都江堰內(nèi)江干渠徐堰河健康狀況評價

邱 誠，彭明江，王 靜，魏 旦

(1.成都工業(yè)學(xué)院 建筑與環(huán)境工程系，成都 611730；2.成都學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院，成都 610106)

都江堰內(nèi)江干渠徐堰河健康狀況評價

邱 誠1*，彭明江1，王 靜2，魏 旦1

(1.成都工業(yè)學(xué)院 建筑與環(huán)境工程系，成都 611730；2.成都學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院，成都 610106)

以都江堰內(nèi)江干渠徐堰河為例闡述了河流健康狀況的內(nèi)涵，從河流的水量、水質(zhì)、形態(tài)結(jié)構(gòu)及河岸帶4個方面綜合評價了徐堰河的健康狀況，對河流健康的保護(hù)提出了建議。同時對建立的指標(biāo)體系、評價方法進(jìn)行了驗證應(yīng)用，為河流健康的定量評價、促進(jìn)河流的科學(xué)管理提供依據(jù)。

河流健康；關(guān)鍵指標(biāo)；評分標(biāo)準(zhǔn)

河流健康[1]是生態(tài)系統(tǒng)健康概念的派生。20世紀(jì)80年代在歐洲和北美開始了河流保護(hù)行動，許多國家通過修改、制定水法和環(huán)境保護(hù)法，加強(qiáng)對河流的環(huán)境評估和生態(tài)保護(hù)，“河流健康”的概念因此出現(xiàn)。河流健康評價作為河流管理的一種評估工具，以科學(xué)研究和監(jiān)測為基礎(chǔ)，評價結(jié)果通俗易懂[2]。河流健康評價結(jié)果可作為河流的管理者、開發(fā)者與社會公眾進(jìn)行溝通的橋梁。河流健康的概念拓展了人們的視野，從單純的水質(zhì)保護(hù)，擴(kuò)展到河流生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)[3]。本文通過調(diào)查水量、水質(zhì)、形態(tài)結(jié)構(gòu)和河岸帶等相應(yīng)指標(biāo)，根據(jù)調(diào)查結(jié)果和評價標(biāo)準(zhǔn)，得到河流健康狀況的綜合評價結(jié)論。

1 研究方法

確定河流健康與否，需要進(jìn)行河流健康狀況的診斷與評價。在已有的指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，通過實際調(diào)查結(jié)果和對應(yīng)評價標(biāo)準(zhǔn)的對比，得到河流健康狀況的綜合評價結(jié)果。其中4大關(guān)鍵類別是：水量、水質(zhì)、形態(tài)結(jié)構(gòu)和河岸帶[4]。

1.1 河流的水量

水量狀況是評價河流健康的首要指標(biāo)。水量與評價河流健康的其他指標(biāo)密切相關(guān)。沒有必需的水量，河流就缺乏自凈和稀釋功能，水質(zhì)就會受到影響；沒有必要的水量，魚蝦就會難以生存，魚水無法相融，豐枯季節(jié)的水量無法正常轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致生物多樣性降低。水量還可以直接反映水資源開發(fā)利用程度，開發(fā)適度，河道內(nèi)就會保留必須的生態(tài)環(huán)境需水量；開發(fā)過度，河道內(nèi)必需的生態(tài)環(huán)境需水量就會被侵占。

1.1.1 河流水量的主要指標(biāo)

用于衡量水量狀況的主要指標(biāo)[5]有河道生態(tài)環(huán)境需水量、徑污比和水資源開發(fā)利用率。河道生態(tài)環(huán)境需水量是指維持水生生物正常生長及保護(hù)特種生物、珍稀物種生存所需要的水量，主要發(fā)揮河流基本功能；徑污比是指在河道內(nèi)流動的徑流量與接納的污水量的比例，即徑流量為污水量的倍數(shù)。徑污比大于或者等于臨界值，河道就能保持自凈能力和稀釋功能；低于臨界值，河道就不能保持自凈和稀釋功能；水資源開發(fā)利用率是指流域或區(qū)域用水量占水資源總量的比例，它體現(xiàn)了水資源開發(fā)利用的程度。

