健康淮河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究

一、前言

河流的健康狀況不僅決定著其自身的演變發(fā)育，還影響著人類社會(huì)的生存與發(fā)展。河流的健康問(wèn)題不僅是河流自身的問(wèn)題，同時(shí)也是人類社會(huì)所面臨的問(wèn)題。要遏制河流的健康狀況惡化，就需要了解河流的健康狀況以及明確如何判定河流的健康狀況，從而進(jìn)一步為河流的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而有針對(duì)性地對(duì)河流進(jìn)行保護(hù)或者修復(fù)。

二、淮河存在的主要問(wèn)題

（1）水資源短缺、供需矛盾突出?；春恿饔蛉司Y源量少、來(lái)水變化大、攔蓄條件差、水資源短缺的形勢(shì)比較嚴(yán)峻，水資源自然條件和承載能力與人口、耕地分布極不相適應(yīng)，干旱缺水問(wèn)題突出。

（2）水污染嚴(yán)重，水生生境受損?；春恿饔蛩廴締?wèn)題突出，流域內(nèi)污染物入河量遠(yuǎn)超出水體納污能力。

（3）河道渠化嚴(yán)重，局部河道灘地狹窄?；春又卫磉^(guò)程中，治理河道斷面大都設(shè)計(jì)成規(guī)則化的幾何形狀，河道灘地大多狹窄，兩岸洼地人水爭(zhēng)地，圈圩造田致使河湖面積萎縮，蓄排功能退化。

三、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

河流健康應(yīng)該包括以下三方面的內(nèi)容:一是自然形態(tài)健康，主要是指河流結(jié)構(gòu)形態(tài)和水循環(huán)的完整以及功能的完備，是河流生機(jī)和活力的基礎(chǔ)；二是依賴河流的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)健康，包括人類健康在內(nèi)，是河流生機(jī)和活力的重要表征；三是河流的社會(huì)服務(wù)功能，是其對(duì)流域社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的支撐和貢獻(xiàn)，是人類開(kāi)發(fā)利用保護(hù)河流以及維持河流健康的初衷和意義所在。

根據(jù)河流健康的內(nèi)涵、功能和屬性，將整個(gè)指標(biāo)體系分為三個(gè)層次:目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。

（1）目標(biāo)層。河流健康評(píng)價(jià)的目標(biāo)在于綜合評(píng)價(jià)河流的健康狀況，評(píng)價(jià)河流在自然條件變化和人類活動(dòng)的擾動(dòng)下表現(xiàn)出來(lái)的癥狀，判斷河流的健康水平，最終指導(dǎo)河流的開(kāi)發(fā)利用、管理以及保護(hù)和維持河流健康。

（2）準(zhǔn)則層。準(zhǔn)則層即合理進(jìn)行河流健康評(píng)價(jià)的三方面準(zhǔn)則:自然形態(tài)健康子系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境健康子系統(tǒng)和社會(huì)服務(wù)良好子系統(tǒng)。

（3）指標(biāo)層。指標(biāo)層是對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則層的具體評(píng)價(jià)指標(biāo)，表述各個(gè)分類指標(biāo)的不同要素，通過(guò)定量或者定性指標(biāo)直接反映河流健康狀況。

四、指標(biāo)計(jì)算方法

1.自然形態(tài)指標(biāo)

（1）河床穩(wěn)定性。定性描述河床穩(wěn)定及河床的侵蝕淤積狀況。

（2）河岸穩(wěn)定性。定性描述河岸的穩(wěn)定、基質(zhì)類別及侵蝕狀況等。

（3）水系連通性。定性描述魚(yú)類遷移阻隔狀況。

（4）流量過(guò)程變異程度。采用如下公式計(jì)算:

式中:qm為評(píng)價(jià)年實(shí)測(cè)月徑流量；Qm為評(píng)價(jià)年天然月徑流量為評(píng)價(jià)年天然月徑流量平均值，天然徑流量按照水資源調(diào)查評(píng)價(jià)相關(guān)技術(shù)規(guī)劃得到的還原量。

（5）植被覆蓋率。由植被覆蓋面積與河岸帶土地總面積比值確定。

（6）灘槽比。由兩側(cè)灘地寬度之和與河槽寬度比值確定。

2.生態(tài)環(huán)境指標(biāo)

