關(guān)于云南利濟(jì)河健康狀況評(píng)價(jià)的探索研究

李皓君

（云南省設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，云南 昆明650000）

0 引言

自古以來(lái)，河流就是城市發(fā)展興旺的重要因素，城市河道不僅是城市水利、農(nóng)業(yè)、航運(yùn)等多功能運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，還是城市生態(tài)系統(tǒng)中包括氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性維持、生態(tài)調(diào)蓄等生態(tài)功能實(shí)現(xiàn)的載體。然而隨著我國(guó)城市發(fā)展迅速，規(guī)模的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)嚴(yán)重干擾了河道生態(tài)系統(tǒng)，但城市河道的一系列自然生態(tài)問(wèn)題被忽視，造成城市水系面積急劇減少，河道淤積嚴(yán)重，河床、河堤硬化面積大幅上升，使得河道生態(tài)功能退化，城市內(nèi)澇頻發(fā)，河道水質(zhì)污染嚴(yán)重。城市河流生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況開(kāi)始受到關(guān)注。

“河流健康”概念最早于1972 年在美國(guó)的《水污染控制修正法》中提出，但至今河流健康內(nèi)涵以及河流健康的基準(zhǔn)點(diǎn)仍未統(tǒng)一。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從生態(tài)修復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)健康等維度提出了生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)體系，我國(guó)學(xué)者也建立了評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的多種方法，包括“指示物種法”“指標(biāo)體系法”等，且水利部在2010年出版了《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法V1.0》，2020年又發(fā)布《河湖健康評(píng)價(jià)指南》，用于指導(dǎo)全國(guó)河流健康評(píng)價(jià)工作。綜合來(lái)看，城市河流的健康狀況評(píng)價(jià)主要從水文、水質(zhì)、生物性、社會(huì)功能四個(gè)維度進(jìn)行指標(biāo)的選取，但我國(guó)地域遼闊，各流域特征條件千差萬(wàn)別，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，而河流健康狀況評(píng)價(jià)體系的建立是一項(xiàng)完全依托于評(píng)價(jià)對(duì)象且受主、客觀因素影響的復(fù)雜工作，需充分結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、地理特征、社會(huì)服務(wù)需求、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、城市建設(shè)等特征因素進(jìn)行構(gòu)建，因此對(duì)于各類特征的河流健康狀況評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建還需要進(jìn)行更加細(xì)化、具體的研究。

本研究以我國(guó)云南滇東北地區(qū)昭通市利濟(jì)河為評(píng)價(jià)對(duì)象，重點(diǎn)關(guān)注河流水量、水質(zhì)，同時(shí)充分結(jié)合地區(qū)條件特征，建立基于指標(biāo)體系量化方法的河流健康評(píng)價(jià)體系。研究結(jié)果對(duì)云南山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠發(fā)達(dá)的城市中小型河流健康評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建有一定參考意義。

1 研究區(qū)域

1.1 研究區(qū)概況

昭通市昭陽(yáng)區(qū)位于云南滇東北地區(qū)，中心城市轄區(qū)內(nèi)主要河流為灑漁河和昭魯河，均屬金沙江流域。研究對(duì)象利濟(jì)河系昭魯大河中段右岸支流，位于云南省昭通市昭陽(yáng)區(qū)中心城區(qū)，全長(zhǎng)27.1 km，平均比降6.6‰，控制徑流面積113 km2。發(fā)源于城區(qū)東北側(cè)的小涼山（2667.7 m），以東北～西南向經(jīng)城區(qū)西城三孔橋、臘雞寨至高魯橋匯入昭魯大河。

境內(nèi)地處暖帶，為北緯高原大陸季風(fēng)氣候。冬季氣溫較低，夏季氣候涼爽，干濕兩季分明。城區(qū)多年平均降雨量750～1000 mm，降雨量在昭通各縣市中相對(duì)較小，但月際降雨量分布極為不均。