1.1.2 河流水量狀況的簡易評價方法

對一些流域面積較小、缺乏水文資料、河床未經(jīng)固化的河流，可以采用現(xiàn)場測評的簡易評價方法，如表1所示。

表1 河流水量的簡易評價標(biāo)準(zhǔn)

1.1.3 徑污比

根據(jù)河流徑污比的相關(guān)研究表明，當(dāng)徑污比大于10時，河流的天然自凈能力將得到有效發(fā)揮；當(dāng)徑污比小于10時，河流的自凈能力將會受到不同程度的破壞，河流生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)失衡。徑污比的評價標(biāo)準(zhǔn)[6]見表2。

表2 河流徑污比的評價標(biāo)準(zhǔn)

1.1.4 水資源開發(fā)利用

根據(jù)國際慣例，水資源的合理開發(fā)利用率為30%，40%為警戒線，其評價標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 河流水資源開發(fā)利用率評價標(biāo)準(zhǔn)

1.2 河流的水質(zhì)

水質(zhì)是直觀反映河流健康狀況的重要指標(biāo)。它反映出水體的物理(如色度、濁度、臭味等)、化學(xué)(無機(jī)物和有機(jī)物的含量)和生物(細(xì)菌、微生物、浮游生物、底棲生物)的特性及其組成的狀況。

河流水質(zhì)的評價標(biāo)準(zhǔn)可參考GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[7]制定，如表4所示。以百分制為例，將水質(zhì)數(shù)據(jù)滿分設(shè)定100分。達(dá)到地表水Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)為100分，達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)為85分，達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)為75分，達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)為60分，達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)為40分，評分采用插值法進(jìn)行計算。

表4 水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)

1.3 河流形態(tài)結(jié)構(gòu)

河流形態(tài)結(jié)構(gòu)是影響河流生態(tài)系統(tǒng)健康的一個重要因素。良好的河流形態(tài)結(jié)構(gòu)，有相對穩(wěn)定的河床，能夠創(chuàng)造和提供良好的生境，滿足不同河流生物的需要，保持暢通的物質(zhì)循環(huán)、能量流動及物種流動。

河流形態(tài)結(jié)構(gòu)的簡易評價方法。河流形態(tài)結(jié)構(gòu)的評價過程主要基于對河流改造歷史的了解和實地調(diào)查。河道彎曲狀況、河床穩(wěn)定性指標(biāo)較難定量衡量，故采用簡易評價方法中的定性標(biāo)準(zhǔn)加以評價。河流形態(tài)結(jié)構(gòu)的簡易評價方法如表5所示。

表5 河流形態(tài)結(jié)構(gòu)簡易評價標(biāo)準(zhǔn)

1.4 河流的河岸帶

廣義的河岸帶是指靠近河邊的植物群落，包括其組成、植物種類多度以及土壤濕度等高低植被被明顯不同的地帶；狹義的河岸帶指水-陸交界處的兩邊，直至河水影響消失為止的地帶。河岸帶具有眾多功能，如削減面源污染、溝通地表和地下水、提供野生動物生境以及改善河流生態(tài)環(huán)境等。

1.4.1 河岸帶的主要評價指標(biāo)

河岸帶的主要評價指標(biāo)包括河岸植被帶寬度，河岸植被縱向連續(xù)性和河岸帶景觀。河岸植被帶是河岸帶的重要組成部分，是河流生物重要的生存環(huán)境，對污染物進(jìn)入河流起到緩沖作用；河岸植被縱向連續(xù)性是指河流兩岸植被的連續(xù)性程度，即河岸植被是連續(xù)的、密布的，還是斷裂的、分散的，它影響河岸帶的光照、營養(yǎng)物質(zhì)、沉積物等物質(zhì)能量輸送及河流生物的移動；河岸帶景觀是能量、物質(zhì)以及生物的重要通道，也是陸地區(qū)域與水生區(qū)域之間的生態(tài)廊道。生物物種的生存均要有大面積的河岸自然生境，隨著河岸帶景觀的破碎化和斑塊面積的不斷減少，適于生物生存的河岸環(huán)境不斷減少，直接影響物種的繁殖、擴(kuò)散、遷移和保護(hù)。

