韓江流域內(nèi)河流健康評估研究

張亞娟，趙曉晨，陳基培

(珠江水資源保護科學(xué)研究所，廣東 廣州 510635)

河湖健康評估是河長制、湖長制工作的重要抓手，可以更加全面、及時、準(zhǔn)確地了解河流的健康狀況，是加強河湖健康狀況管理的重要基礎(chǔ)工作[1]。河流健康概念于20世紀(jì)80年代首次提出[2]。河湖健康概念被國外廣泛采納，如美國清潔水法(1972 年)[3-4]、歐盟水框架指令(2000 年)[5]、澳大利亞建立河流評價系統(tǒng)[6]等。河湖健康評估工作在中國起步較晚[7]，中國則于2003年首次提出“河流生命”的概念[8]。2010年9月，水利部全面開展國內(nèi)重要河湖健康評估工作。近幾年，制定了《湖泊健康評估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點工作用)(1.0版)》[9]《河湖健康評價指南(試行)》[10]、SL/T 793—2020《河湖健康評估技術(shù)導(dǎo)則》(以下簡稱《技術(shù)導(dǎo)則》)[11]。在此基礎(chǔ)上，遼寧、福建、浙江、江蘇等省份相繼出臺了評價導(dǎo)則、規(guī)范技術(shù)指引等體系與方法[12]。

韓江流域水質(zhì)的好壞、水量的豐枯關(guān)乎沿線廣東、江西、福建3省共8個地級市的用水安全和社會穩(wěn)定。開展韓江流域河湖健康評估開展永定河流域水生態(tài)健康評估是全面落實《國務(wù)院關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》(國發(fā)〔2012〕3 號)及 《關(guān)于全面推行河長制的意見》(2016 年 12 月 11 日)等重要任務(wù)，對加快推進水利治理體系和治理能力現(xiàn)代化，建設(shè)幸福河湖具有重大意義。

本文以2019年韓江流域現(xiàn)狀監(jiān)測與調(diào)查資料為基礎(chǔ)，依據(jù)《技術(shù)導(dǎo)則》，建立了包含水文完整性、形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性、化學(xué)完整性、生物完整性和社會服務(wù)功能可持續(xù)性5個方面的河湖健康評估體系，對韓江流域評估河段的生態(tài)狀況和功能狀況進行了分類評估和綜合評估。

1 研究區(qū)域概況及調(diào)查方法

韓江流域位于粵東、閩西南地區(qū)，跨越廣東、江西、福建3省共8個地級市，地理位置在東經(jīng)115°13′～117°09′，北緯23°17′～26°05′，南北長310 km，平均寬98 km。韓江干流全長470 km，平均坡降0.4‰，集水面積30 112 km2。流域內(nèi)集水面積大于1 000 km2的支流有五華河、寧江、石窟河(中山河)、汀江、長汀河、舊縣河、黃潭河、永定河和梅潭河等。

2019年度，在韓江流域開展了枯水期和豐水期水質(zhì)、水生物監(jiān)測，河岸帶調(diào)查和公眾滿意度調(diào)查等工作，具體調(diào)查方法見表1，采樣點位置見圖1。

表1 研究區(qū)域調(diào)查方法

圖1 韓江流域水質(zhì)與水生物采樣點位置

2 評估指標(biāo)及分析計算

2.1 評估指標(biāo)體系構(gòu)建

科學(xué)的指標(biāo)體系是判斷河湖生態(tài)系統(tǒng)健康與否的重要標(biāo)準(zhǔn)[13 ]。根據(jù)《技術(shù)導(dǎo)則》，結(jié)合珠江健康的特色，韓江流域健康評估指標(biāo)體系主要包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、亞準(zhǔn)則層和指標(biāo)層4個層次。具體指標(biāo)體系見表2。

表2 韓江流域健康評估指標(biāo)體系

2.2 評估河段劃分

本次韓江流域評估劃分原則依據(jù)《技術(shù)導(dǎo)則》評估河段的劃分原則，根據(jù)河流水文特征、河床及河濱帶形狀、水質(zhì)狀況、水生生物特征以及流域經(jīng)濟社會發(fā)展特征，結(jié)合不同水功能區(qū)的自然屬性和主導(dǎo)水體功能類型進行劃分，確定評估的重點，將梅江、韓江以及支流汀江、石窟河和梅潭河納入評估河段。結(jié)合水功能區(qū)共確定了際頭、尖山、夏阜中學(xué)、大壩、水口等37個評估單元。37個評估單位具體劃分見表3，具體位置見圖2。