1.2 河流特征

（1）河流流域面積＜3000 km2。

（2）支流眾多，流域產(chǎn)流、匯流過(guò)程復(fù)雜。

云南省昭通地勢(shì)復(fù)雜，隨著流域內(nèi)城市快速發(fā)展，流域被分割成高低起伏的地塊，不同程度地改變了流域內(nèi)產(chǎn)流、匯流方向及過(guò)程。

（3）城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善，河岸截污不徹底，河道水質(zhì)差。

云南省昭通市屬于我國(guó)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，存在城市規(guī)劃缺位、基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善，以及沿河居民缺乏環(huán)保意識(shí)等歷史問(wèn)題，導(dǎo)致河岸截污工程不徹底，河道水質(zhì)差。

（4）人類活動(dòng)過(guò)度干擾，河道、河岸硬化占比大。

缺乏對(duì)河道生態(tài)功能的保護(hù)意識(shí)，隨著城市的擴(kuò)張，人口的增加，人類活動(dòng)的過(guò)度干擾導(dǎo)致河道渠化現(xiàn)象嚴(yán)重。

（5）旱、雨季降雨量區(qū)別明顯，月際降雨量分布極為不均，河流水量不穩(wěn)定。

2 河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建原則

河流健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度取決于能否科學(xué)、合理、有效地構(gòu)建指標(biāo)體系。針對(duì)利濟(jì)河流特征確定其健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則如下：

（1）河流健康狀態(tài)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建應(yīng)兼顧水資源開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)保護(hù)兩方面的利益；

（2）河流健康狀態(tài)評(píng)價(jià)要素能客觀、全面、真實(shí)可靠地反應(yīng)河流生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)；

（3）評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)選取易于量化和易于獲得的信息數(shù)據(jù)；

（4）構(gòu)建因地制宜的評(píng)價(jià)體系，指標(biāo)的選取應(yīng)反映和突出地域特征；

（5）指標(biāo)體系構(gòu)建應(yīng)具有實(shí)用性，可指導(dǎo)當(dāng)?shù)睾恿魃鷳B(tài)保護(hù)工作。

2.2 指標(biāo)體系構(gòu)建步驟

基于以上原則，針對(duì)利濟(jì)河的河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建步驟如下：

（1）對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與基礎(chǔ)資料收集，包括河岸線調(diào)查、河流地貌調(diào)查、河流水文調(diào)查、生物多樣性調(diào)查等；

（2）在調(diào)研的資料基礎(chǔ)上，確立河流健康評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)要素并根據(jù)評(píng)價(jià)要素及評(píng)價(jià)對(duì)象的流域特征選取評(píng)價(jià)指標(biāo)并構(gòu)建評(píng)價(jià)體系；

（3）參考相關(guān)文獻(xiàn)、案例以及咨詢相關(guān)專業(yè)的專家團(tuán)隊(duì)，對(duì)整個(gè)評(píng)價(jià)體系的合理性、針對(duì)性和科學(xué)性進(jìn)行復(fù)核，并適當(dāng)調(diào)整；

表2 健康河流指標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)的確立

（4）針對(duì)指標(biāo)體系開(kāi)展調(diào)查監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集工作；

（5）構(gòu)建指標(biāo)體系的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定指標(biāo)層賦分權(quán)重以及要素準(zhǔn)則層的賦分權(quán)重；

（6）參照指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦分并進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，最終得到評(píng)價(jià)結(jié)果，指導(dǎo)河流的生態(tài)保護(hù)工作。

2.3 指標(biāo)體系構(gòu)建及指標(biāo)含義

根據(jù)云南山地中小河流特征，并參考《河湖健康評(píng)價(jià)指南》及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，確定評(píng)價(jià)對(duì)象利濟(jì)河健康狀況評(píng)價(jià)要點(diǎn)包括：物理結(jié)構(gòu)、水文水質(zhì)、生物狀況、社會(huì)服務(wù)和管理狀況等5個(gè)要素，對(duì)以上5個(gè)評(píng)價(jià)要素進(jìn)行分解，選取出12個(gè)指標(biāo)對(duì)云南山地城市中小型河流健康狀況評(píng)價(jià)體系進(jìn)行構(gòu)建。各要素指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 云南山地城市中小河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.4 指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1 健康基準(zhǔn)點(diǎn)的確立

