平原河網地區河流健康評價指標體系構建

單媛媛，李 瑞，張駿芳，李寶琴

（1.天津市引灤工程宜興埠管理處，天津300402；2.天津市永定河管理處，天津300074）

平原河網地區是我國水資源非常豐富的地區，密布的河網為社會經濟的快速發展提供了寶貴資源和不竭動力。然而在城市化的擴張中，廣大河網區域飽受人類活動的干擾，在演變過程中逐漸暴露出水系退化、水質惡化、斷頭浜增多、小水大災、水生物種單一等各種河流健康問題，嚴重影響平原河網地區社會經濟的可持續發展。因此，河流健康的研究日漸受到了重視，河流健康評價也逐漸成為研究熱點。本文以長江下游東部河網地區為研究背景，立足于平原河網水系特點，對平原河網地區河流健康評價指標的構建進行了專門探討。

1 區域水系概況及影響分析

1.1 區域水系概況

長江下游東部平原水道縱橫，湖蕩棋布，有水鄉澤國之稱。該區域平均每平方公里河網長度達4.8～6.7km，其中以人工開浚而逐漸演變的中小河流居多。同時，該區域是我國經濟發展速度最快的地區之一，高速的城市化進程使水環境經歷了大規模的人工改造，原有的河流生態環境狀況日益退化。長江下游東部平原水系具有以下特點：

（1）河網密集，水流貫通，河網水流流向、流態變化隨機性較大［1］。

（2）河道主支流間層次復雜，不但受本流域來水影響，還和上游水庫、支流來水、下游外海潮位（或外江、湖水位）等有密切聯系，整個洪水演進過程極其復雜［2］。

（3）河流多受人工節制，水利系統設涵設閘，或筑有河堤防洪，加以星羅棋布的大小水庫，調節著河渠的水量，形成復雜的水系網［3］。

（4）地面低洼，地面高程往往在汛期洪水位以下，河道比降平緩，泄水不暢，每逢暴雨，河湖水位暴漲，加上受潮位頂托，泄水不暢，高水位持續時間長，極易形成洪澇災害［4］。

（5）河流流速平緩，水動力條件不足，水體自凈能力較差，易發生水環境污染。

1.2 影響分析

系統受到外界脅迫時會產生健康風險，影響系統健康的因素往往包括自然因素和人為因素兩大類。自然因素對系統的影響一般是在相對長的時間內發生，且在不同地域影響差別巨大，位于長江下游東部平原河網地區常年受北亞熱帶季風氣候影響，地質地貌較為穩定，因此自然因素對該區域的影響相對較小。

與自然因素相比，人類活動與長江下游東部河網水系的交互影響更為明顯，更為強烈。一方面，區域經濟與社會發展高度依賴河網水系提供的防洪、排水、供水等功能；另一方面，高強度的經濟社會活動對水系的水流、水質、水循環等各個方面都有著十分顯著的影響［5］。

人類活動對長江下游東部河網水系的影響主要表現為以下幾個方面：

（1）城市化進程、農業開發等土地利用結構的變化逐步改變了該地區河流的生命特征；受土地利用結構變化影響，河流的水文條件、地貌特征及河岸植被等發生了較大變化，不透水面積大量增加，河道面積和長度逐漸減少，大部分河流出現不同程度的退化。

（2）河網水系污染問題嚴重。該區域人口密集、經濟發達，大量未經處理的工業廢水和生活污水直接或間接排放到城市河流中，引起河流水溫、pH值、含氧量等條件的變化，嚴重影響城市河流水質；農業、畜牧業非點源排放，造成農村河網水質普遍惡化，富營養化嚴重，部分河道水草大量繁殖、堵塞河道，直接影響河網排澇、輸水能力。

（3）各種水利工程建設對河流系統產生脅迫。主要表現為：自然河流的人工渠道化、自然河流的非連續化及跨流域調水工程所引起調水區、受水區和運河沿線的生態脅迫效應［6］。

2 評價指標體系構建

2.1 指標體系構建的原則

評價指標的確定是構建平原河網地區河流健康評價體系的基礎，在很大程度上決定了評價的可行性和結果的適宜性。由于表征河流系統結構和功能健康的因子涉及水文、地貌、生態、人類活動等多個方面，需要確定具有代表性的且便于度量的主要指標，因此指標的確定應把握以下幾項基本原則：

（1）目標性原則。評價的主要目標是判定河網地區河流系統的健康狀況，因此必須因地制宜地選擇能反映目標要求的特征指標，客觀地反映河流存在的健康問題，為管理者提供決策依據。

