缺水地區(qū)城市河流健康評價研究
2023-04-29 00:44:03夏龍超袁進(jìn)董靜孫琦周媛
水生態(tài)學(xué)雜志 2023年6期
夏龍超 袁進(jìn) 董靜 孫琦 周媛
摘要：構(gòu)建缺水地區(qū)城市河流評價指標(biāo)體系，豐富缺水城市水系管理、河流生態(tài)修復(fù)的理論基礎(chǔ)。以太原市9條城市河流為研究對象，從水文水質(zhì)、河流形態(tài)、生物、社會經(jīng)濟(jì)等4方面選取13個指標(biāo)構(gòu)建適用于缺水城市的河流健康指標(biāo)體系，采用層次分析法和集對分析法進(jìn)行評價。結(jié)果表明：9條河流均在過去5年里經(jīng)歷過大規(guī)模改造，各河流健康狀態(tài)較為接近，其中，北排洪渠處于健康狀態(tài)，風(fēng)峪沙河處于不健康狀態(tài)，其余7條河流處于亞健康狀態(tài)；各河社會經(jīng)濟(jì)方面均處于健康狀態(tài)，生物狀況、河流形態(tài)多處于亞健康狀態(tài)，水文水質(zhì)多處于亞健康和不健康狀態(tài)。評價結(jié)果從理論上揭示了太原9條河流存在的問題，水文狀況較差是目前的主要問題，與實際情況較為一致，證明本研究所建立的評價模型適用于缺水地區(qū)城市河流健康評價。當(dāng)前在河道尺度上開展生態(tài)補水是改善河流健康狀態(tài)的主要手段和可行措施，而實施水源涵養(yǎng)、水資源優(yōu)化配置、河道近自然恢復(fù)、海綿城市建設(shè)等流域綜合治理修復(fù)是維持河流生態(tài)健康的治本之策。
關(guān)鍵詞：河流健康評價；城市河流；缺水地區(qū)；集對分析；太原九河
中圖分類號：X826? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號：1674-3075（2023）06-0027-09
文明濱水而生，城市依水而興，河流為城市發(fā)展提供了供水、交通、景觀等多種生態(tài)服務(wù)和經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能，在人類社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用（趙彥偉和楊志峰，2005）。然而伴隨著城市化進(jìn)程，人類社會對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求不斷增加，城市河流健康面臨多方面的威脅：水資源開發(fā)量過大、水體污染嚴(yán)重、河流渠道化、河岸硬質(zhì)化、生態(tài)系統(tǒng)全面退化等（Shan et al，2021）。水環(huán)境問題的日益凸顯，引起政府和公眾的廣泛關(guān)注，水環(huán)境治理從理論、政策、實踐等多方面展開，河流健康評價作為河流管理中的重要內(nèi)容以及河流生態(tài)恢復(fù)的重要評判依據(jù)，已經(jīng)成為國內(nèi)相關(guān)研究的熱點（鮑艷磊等，2021；朱惇等，2019）。
河流健康評價方法目前主要分為兩種，一是以河流無脊椎動物預(yù)測與分類系統(tǒng)（River Invertebrate Prediction and Classification System）和澳大利亞河流評估系統(tǒng)（The Australian River Assessment System）為代表的預(yù)測模型法；另一種是以生物完整性指數(shù)（Index of Biological Integrity），河岸、河道與環(huán)境指標(biāo)體系（Riparian， Channel， Environment）和溪流狀況指數(shù)（Index of Stream Condition）等為基礎(chǔ)的綜合指標(biāo)法（Zhao et al，2019）。其中，綜合指標(biāo)法在國內(nèi)研究較多，且更多地應(yīng)用于城市河流健康評價中（趙彥偉和楊志峰，2005；羅坤，2017；曾鵬等，2020），研究內(nèi)容集中于評價方法和指標(biāo)體系。常用的河流健康評價方法有模糊綜合評價法（趙彥偉和楊志峰，2005）、集對分析法（Zhao et al，2019）、層次分析法（方曉等，2021）、物元可拓模型（Shan et al，2021；桂玉茹等，2021）等。其中集對分析法近年來得到穩(wěn)定發(fā)展，在環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用（Yang et al，2011；Yang et al，2015；Xiang et al，2021a），且環(huán)境評價是集對分析最主要的發(fā)展方向（Xiang et al，2021b）。在長期的實踐和總結(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗中，國內(nèi)河流健康評價指標(biāo)體系趨向于涵蓋水文水資源、物理形態(tài)、水質(zhì)、水生生物及社會服務(wù)功能5方面內(nèi)容（彭文啟，2018），其中整合社會服務(wù)功能方面指標(biāo)是我國河流健康評價的獨到之處，是我國城市河流特點的體現(xiàn)（Anwar et al，2020）。