表3 韓江流域健康評估單元劃分

續(xù)表3 韓江流域健康評估單元劃分

圖2 韓江流域評估單位劃分

2.3 指標(biāo)權(quán)重賦值

韓江流域評價了生態(tài)狀況和功能狀況，其中生態(tài)狀況包括：水文完整性、形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性、化學(xué)完整性和生物完整性指標(biāo)四大指標(biāo)；功能狀況包括社會服務(wù)功能可持續(xù)性指標(biāo)。

根據(jù)《技術(shù)導(dǎo)則》河湖健康評估采用分級指標(biāo)評分法，逐級加權(quán)，綜合計算評分。評估指標(biāo)值根據(jù)賦分標(biāo)準(zhǔn)表進行賦分時，采用線性插值法。

由于《技術(shù)導(dǎo)則》中部分指標(biāo)層指標(biāo)未給出權(quán)重，根據(jù)《技術(shù)導(dǎo)則》中賦分權(quán)重要求和韓江流域?qū)嶋H情況，結(jié)合《河湖健康評估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點工作用)》(1.0版)的賦分方法，對指標(biāo)層進行權(quán)重賦分，具體權(quán)重賦分見表4。

表4 河湖健康評估目標(biāo)層及準(zhǔn)則層賦分權(quán)重

2.4 指標(biāo)計算和數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源見表5，指標(biāo)計算根據(jù)表的權(quán)重值，按照《技術(shù)導(dǎo)則》計算公式計算。

表5 河湖健康評估數(shù)據(jù)來源

3 評估結(jié)果與討論

3.1 水文完整性評估結(jié)果

從評估結(jié)果來看，韓江流域整體水文完整性狀況評估平均分為60.2分。由于2019年韓江流域整體來水為偏枯的年份，各條河流的水文完整性平均得分較低，尤其是河流生態(tài)流量滿足程度的評分較低，且在水文完整性評估中占比權(quán)重較大，造成整體的得分較低。此外，梯級電站位置分布、流量過程變異程度等對水文完整性評估指標(biāo)分?jǐn)?shù)有所影響。

3.2 化學(xué)完整性評估結(jié)果

從評估結(jié)果來看，韓江流域化學(xué)完整性總體評分為92.4分。水源地水質(zhì)達標(biāo)狀況和苯系物(BCP)達標(biāo)率均為100%，水質(zhì)優(yōu)劣程度均在80分以上，化學(xué)完整性較好，評估單元化學(xué)完整性分值較高。

3.3 形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性

由于植被覆蓋度低，岸坡沖刷嚴(yán)重，河岸帶自然狀況較差，河岸帶自然狀況得分較低，均低于50分。但河岸帶人工干擾程度和河流縱向連通性較好，形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性總體評分為81.12分。在37個評估單元中，得分最高的評估分區(qū)為梅潭河源頭水保護區(qū)(新村斷面)85.3分。受植被覆蓋度低，岸坡沖刷嚴(yán)重的影響，梅江干流梅縣保留區(qū)(梅州橋斷面)河岸帶自然狀況較差，總體評分最低為72.46分。

3.4 生物完整性

總體來看，韓江流域源頭、干支流上游污染相對較小，特定污染敏感指數(shù)(IPS)值較高。干流河段受梯級開發(fā)影響的水域及流經(jīng)城鎮(zhèn)的區(qū)域，附生硅藻IPS指數(shù)值較低，部分支流河段，尤其是流經(jīng)城區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)區(qū)的河段，受城鎮(zhèn)污染來水及附近生活污水影響、農(nóng)業(yè)面源污染等影響，IPS指數(shù)值較低。由于韓江河流底質(zhì)多以砂質(zhì)為主，部分河段受梯級開發(fā)影響水流變緩，導(dǎo)致河流底質(zhì)環(huán)境缺少空間異質(zhì)性，韓江底棲動物多樣性較低。韓江流域生物完整性總體評分為52.9分，水生生態(tài)環(huán)境狀況為不健康到亞健康之間，韓江干流略高于其他支流。

3.5 社會服務(wù)功能可持續(xù)性評估結(jié)果

韓江流域公眾滿意度和防洪工程達標(biāo)率均較高，社會服務(wù)功能可持續(xù)性總體評分為80.30分。除留隍評估單元的賦分值為65.56外，其余36個評估單元的賦分值均在70分以上。總體看來，韓江干流略高于其他支流，韓江流域的社會服務(wù)功能完整性狀況較好。具體評價結(jié)果見表6。