（1）生態(tài)流量滿足程度。采用如下公式計(jì)算:

式中:qd為評(píng)估年實(shí)測(cè)日徑流量為多年平均徑流量；EF1為4～9月份日徑流量占多年平均流量的最低百分比；EF2為10～3月份日徑流量占多年平均流量的最低百分比。

（2）水質(zhì)達(dá)標(biāo)率。監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)次數(shù)占評(píng)次次數(shù)的比值。

表1 健康淮河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系健康刻度表

表2 健康淮河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系綜合權(quán)重分配表

（3）生物完整性指數(shù)。參照Fausch等修訂的12個(gè)生物完整性指標(biāo)方法，根據(jù)淮河實(shí)際情況，采用魚(yú)類生物完整性指數(shù)來(lái)表示水生生物的完整性。用魚(yú)類IBI指數(shù)來(lái)表示，分為3個(gè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

（4）天然濕地保留率。采用如下公式計(jì)算:

式中:NWL為天然濕地保留率；AW為評(píng)估基準(zhǔn)年天然濕地面積（km2）；AWR為歷史（1980年）以前的濕地面積（km2）；NS為與評(píng)估河段有水力聯(lián)系的濕地個(gè)數(shù)。

3.社會(huì)功能指標(biāo)

（1）水資源開(kāi)發(fā)利用率。由流域水資源開(kāi)發(fā)利用量與流域水資源總量比值確定。

（2）供水保證率。由城鎮(zhèn)需水總量與城鎮(zhèn)實(shí)際供水總量比值確定。

（3）灌溉保證率。由灌溉用水量完全滿足的年數(shù)與總年數(shù)比值確定。

（4）通航水深保證率。由實(shí)際水深與換算水深達(dá)到航道水深天數(shù)與當(dāng)年通航天數(shù)比值確定。

（5）防洪指標(biāo)。采用如下公式計(jì)算:

式中:FLD為河流防洪指標(biāo)；RIVLn為河段n的長(zhǎng)度，評(píng)估河流根據(jù)防洪規(guī)劃劃分的河段數(shù)量；RIVBn根據(jù)河段防洪工程是否滿足規(guī)劃要求進(jìn)行賦值:達(dá)標(biāo)，RIVBn=1，不達(dá)標(biāo)，RIVBn=0；RIVWFn為河段規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期（如100年）。

五、評(píng)價(jià)指標(biāo)模型建立

1.模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

通過(guò)對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)、規(guī)劃、文件等資料中的有關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的綜合分析，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選結(jié)果，構(gòu)建淮河河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)便又不失一般性，約定河流健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)中，1～5級(jí)分別為“理想狀況”（80～100 分）、“健康”（60～80 分）、“亞健康”（40～60 分）、“不健康”（20～40分）和“病態(tài)”（0～20分）。各指標(biāo)健康刻度分值見(jiàn)表1。

2.評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

河流健康綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值用層次分析法確定。層次分析法的本質(zhì)上是一種決策思維方法，體現(xiàn)了“分解—判斷—綜合”的基本決策思維過(guò)程。依據(jù)層次分析法的決策思維，通過(guò)MATLAB數(shù)學(xué)軟件分別對(duì)各準(zhǔn)則層及各指標(biāo)層的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，確定健康淮河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中所有評(píng)價(jià)指標(biāo)在體系中的權(quán)重，見(jiàn)表2。

六、結(jié)論及展望

依據(jù)淮河流域的相關(guān)公報(bào)資料及調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)各指標(biāo)的現(xiàn)狀值進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果和健康刻度進(jìn)行對(duì)比，落在兩個(gè)刻度之間的數(shù)值通過(guò)線性內(nèi)插進(jìn)行健康刻度計(jì)算，各個(gè)指標(biāo)經(jīng)等權(quán)處理后得出最終的健康評(píng)價(jià)分值，經(jīng)綜合分析計(jì)算確定淮河整體的健康狀況。本文對(duì)健康淮河評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行初步探討，為更加科學(xué)準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)淮河健康狀況做好鋪墊，同時(shí)也為下一步的研究工作打下基礎(chǔ)■