目前城市河流健康評價相關(guān)研究多集中于水資源豐沛地區(qū)，而對缺水城市的河流研究相對較少。缺水地區(qū)的城市河流大多流域規(guī)模小、季節(jié)性明顯、水環(huán)境容量小，更易受城市發(fā)展的影響（桂玉茹等，2021），加之水資源緊張的區(qū)域背景，這類河流在為城市發(fā)展提供生態(tài)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)的同時出現(xiàn)了河道流量少甚至長期斷流，高度依賴人工補給，河流水生生態(tài)退化、消失（姚璐等， 2021）等一系列不同于其他地區(qū)城市河流的問題。針對缺水地區(qū)城市河流，本文以太原市市區(qū)范圍內(nèi)的9條河流為研究對象，立足實際，創(chuàng)新評價指標(biāo)選取，選擇水文綜合得分、河道植物多樣性指數(shù)、優(yōu)勢植物類型，城區(qū)沿河快速路覆蓋率等指標(biāo)構(gòu)建缺水地區(qū)城市河流評價指標(biāo)體系，利用層次分析法和集對分析法進(jìn)行河流健康評價，并給出分析和建議，以期為缺水地區(qū)城市河流管理、生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
1? ?研究方法
1.1? ?區(qū)域概況
利用太原地區(qū)GDEMV2 30 m 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺
北排洪渠、玉門河、虎峪河、九院沙河、冶峪沙河、風(fēng)峪沙河、北澗河、北沙河、南沙河（簡稱太原九河）均為太原市六城區(qū)內(nèi)的汾河一級支流，位于37°44'4"～37°56'3" N，112°17'59"～112°45'54" E，流域面積32.37～63.86 km2，長度5.4～26 km。北排洪渠、玉門河、虎峪河、九院沙河、冶峪沙河、風(fēng)峪沙河發(fā)源于太原西山，北澗河、北沙河、南沙河發(fā)源于太原東山，流域區(qū)域大部分位于城市之中，全部于太原市六城區(qū)內(nèi)匯入汾河。研究區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，區(qū)內(nèi)多年平均降水量467 mm（1956-2000年），全年約70%的降雨量集中在6-9月（王倩等，2023），氣候年際變化大，干旱災(zāi)害頻發(fā)。隨著城市發(fā)展，9條河流均由于排污、基礎(chǔ)設(shè)施不完善等原因出現(xiàn)水體黑臭情況（徐明德等，2010）。2018年太原市完成九河綜合整治工程，黑臭水體、防洪、交通等問題得到一定程度解決。
1.2? ?數(shù)據(jù)來源
評價數(shù)據(jù)來源于水文水質(zhì)監(jiān)測、植物群落調(diào)查、河流形態(tài)調(diào)查等實地調(diào)查工作、政府公開的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、政策文件資料以及其他學(xué)者研究成果，具體數(shù)據(jù)來源見表1。于2021年7-9月對太原九河進(jìn)行實地調(diào)查。水文水質(zhì)監(jiān)測和植物群落生態(tài)調(diào)查點位如圖1，水質(zhì)監(jiān)測使用YSI便攜式水質(zhì)測定儀結(jié)合實驗室檢測分析進(jìn)行；參照劉璐等（2020）和方精云等（2009）的方法進(jìn)行植物群落調(diào)查；河流形態(tài)調(diào)查包括河岸類型、河床類型、河流連通性的調(diào)查，河床類型的調(diào)查結(jié)合設(shè)定的植物樣點進(jìn)行，河岸類型與河流連通性沿河進(jìn)行調(diào)查。
1.3? ?評價模型
1.3.1? ?指標(biāo)體系構(gòu)建? ?指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)因地制宜、因時制宜（彭勃等，2014），本研究在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合太原市九河實際情況從水文水質(zhì)、生物、河流形態(tài)、社會經(jīng)濟(jì)4方面選取13個評價指標(biāo)，構(gòu)建評價指標(biāo)體系（表1）。
