶺人，工程師，研究方向?yàn)樗乃Y源勘測及評價。

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