1.4.2 河岸植被帶寬度

參照澳大利亞溪流狀態(tài)指數(shù)(ISC)標(biāo)準(zhǔn)[8]，結(jié)合我國河流實際狀況，制定出河岸植被帶寬度指標(biāo)的評價標(biāo)準(zhǔn)，如表6所示。

表6 河岸植被帶寬度的評價標(biāo)準(zhǔn)

1.4.3 河岸植被縱向連續(xù)性

參照澳大利亞溪流狀態(tài)指數(shù)(ISC)評分方法，以每km出現(xiàn)明顯不連續(xù)區(qū)域個數(shù)評價河岸植被縱向連續(xù)性。將10 m間隙定義為明顯不連續(xù)。以百分制為例，每km出現(xiàn)一個10 m間隙扣1分，20 m間隙扣2分。

1.4.4 河岸帶景觀

河岸帶景觀可以通過實地測量斑塊類型面積、計算廊道密度指數(shù)進(jìn)行評價，但操作過程復(fù)雜繁，推薦簡易的評價方法，如表7所示。

2 評價結(jié)果

2.1 水量

調(diào)查結(jié)果顯示，水流到達(dá)兩岸，幾乎沒有底質(zhì)裸露，故河道生態(tài)環(huán)境需水量指標(biāo)得分100；污水廠排放標(biāo)準(zhǔn)與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，將未達(dá)到相應(yīng)功能區(qū)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的排污量計入污水量(農(nóng)村面源污染難以定量估計，未計)，徑污比>>10，故徑污比指標(biāo)得分為100；自來水廠取水50萬t/d，水資源開發(fā)利用率為15%，該項指標(biāo)得分86.250。

河道生態(tài)環(huán)境需水量、徑污比和水資源開發(fā)利用率三項指標(biāo)分別賦予權(quán)重0.5、0.2和0.3，得到水量指標(biāo)加權(quán)得分95.875。

表7 河岸帶景觀的簡易評價標(biāo)準(zhǔn)

2.2 水質(zhì)

《2015年成都市環(huán)境質(zhì)量公報》[9]顯示，飲用水源地(成都市自來水七廠、六廠、五廠)水質(zhì)良好，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率均為100%，109項全分析指標(biāo)全部滿足GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水域標(biāo)準(zhǔn)要求。故該項指標(biāo)評價結(jié)果為80.000分。

2.3 形態(tài)

調(diào)查結(jié)果顯示，自然河道彎曲形態(tài)保存較好，幾乎未經(jīng)裁彎取直，河道彎曲狀況指標(biāo)得分90.000；河岸幾乎未受侵蝕，故河岸穩(wěn)定性指標(biāo)得分90.000。

賦予以上指標(biāo)權(quán)重0.5、0.5，得到形態(tài)指標(biāo)加權(quán)得分90.000。

2.4 河岸帶

采用現(xiàn)場調(diào)查與漂流抽樣相結(jié)合的方式進(jìn)行。

調(diào)查結(jié)果顯示，河寬的0.5倍≤河岸帶寬度k<河寬的1倍，故河岸植被寬度指標(biāo)得分85.000；無植被覆蓋區(qū)域多為渠化、農(nóng)戶、工廠、農(nóng)家樂和礫石破壞河段，每km不連續(xù)間隙(>10 m)個數(shù)為6，故河岸植被連續(xù)性指標(biāo)得分94.000；河邊林地、灌叢或者草地面積大于10 000 m2，分布有2～3條便道、林蔭道，故河岸帶景觀得分為斑塊面積90.000分、廊道密度80.000分。