目前，關(guān)于河流健康基準(zhǔn)點(diǎn)的確立還存在一定的質(zhì)疑和爭(zhēng)議，一些學(xué)者認(rèn)為可將人類活動(dòng)干擾前的自然河流基準(zhǔn)作為河流健康基準(zhǔn)點(diǎn)，但由于河流生態(tài)系統(tǒng)始終在不斷演變，人類活動(dòng)不可消滅，我們永遠(yuǎn)無(wú)法恢復(fù)到原始的健康基準(zhǔn)狀態(tài)，并且我們認(rèn)為這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)并不有利于社會(huì)以及生態(tài)文明的可持續(xù)發(fā)展。在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)及我國(guó)國(guó)情的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了“可持續(xù)利用的良好生態(tài)河流的概念”，它既能強(qiáng)調(diào)河道生態(tài)系統(tǒng)的重要性又能兼顧河道適度開(kāi)發(fā)的合理性。因此，本項(xiàng)目將我們希望河流達(dá)到的理想狀態(tài)作為河流健康的標(biāo)準(zhǔn)值，這個(gè)理想的狀態(tài)能平衡河流的生態(tài)保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用之間的沖突，兼顧生態(tài)性與社會(huì)功能性。

河流健康是一個(gè)相對(duì)的概念，它包含了人們對(duì)河流生態(tài)狀態(tài)改善的期望，所以河流健康的基準(zhǔn)是主觀的，但河流健康狀況的評(píng)價(jià)指標(biāo)以河流健康的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)作為賦分基準(zhǔn)點(diǎn)，這就要求河流健康基準(zhǔn)點(diǎn)的確立是可測(cè)量的、客觀的。

2.4.2 指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)

河流健康狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦分主觀性較強(qiáng)。目前水利部針對(duì)我國(guó)國(guó)情發(fā)布的《河湖健康評(píng)價(jià)指南》（試行）中對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均有較為明確的賦值表，賦值表可作為我們進(jìn)行河流健康狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)賦值的參考，但由于利濟(jì)河流域面積小，山地特色顯著，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，城市內(nèi)河段距離較短，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)賦分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)河流地方特征。

（1）河流縱向連通指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

河流縱向連通指數(shù)根據(jù)單位河長(zhǎng)內(nèi)影響河流連通性的建筑物或設(shè)施數(shù)量評(píng)價(jià)，賦分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 河流縱向連通指數(shù)

（2）濱岸帶植被覆蓋率

濱岸帶植被覆蓋率為岸段植被覆蓋面積與岸段面積之比，植被覆蓋率賦分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表4 濱岸帶植被覆蓋率

（3）河岸帶寬度指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)水利部2019年印發(fā)的《河湖岸線保護(hù)與利用規(guī)劃編制指南（試行）》），適宜的左、右岸河岸寬度一般均應(yīng)大于河槽的0.4倍，一般可將其作為河岸寬度滿足要求的參照標(biāo)準(zhǔn)，但由于山地城市用地緊張，因此在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。河岸帶寬度指數(shù)是指寬度滿足要求的河岸長(zhǎng)度與評(píng)價(jià)河段總長(zhǎng)度之比。

表5 河岸帶寬度指數(shù)

（4）違規(guī)開(kāi)發(fā)利用水域岸線程度

該指標(biāo)主要考慮入河排放口建設(shè)合規(guī)性、排放口布局合理性以及河岸是否存在污水直排、散排問(wèn)題。對(duì)排放口建設(shè)合規(guī)性、排放口布局合理性進(jìn)行賦分，對(duì)于存在污水直排、散排等問(wèn)題則進(jìn)行扣分。入河排放口的合規(guī)性以及合理性可依據(jù)研究對(duì)象河流的地表水功能區(qū)保護(hù)級(jí)別作為參照，按0～100分進(jìn)行賦分；污水入河問(wèn)題則根據(jù)問(wèn)題嚴(yán)重程度按5～50分進(jìn)行扣分。