水文方面，太原九河缺乏水文監(jiān)測，且河道普遍缺水，大部分河段僅在雨季存在較淺水流，進(jìn)行流速、流量監(jiān)測較為困難。在借鑒使用其他水文要素（如水面率、淹沒面積等）量化方法（方曉等，2021；桂玉茹等，2021）的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測條件，結(jié)合水面占比、流速狀態(tài)對水文狀況進(jìn)行綜合評價，水文綜合得分賦分規(guī)則見表2。水質(zhì)方面，水質(zhì)綜合指數(shù)可反映水體在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下總體的污染水平，避免了單項水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的冗余，本文選取水質(zhì)綜合指數(shù)作為水質(zhì)評價指標(biāo)。
生物方面，對于本研究區(qū)內(nèi)太原九河，生態(tài)基流難以保持、非雨季多呈干涸，水生生物缺失的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的魚類、底棲動物、浮游動物、浮游植物的研究方法顯然不適用，而各河道內(nèi)植物群落趨于穩(wěn)定，故選用河道內(nèi)植物相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行健康評價。Shannon-wiener多樣性指數(shù)是群落調(diào)查中常用的α多樣性指數(shù)，可反映群落內(nèi)物種的豐富度和均勻度（方精云等，2009），故選用河道內(nèi)植物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)來評價河道植物群落多樣性。此外，河道植物的生活型也是反映河流植物群落是否健康的重要方面，故選用河道植物優(yōu)勢種類型得分（曾鵬等，2020）作為生物評價指標(biāo)，河道優(yōu)勢植被類型評價賦分標(biāo)準(zhǔn)見表2。
隨著城市化進(jìn)展，城市河流形態(tài)發(fā)生巨大的變化，河道空間被擠占、河道渠化成為城市河流最直觀的問題之一，故本文從河道尺度上選取河床底質(zhì)和河岸類型來反映河道微觀形態(tài)，從流域尺度上選擇河流蜿蜒度和縱向連通度來反映河流的宏觀形態(tài)。
社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開河流為城市提供的服務(wù)功能，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也深刻影響和改變了河流，社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)從城市與河流相互作用的角度選取。一是考慮河流發(fā)揮的社會經(jīng)濟(jì)功能：由于區(qū)域缺水背景和河道缺水現(xiàn)狀，太原九河不承擔(dān)供水和航運功能，主要發(fā)揮行洪功能，選取防洪工程達(dá)標(biāo)率作為評價行洪功能的指標(biāo)；太原市九河改造的一個重要內(nèi)容是以路代堤，修建沿河快速路，一方面形成了硬質(zhì)堤防，壓縮了河流空間，對河流生態(tài)性產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響，但另一方面，以路代堤提高了土地利用效率，疏解了太原市的交通壓力，連通城中心與東西山地區(qū)，帶動區(qū)域環(huán)境改善、經(jīng)濟(jì)發(fā)展，故選用沿河快速路覆蓋率來評價太原九河突出的交通服務(wù)功能。二是考慮城市發(fā)展導(dǎo)致的流域狀況的改變：水資源開發(fā)利用率可以反映流域水資源利用程度，評價區(qū)域水資源緊張情況；萬元GDP用水來評價流域水資源利用合理程度，反映地區(qū)工業(yè)用水水平；不透水地面率能夠較好的反映出城市建設(shè)發(fā)展程度（羅坤，2017），相較于其他城市發(fā)展指標(biāo)，不透水地面率更加直觀，且易于通過遙感手段獲取。
1.3.2? ?評價標(biāo)準(zhǔn)? ?本文將健康等級分為很健康、健康、亞健康、不健康、病態(tài)5個等級，結(jié)合相關(guān)研究成果、太原九河實際情況及專家意見，各等級取值范圍如表3。
1.3.3? ?評價方法? ?層次分析法是一個被廣泛運用的、成熟的權(quán)重分配方法（桂玉茹等，2021），通過同一層次中不同指標(biāo)的兩兩比較構(gòu)造判斷矩陣，求解出各指標(biāo)的權(quán)重。首先按照指標(biāo)體系層次關(guān)系設(shè)計專家打分表，邀請相關(guān)專家按1-9標(biāo)度法填寫咨詢表，建立判斷矩陣，計算采用特征向量法，求得最大特征根及其對應(yīng)的特征向量，若經(jīng)過一致性檢驗，該特征向量歸一化后即為指標(biāo)權(quán)重（曹明弟，2007）。