表6 韓江流域各評估單元評估結(jié)果賦分

續(xù)表6 韓江流域各評估單元評估結(jié)果賦分

3.6 總體評估

韓江流域的河流健康評估分?jǐn)?shù)為68.8分，評價結(jié)果為健康。生物完整性較差，導(dǎo)致生態(tài)狀況較差，處于亞健康到健康狀態(tài)，公眾滿意度較高，功能狀況較好，為健康狀態(tài)。

從河流來看，韓江干流得分較支流平均得分略高，韓江干流得分為70.1。琴江、梅江、汀江、石窟河和梅潭河得分分別為69.3、66.5、69.1、68.8和65.4。韓江流域健康評估報告卡見圖3。

圖3 韓江流域健康評估報告卡

4 結(jié)論及建議

a)評價指標(biāo)體系建設(shè)以符合河湖管理實際，幫助公眾了解河湖真實健康狀況為核心，由于技術(shù)導(dǎo)則中備選指標(biāo)較多，開展河流健康評估階段應(yīng)結(jié)合流域自身特點，選取能真實反映河流健康狀況且與必選指標(biāo)互補的指標(biāo)作為備選指標(biāo)。本項目選取流量過程變異程度、河岸穩(wěn)定性、防洪指標(biāo)分別作為水文完整性、形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性、社會服務(wù)功能完整性3個亞準(zhǔn)則層的備選指標(biāo)。同時，經(jīng)多年在珠江流域健康狀況的評估工作的開展，選取符合流域特色的亞準(zhǔn)則層指標(biāo)苯系物指標(biāo)、硅藻指數(shù)作為生物完整性和化學(xué)完整性的自選指標(biāo)。從水文完整性、形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性、化學(xué)完整性、生物完整性和社會服務(wù)功能可持續(xù)性5個方面進行分類評估和綜合評估。評估結(jié)果表明：韓江流功能狀況較好，處于健康到非常健康狀態(tài)；生態(tài)狀況較差，處于亞健康到健康狀態(tài)，總體評估為健康狀況。

b)河湖健康評估體系構(gòu)建是評估河湖健康的關(guān)鍵，中國已開展大量河湖健康評估體系研究[15-19]，但河湖健康評估的指標(biāo)體系的建設(shè)具體內(nèi)容還需根據(jù)流域特征，在應(yīng)用中進一步地篩選和修正，為更加全面、深入地分析珠江流域河湖健康狀況，建議后期結(jié)合流域現(xiàn)狀與問題，對珠江流域開展連續(xù)性的河流健康狀況評估，構(gòu)建更加具有流域特色的河湖健康評估指標(biāo)體系，更好地體現(xiàn)區(qū)域差異性，更有效服務(wù)于河長湖長制工作。

c)河流月徑流量還原計算中，數(shù)據(jù)資料來源于水文年鑒水量調(diào)查成果，還原方法采用水文計算中計算天然徑流的傳統(tǒng)方法——分項還原法[14]，計算成果符合計算規(guī)范，建議今后繼續(xù)探討更適合韓江流域流量變異程度分析的天然徑流還原方法。

d)河岸帶狀況現(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測手段較為傳統(tǒng)，獲取的數(shù)據(jù)類型較單一，數(shù)據(jù)少，直觀展示仍然以圖片或照片為主。建議探索無人機、衛(wèi)星遙感等先進監(jiān)測手段與大數(shù)據(jù)、GIS等信息處理技術(shù)相結(jié)合的方式，從全湖尺度及時獲取湖岸帶變化動態(tài)，提高數(shù)據(jù)的多樣性和連續(xù)性。

e)由于技術(shù)導(dǎo)則中未明確各準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重，僅提出權(quán)重確定原則“基礎(chǔ)指標(biāo)權(quán)重應(yīng)高于備選指標(biāo)權(quán)重；化學(xué)完整性及生物完整性亞準(zhǔn)則層采用最小因子法”，目前河湖健康評估工作中被廣泛采用的指標(biāo)靜態(tài)賦分無法將河湖健康狀況的變化趨勢反映出來[1]。評估尚無參考性指標(biāo)權(quán)重，為反映流域河湖健康真實現(xiàn)狀，建議今后繼續(xù)探討更適合流域范圍內(nèi)的指標(biāo)權(quán)重值。建議進一步開展珠江流域的指標(biāo)體系權(quán)重研究，完善流域指標(biāo)權(quán)重，使評價結(jié)果能更準(zhǔn)確反映河流健康狀況。