（5）生態(tài)流量

本次采用由Nehring 1979年提出的R2-CROSS法計(jì)算最小棲息地流量，根據(jù)利濟(jì)河各斷面情況以及河道坡降，分別將平均水深的流量代入曼寧公式進(jìn)行計(jì)算，綜合粗糙系數(shù)按0.028計(jì)，計(jì)算結(jié)果利濟(jì)河最小棲息地流量為1.20 m3/s。生態(tài)流量確定后計(jì)算河流逐日水位滿足生態(tài)水位的百分比，指標(biāo)計(jì)算結(jié)果數(shù)即是對(duì)照的評(píng)分。

（6）水質(zhì)優(yōu)劣程度

本次將GB 3838-2022 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目作為水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)項(xiàng)，再根據(jù)實(shí)測(cè)河流水質(zhì)指標(biāo)對(duì)照水質(zhì)類別標(biāo)準(zhǔn)限值作為水質(zhì)優(yōu)劣程度的賦分依據(jù)。評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)最差水質(zhì)項(xiàng)目的水質(zhì)類別代表該河流的水質(zhì)類別。

表6 水質(zhì)類別

（7）水體自凈能力

溶解氧（DO）對(duì)水生動(dòng)植物十分重要，因此選擇水中溶解氧濃度衡量水體自凈能力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)資料，取溶解氧≥6 mg/L作為水體自凈能力的基準(zhǔn)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行賦分。

表7 溶解氧

（8）魚(yú)類保有指數(shù)

將現(xiàn)狀魚(yú)類種數(shù)與1980年以前評(píng)價(jià)河湖的魚(yú)類種數(shù)（不含外來(lái)物種）比值作為魚(yú)類保有指數(shù)，用來(lái)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀魚(yú)類種數(shù)與歷史參考點(diǎn)魚(yú)類種數(shù)的差異狀況。

表8 魚(yú)類保有指數(shù)

（9）水生植物群落狀況

本次研究按2～5 km一個(gè)斷面對(duì)河段進(jìn)行水生植物群落狀況評(píng)價(jià)，對(duì)斷面區(qū)域水生植物種類、數(shù)量、外來(lái)物種入侵狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，將斷面水生植物群落豐富程度進(jìn)行分級(jí)賦分。

表9 水生植物群落狀況分級(jí)

2.5 評(píng)價(jià)賦分權(quán)重

河流的健康狀況評(píng)價(jià)無(wú)論是指標(biāo)賦值層面還是各層級(jí)各要素的權(quán)重確定均具有較強(qiáng)的主觀性，且不同河流、地區(qū)的地貌、氣候、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各項(xiàng)特征條件不同，難以統(tǒng)一評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦分權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)根據(jù)流域生態(tài)環(huán)境特征和評(píng)價(jià)指標(biāo)特點(diǎn)，充分考慮關(guān)鍵閾值且必須滿足法律法規(guī)的限定進(jìn)行權(quán)重取值，權(quán)重賦值后還需進(jìn)行專家咨詢等方法分類別進(jìn)行權(quán)重賦值的調(diào)整。本次評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重賦值如表10所示。

表10 河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重賦值表

2.6 河流健康評(píng)價(jià)賦分計(jì)算方法

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、信息采集等收集整理評(píng)價(jià)對(duì)象的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦分，并確定各層級(jí)指標(biāo)賦分權(quán)重后對(duì)河流健康評(píng)價(jià)進(jìn)行賦分計(jì)算，計(jì)算時(shí)按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及指標(biāo)層逐層加權(quán)的方法，方法如下：

式中：HSi—評(píng)價(jià)河流第i段河段河流評(píng)價(jià)健康狀況綜合分值；CWm—準(zhǔn)則層第m個(gè)準(zhǔn)則層的權(quán)重；ISn—指標(biāo)層第n個(gè)指標(biāo)的賦分分值；IWn—指標(biāo)層第n個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

整段評(píng)價(jià)對(duì)象河流的健康狀況綜合分值按照各個(gè)評(píng)價(jià)河段的長(zhǎng)度作為權(quán)重進(jìn)行最終的分值計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中：HS—河流健康狀況綜合分值；HSi—評(píng)價(jià)河流第i段河段健康狀況評(píng)價(jià)綜合得分分值；Li—第i段評(píng)價(jià)河段的長(zhǎng)度（km）。