集對分析是由我國學(xué)者趙克勤提出的一種不確定性理論，以聯(lián)系度表達(dá)式μ=a+bi+cj刻畫各種不確定性問題，使對不確定性的辯證認(rèn)識轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)學(xué)表達(dá)，在處理不確定性問題上有著廣泛應(yīng)用（趙克勤和宣愛理，1996）。集對分析有著計算簡單，結(jié)果可靠，處理不確定問題的能力強的優(yōu)點（Xiang et al，2021b），而河流健康評價是一個多指標(biāo)的不確定性問題，因此本文使用集對分析理論來構(gòu)建河流健康評價方法（胡曉雪等，2008；Zhao et al，2019）。計算方法如下：
設(shè)S={sik}（k = 1，2，3，4，5）為河流健康評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)集，分別對應(yīng)很健康、健康、亞健康、不健康、病態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值取值規(guī)則見式①（王文圣等，2009）。對于越大越優(yōu)指標(biāo)，其聯(lián)系度函數(shù)計算方法如式②，對于越小越優(yōu)指標(biāo)，其聯(lián)系度函數(shù)計算方法如式③。
2? ?結(jié)果與分析
2.1? ?權(quán)重分布及特點
由層次分析法得到各層次指標(biāo)權(quán)重見表1，準(zhǔn)則層中水文水質(zhì)、社會經(jīng)濟(jì)權(quán)重較大，均為0.351；指標(biāo)層中，水文水質(zhì)中的水文綜合權(quán)重較大，為0.281。這在一定層度上體現(xiàn)了本文評價對象城市河流的問題和特點：缺水地區(qū)，生態(tài)基流難以保障是河流的突出問題；城市之中，防洪等社會經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能相對重要。
2.2? ?太原九河健康評價
太原九河健康評價結(jié)果如表4?？傮w上各河健康程度差異不大，除北排洪渠處于健康狀態(tài)、風(fēng)峪沙河處于不健康狀態(tài)外，其余各河均處于亞健康狀態(tài)。各河準(zhǔn)則層評價結(jié)果如圖2。水文水質(zhì)方面評價結(jié)果較差，其中，風(fēng)峪沙河處于病態(tài)，南沙河、北沙河、虎峪河和冶峪沙河處于不健康狀態(tài)，北澗河、玉門河和九院沙河處于亞健康狀態(tài)，只有北排洪渠處于健康狀態(tài)。
太原九河指標(biāo)層評價結(jié)果見圖3。水文水質(zhì)方面包含水文綜合指標(biāo)和水質(zhì)綜合指數(shù)2項指標(biāo)，其聯(lián)系度評價結(jié)果如圖3a，水文綜合指標(biāo)由于相對權(quán)重較大，評價結(jié)果同水文水質(zhì)相似，除北排洪渠處于健康、玉門河處于亞健康、風(fēng)峪沙河處于病態(tài)，其余各河均處于不健康狀態(tài)；各河之間水質(zhì)指標(biāo)差異性較大，北澗河、九院沙河水質(zhì)較好，評價結(jié)果為很健康，南沙河、北沙河、北排洪渠、玉門河則處于病態(tài)。多數(shù)河流處于不健康的水文綜合指標(biāo)評價結(jié)果，反映了區(qū)域缺水背景下太原九河河道缺水的現(xiàn)狀，而水質(zhì)綜合指數(shù)的評價結(jié)果除了部分反映了河流水污染治理的工作成效之外，在本文研究背景下，也一定程度上反映了河道缺水的狀況。2018年太原市九河綜合整治工程采取管網(wǎng)雨污分流改造、關(guān)閉排污口等工程措施，沿河排污得到了有效治理，北澗河、九院沙河處于很健康狀態(tài)也印證了這一點，但其余各河水質(zhì)狀況并不理想，可能由多原因共同導(dǎo)致，從河流自身的角度，水體流動性差，水環(huán)境容量小、易受外部因素擾動和底泥內(nèi)源污染是水質(zhì)不健康的可能誘因；從外部環(huán)境的角度，經(jīng)過多年的城市建設(shè)和污染治理，太原市城區(qū)基本完成雨污分流改造，沿河基本無點源污染，因此可能原因是面源污染。結(jié)合實地調(diào)研情況，認(rèn)為河流自身水文情況不夠理想導(dǎo)致的流動性差、水環(huán)境容量小可能是太原九河不健康的主要原因。