賦予以上指標(biāo)權(quán)重分別為0.3、0.3、0.2和0.2，得到河岸帶指標(biāo)加權(quán)得分87.700。

2.5 綜合評價

綜合評價結(jié)果見表11。

表11 綜合評價結(jié)果

3 分析與結(jié)論

徐堰河作為都江堰內(nèi)江干渠之一，地位特殊，是成都市飲用水源(如圖1所示)。徐堰河的健康與否直接關(guān)系到生活生產(chǎn)和社會安定。

圖1 徐堰河地理位置關(guān)系

通過對徐堰河總體的評價分析，徐堰河總體屬于健康狀況。水量狀況、形態(tài)結(jié)構(gòu)均達(dá)到“健康/很健康”標(biāo)準(zhǔn)。盡管徐堰河的總體健康狀況屬于健康，但依然存在突出問題。

1)水質(zhì)方面：徐堰河水質(zhì)雖然達(dá)到地表水Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)，但僅達(dá)到飲用水源的最低標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)有待提高。目前，徐堰河主要的污染因素來自農(nóng)村面源污染及周邊工廠、作坊的生產(chǎn)廢水和農(nóng)家樂生活污水。

2)河岸帶方面：河流兩岸多為農(nóng)田和人工河堤，河岸固化率較高，灘涂和濕地少，不利于物種棲息。河流兩岸植被物種單一，生物多樣性不夠豐富。

針對以上問題給出建議：

1)限制發(fā)展河流兩岸畜禽養(yǎng)殖業(yè)，嚴(yán)控農(nóng)村面源污染；

2)有序使用化肥，禁止使用農(nóng)藥；

3)降低河岸固化率，增加生態(tài)河岸長度；

4)保護(hù)和擴(kuò)大河流濕地，充分利用河灣和支流河口地形，營造洪泛濕地；

5)適度恢復(fù)和重建徐堰河濕地和灘涂地，為水生動植物營造豐富多樣的生存空間。

[1] 鄧偉,何巖.水資源:21世紀(jì)全球更加關(guān)注的重大資源問題之一[J].地理科學(xué),1999,19(2):97-101.

[2] 趙彥偉,楊志峰.河流健康:概念、評價方法與方向[J].地理科學(xué), 2005, 25(1):119-124.

[3] 楊文慧,楊宇.河流健康概念及診斷指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].水資源保護(hù),2006,22(6):28-30.

[4] 耿雷華,劉恒,鐘華平,等.健康河流的評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)[J].水利學(xué)報,2006,37(3):253-258.

[5] 周振民,李素平,陳朝陽.河流生態(tài)環(huán)境需水及其健康評價研究[J].中國農(nóng)村水利水電,2008(11):31-33.

[6] 閻水玉,王祥榮.城市河流在城市生態(tài)建設(shè)中的意義和應(yīng)用方法[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),1999(6):36-38.

[7] 國家環(huán)保總局,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):GB 3838—2002[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

[8] 熊文,黃思平,楊軒.河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價關(guān)鍵指標(biāo)研究[J].人民長江,2010,41(12):7-12.

[9] 2015年成都市環(huán)境質(zhì)量公報[EB/OL].(2016-05-10)[2016-06-02]. http://www.sc.gov.cn/10462/10464/10465/10595/2016/5/11/10379886.shtml.

Research on Health Assessment of Xuyan River

QIUCheng1*,PENGMingjiang1,WANGJing2,WEIDan1

(1.Architectural and Environmental Engineering Department, Chengdu Technological University, Chengdu 611730, China; 2. School of Architecture and Civil Engineering, Chengdu University, Chengdu 610106, China)

River health assessment is the basis of river management and river ecosystem monitoring. Xuyan river, also as an important downstream river of Dujiangyan, is taken as an example to explain the connotation of river health. Health of Xuyan river is evaluated basing on four aspects such as water quantity, water quality, river morphology and riparian zone.Suggestions are put forward for the protection of the river. Index system and evaluation methods are validated to promote the quantitative evaluation and scientific management of rivers.

river health; key index; assessment standard

10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2016.04.007

2016-07-11

邱誠(1986— )，男(漢族)，四川自貢人，講師，碩士，研究方向：環(huán)境科學(xué)與工程，通信作者郵箱：yichen_0834@sina.com。 彭明江(1974— )，男(漢族)，四川瀘州人，講師，碩士，研究方向：環(huán)境工程。

X826

A

2095-5383(2016)04-0022-04