2.7 評(píng)價(jià)結(jié)果分類

根據(jù)賦分計(jì)算結(jié)果將河流健康狀況分為五類，包括：一類河流（非常健康）、二類河流（健康）、三類河流（亞健康）、四類河流（不健康）、五類河流（惡劣狀態(tài)）。

表11 河流健康評(píng)價(jià)分類表

3 評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1 研究區(qū)域河流健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)不同河段特征及行政區(qū)劃等因素將研究區(qū)域河流分成三段，河段1長(zhǎng)2.8 km，河段2長(zhǎng)3.3 km，河段3長(zhǎng)2.5 km。

根據(jù)上節(jié)確定的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，以2019年作為評(píng)估年，對(duì)利濟(jì)河城區(qū)段進(jìn)行分段評(píng)價(jià)，逐級(jí)加權(quán)，評(píng)價(jià)結(jié)果詳見(jiàn)表12。

表12 河流健康評(píng)價(jià)分類表

3.2 結(jié)果討論與分析

從計(jì)算結(jié)果看評(píng)價(jià)河段利濟(jì)河城區(qū)段（1、2、3段）河流的健康狀況綜合分值為53.94分，評(píng)價(jià)分類屬于不健康狀態(tài)。

（1）不同河段不同評(píng)價(jià)要素健康狀況分析

從圖1中分析可見(jiàn)，在河道物理結(jié)構(gòu)與水文水質(zhì)方面，各河段健康狀況差距較為明顯，上游處于郊區(qū)河段（1段）情況較為良好，其中城區(qū)河道物理結(jié)構(gòu)健康狀況明顯降低，河道連通性較差；生物狀況中，植物的多樣性和數(shù)量有一定差距，郊區(qū)上游段（1段）情況稍好，但總體差別不大；總體上河道的管理體制機(jī)制并不完善。

圖1 不同河段不同評(píng)價(jià)要素健康狀況分值示意圖

（2）不同河段河流健康狀況分析

從圖2中可見(jiàn)評(píng)價(jià)河段利濟(jì)河城區(qū)段中上游河段（1段）處于亞健康狀態(tài)，中下游兩段（2段、3段）均為不健康狀態(tài)，全段河流健康狀況不容樂(lè)觀。

圖2 不同河段河流健康狀況分值示意圖

（3）不同評(píng)價(jià)要素河流健康狀況分析

從圖3中可見(jiàn)，評(píng)價(jià)要素中社會(huì)服務(wù)功能分值最高，管理狀況最差，其他要素分值也并不理想。由此可見(jiàn)利濟(jì)河城區(qū)段社會(huì)服務(wù)功能突出，河道的開(kāi)發(fā)利用程度高，但由于河道管理機(jī)制的欠缺，無(wú)科學(xué)的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃指導(dǎo)，導(dǎo)致河流生態(tài)健康狀態(tài)受人類活動(dòng)的影響嚴(yán)重，水生態(tài)環(huán)境較差，亟需進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)。

圖3 不同評(píng)價(jià)要素健康狀況分值示意圖

3.3 結(jié)論與建議

河流健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度取決于指標(biāo)體系構(gòu)建的合理性以及信息采集的可靠性。本次研究依托于“昭通市城市黑臭水體治理示范城市建設(shè)項(xiàng)目”，采樣檢測(cè)均為專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行，數(shù)據(jù)可靠，但指標(biāo)體系的構(gòu)建有不可避免的主觀性，因此構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)在充分借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)、參考《河湖健康評(píng)價(jià)指南》的基礎(chǔ)上應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)靥卣鳎嚓P(guān)專業(yè)專家進(jìn)行多次論證，以確保評(píng)價(jià)結(jié)果有較高的可信度。此外，目前沒(méi)有系統(tǒng)性的方法來(lái)驗(yàn)證評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度，該部分內(nèi)容仍需進(jìn)一步研究探索，使得河流健康狀況評(píng)價(jià)體系更加完整。