河流形態(tài)方面除北沙河、虎峪河、九院沙河處于不健康狀態(tài)外，其余各河差異不大（極差為0.146），均處于亞健康狀態(tài)。具體指標(biāo)（圖3b）中縱向連通性評價結(jié)果較好，除虎峪河、九院沙河處于亞健康狀態(tài)，其余各河均處于健康或很健康狀態(tài)；河床底質(zhì)、河岸類型、河流蜿蜒度3項指標(biāo)則多處于不健康或病態(tài)。河流形態(tài)現(xiàn)狀是城市河流隨城市變遷長時期演化的結(jié)果，與城市發(fā)展的各個時期的社會經(jīng)濟(jì)需求、人們對城市與河流的關(guān)系的認(rèn)知水平息息相關(guān)。
生物指標(biāo)方面北排洪渠和冶峪沙河處于健康狀態(tài)，南沙河、北沙河、玉門河、虎峪河和九院沙河處于亞健康狀態(tài)，北澗河、風(fēng)峪沙河處于不健康狀態(tài)；各河Shannon-wiener多樣性指數(shù)評價結(jié)果（圖3c）差異很小，多處于亞健康水平，而河道優(yōu)勢植被類型評價結(jié)果（圖3c）產(chǎn)生了較大的差異，涵蓋了5種評價結(jié)果，其中北排洪渠評價結(jié)果最好，為很健康，風(fēng)峪沙河評價結(jié)果最差，為病態(tài)?？傮w上太原九河河道植被以陸生草本植被為主，缺乏水生生物，原因可能來源于以下兩點，一是河道缺水使得水生生物生境匱乏，二是近年大規(guī)模河流改造工程幾乎重置了河道內(nèi)生物群落，水生植物恢復(fù)除了需要水生生境還需要更長的時間（孔維博等，2021）。
得益于2018年完成的太原市河流綜合整治工程，各河社會經(jīng)濟(jì)方面評價結(jié)果較好，均處于健康狀態(tài)。其中（圖3d）表征城市河流服務(wù)功能的防洪工程達(dá)標(biāo)率、沿河快速路覆蓋率各河均處于很健康狀態(tài)，社會服務(wù)功能發(fā)揮良好。表征流域水資源利用的水資源開發(fā)利用率和萬元GDP用水評價結(jié)果對立，前者處于病態(tài)、后者處于很健康，一方面體現(xiàn)了城市經(jīng)濟(jì)用水處于合理水平，另一方面印證了水資源緊張的區(qū)域背景和人口、經(jīng)濟(jì)密集的城市區(qū)域特點，揭示了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展同自然資源的矛盾。表征城市化水平的不透水地面率除南沙河、北排洪渠處于亞健康狀態(tài)，其余各河均處于健康或很健康狀態(tài)。
3? ?討論
3.1? ?基于缺水地區(qū)實際情況的指標(biāo)體系
我國地域遼闊，各河流所處的自然背景、社會經(jīng)濟(jì)背景都不盡相同，為此應(yīng)因地制宜地制定河流健康評估體系（董哲仁，2005）。相對于他人相關(guān)研究（曾鵬等，2020；桂玉茹等，2021），本文在指標(biāo)的選擇上有一定的地域特點。太原九河缺少長期、全面的水文水質(zhì)和生態(tài)監(jiān)測，且太原九河現(xiàn)狀使得相關(guān)指標(biāo)較難通過監(jiān)測手段獲得，局限了相關(guān)指標(biāo)的選擇。為此，本文使用了簡化水文指標(biāo)，使其簡單易行，且適合于太原九河這一類缺水地區(qū)城市河流的水文情況描述。生物指標(biāo)則選用了適用于太原九河生物調(diào)查的植物相關(guān)指標(biāo)。太原九河上游比降較大，下游城市段坡度較小，但經(jīng)過以保障行洪等社會服務(wù)功能為目的的工程改造，加之太原降水集中、總體缺水的區(qū)域背景，河道內(nèi)不易維持水面，非雨季基本呈干涸狀態(tài)，造成了水生動物缺失的現(xiàn)狀，使得傳統(tǒng)上使用的底棲無脊椎動物、魚類相關(guān)指標(biāo)在本研究中有明顯的不適用性。社會經(jīng)濟(jì)方面首次使用了城市快速路覆蓋率作為評價指標(biāo)，將以路代堤，看作河流為城市提供的交通服務(wù)功能。綜上，本文在指標(biāo)體系的建立上有一定創(chuàng)新，使指標(biāo)體系更適合于研究對象的評價，但其同河流健康的關(guān)聯(lián)程度仍需進(jìn)一步探索。
3.2? ?河流健康問題分析及建議措施
從評價結(jié)果和實際調(diào)查來看，改善水文狀況是提升九河健康狀態(tài)的關(guān)鍵。北排洪渠是本次評價結(jié)果最好的河流，同其他河流不同的是，北排洪渠河道比降小，降雨過后滯留在河道的水在近汾段形成了較大的水面，而其他河流則多在降水過后水面迅速縮小、甚至干涸，這使得北排洪渠的水文狀況好于其他河流，處于健康狀態(tài)。相對穩(wěn)定的水體為水生生物提供了生境基礎(chǔ)，一定程度上促使北排洪渠生物方面處于健康狀態(tài)。北排洪渠的現(xiàn)狀為改善太原九河城市段水文現(xiàn)狀提供了一種思路，采用適當(dāng)?shù)男钏胧?，使河道能夠留住部分雨水用于維持自身生態(tài)，但結(jié)合水質(zhì)現(xiàn)狀，在蓄水的同時應(yīng)注意水質(zhì)維持。將這種思路拓展到流域尺度，即海綿城市思想（仇保興，2015），調(diào)蓄雨洪、凈化水質(zhì)，利用好雨水資源供給補充河道生態(tài)用水。河流上游水源涵養(yǎng)作為改善河流水文的根本逐漸受到重視，上游水源涵養(yǎng)相關(guān)工程正在實施之中。生態(tài)補水是北方河流常見的生態(tài)修復(fù)措施，已有相關(guān)研究和實踐（李志強等，2002），太原九河匯入的汾河就曾因生態(tài)流量不足、斷流等問題采取過生態(tài)補水措施進(jìn)行復(fù)流（欒清華等，2015），太原九河近年提出了相關(guān)生態(tài)補水計劃，但由于多方面原因，目前并未實施。除了具體河流生態(tài)修復(fù)工程措施外，河湖長制、水資源保護(hù)、節(jié)水技術(shù)應(yīng)用、用水結(jié)構(gòu)調(diào)整等技術(shù)、政策措施則能直接在人類社會經(jīng)濟(jì)端調(diào)節(jié)城市河流所承受的壓力，緩解區(qū)域水資源緊張的狀態(tài)，對促進(jìn)河流和區(qū)域水資源健康都有重要意義。綜上，在中短期內(nèi)，生態(tài)補水等河流具體工程措施能使河流水文狀況改觀，但從長期來看，涵養(yǎng)水源、海綿城市建設(shè)、完善水資源保護(hù)政策等流域、社會經(jīng)濟(jì)層面上的綜合措施才有可能緩解區(qū)域水資源緊張的局面，使城市河流水文狀況根本好轉(zhuǎn)。
河流形態(tài)現(xiàn)狀是城市河流隨城市變遷長時期演化的結(jié)果，河流蜿蜒度、城市段河岸、河床底質(zhì)等在短時期內(nèi)無法改變，但對于特定河段出現(xiàn)的施工土方侵占河道影響連通性、上游河段生態(tài)治理工程中涉及河流形態(tài)的工程設(shè)計，相關(guān)管理者仍可在中短期內(nèi)采取相應(yīng)的措施來促進(jìn)河流健康。在城市區(qū)域或城市河流的長期規(guī)劃中平衡河流同城市的關(guān)系，為河流留出必要的空間和自然資源，實現(xiàn)城市河流的可持續(xù)發(fā)展，對促進(jìn)城市河流未來長期的形態(tài)健康乃至總體健康都顯得尤為重要。
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（責(zé)任編輯? ?鄭金秀）
Health Assessment of Urban Rivers in Water Scarcity Areas：
A case Study of Nine Rivers in Taiyuan City
XIA Long‐chao， YUAN Jin， DONG Jing， SUN Qi， ZHOU Yuan
（Innovation Institute of Environmental Industry， College of Environmental Science and Engineering，
Taiyuan University of Technology， Jinzhong? ?030600， P.R. China）
Abstract：Urban rivers in areas of water scarcity are characterized by small watersheds， seasonal interruption of flow， weak ecological function， and poor landscape effect， which combine to give a health evaluation that is different from other urban rivers. In this study， nine urban rivers in Taiyuan city were selected for research， and we evaluated the health status of the rivers based on an urban river health evaluation system developed for water scarcity areas. Our aim was to improve urban river health assessment methodology， theory and practice in areas of water scarcity， and to enrich the theoretical base for water system management and river ecological restoration in cities suffering from water scarcity. A total of 13 indicators from four aspects of river health （hydrology and water quality， morphology， biology， and socioeconomics） were selected for the construction of the river health assessment index system. The analytic hierarchy process and set pair analysis were used to determine the weight of each index and the health status of each river was then evaluated. Five grades of river health were set in the system： very healthy， healthy， sub-healthy， unhealthy， very un-healthy. Results show that the health status of the nine rivers were relatively similar and all had undergone large-scale alterations in the past five years. Among the rivers， the Beipaihongqu River was healthy， the Fengyu River was unhealthy， and the other seven rivers were sub-healthy. All nine rivers were in a healthy state socioeconomically， but most were sub-healthy in terms of biology and river morphology， and sub-healthy/unhealthy in terms of hydrology and water quality. The evaluation reveals the existing problems for the nine rivers of Taiyuan， and indicate that， presently， poor hydrology is the primary problem. Results demonstrate that the evaluation system established in this study is suitable for the health evaluation of urban rivers in water shortage areas. Based on the health evaluation results for the nine rivers， measures to improve the river health were discussed and ecological water replenishment at river scale is the most feasible near-term measure for improving river health. In the longer term， comprehensive management and restoration of the basin are needed to improve river ecological health， including water conservation， optimal allocation of water resources， ecological restoration of rivers and city construction designed to retain water.
Key words：river health assessment; urban rivers; water shortage areas;set pair analysis; the nine rivers in Taiyuan
收稿日期：2022-01-05? ? ? 修回日期：2023-10-20
基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目課題（2019YFC0408602）。
作者簡介：夏龍超，男，1997年生，碩士研究生，研究方向為城市河流生態(tài)修復(fù)與評價。E-mail：xialongchao0716 @link.tyut.edu.cn
通信作者：袁進(jìn)，男，1967年生，研究員，博導(dǎo)，主要科研方向為河流生態(tài)環(huán)境修復(fù)、生態(tài)環(huán)境用水安全、固體廢物協(xié)同處置。E-mail：yuanjin@tyut.edu.cn