（2）綜合性原則。指標的選擇應綜合考慮影響河流健康的各個因素，使選擇的指標能夠全面系統地反映河流在結構與功能方面的健康狀態。

（3）代表性原則。指標的確定要選擇能表征河流健康本質特征的變量。指標的選擇要有取舍，要抓住既能表征河流系統本質特征的主要因素，同時又具有普遍性因子，舍棄不太相關的指標。

（4）可操作性原則。確定的指標應該概念明確，便于理解與應用，數據易于采集，便于統計和計算；兼顧定性與定量指標的同時，盡量使指標量化。同時，確定的指標應盡量與現有的管理方面的指標相協調，能為有關部門所接受。

上述原則既要綜合考慮，又要區別對待。指標的選取要綜合考慮各項原則，對不同區域河流系統要做到具體問題具體分析。

2.2 指標體系構建的依據

平原河網地區河流健康評價指標體系構建應緊緊圍繞河流結構與功能兩方面進行展開。

2.2.1 河流結構

河流的結構是指河流系統在自然情況下或受人工建筑物等干擾時不斷發生變化所形成的幾何形態和水系格局［7］。平原河流多處于河流的下游段，河流向平面擴散，坡降迅速展平，導致水流速度降低，泥沙大量淤積，因此，河流處于堆積抬高狀態，河床斷面較為寬淺，河型已主要發展成為順直、彎曲、分汊、游蕩等不同的河型［2］。

2.2.2 河流功能

平原河網的功能主要包括生態環境功能和社會服務功能兩大類。

（1）河網的生態環境功能主要表現在：河網為生活在其中的魚類、藻類等水生生物提供了生存、繁衍、遷徙的棲息地環境，為周邊的濕地、湖泊輸送水源，提供物種傳播的途徑［8］；同時能夠調節一定區域的氣候、固定、維持地球上的水平衡，在運動中輸送物質、塑造地貌、稀釋污染物等諸多功能［9］。

（2）河網的社會服務功能是河流為維持人類的生存與社會的發展而提供的物質及服務。河網不僅向人們提供充足的淡水資源和食物，承擔著灌溉與排水的功能，還具有發電、航運、納污、泄洪、排水輸沙、景觀、休閑娛樂和精神文化價值等多種功能。

2.3 指標體系框架構建

在構建平原河網地區河流健康評價指標體系時，應在能夠全面反映結構功能的基礎上，構建能較客觀反映和表征河網健康狀況的評價指標體系。根據指標選取的基本原則，將整個指標體系分為4個層次，分別為：目標層、子目標層、準則層和指標層。

（1）目標層

目標層是平原河網地區河流健康評價指標體系的最高層，平原河網地區河流健康評價的目標在于綜合評價河網的健康狀況，反映出河網目前出現的問題，判斷出河網的健康水平，最終作為指導河網的開發利用、管理及保護和維持河網健康的依據。

（2）子目標層

子目標層是對目標層的解析，包括河流結構健康指數、生態環境功能健康指數和社會服務功能健康指數。

河流結構的健康是其各項功能發揮的基礎，因而評價時首先應該考慮的是河流形態結構的健康。河流結構健康的最突出特征是能夠保持長期的自然流動性，而保持流動性主要有利于保持流動的河流形態結構和足夠的水量。所以平原河網地區河流結構健康主要從河流水量、流速、河道改變程度、河床穩定性等角度進行考慮。

河流生態環境服務功能的健康與否主要表現在河流是否能正常發揮和對依賴其生存的生物及周邊環境的支撐能力，它是河流健康重要的外在表現，也是人們對平原河網管理的重點之一。健康的河流生態環境功能主要體現在其生態系統本身應具有良好的自我維持與自我更新的能力，應該具備良好的水環境，還要求其流域內水生及河岸帶生物物種的完整性和多樣性等。

河流不僅僅要滿足其自然屬性的需要，在社會經濟快速發展的情況下，還必須要具備良好的社會經濟服務功能，為平原河網地區人類社會的生存發展提供保障，為其流域內經濟的可持續發展提供動力。具體體現為人類對水資源的利用，包括防洪、供水、航運、休閑娛樂等方面功能的健康。

（3）準則層

準則層是連接子目標層和具體指標層的橋梁，是對子目標層含義和范圍的進一步明確，也是對下設指標層內容的綜合。

（4）指標層

指標層是構成河流健康綜合評價指標體系的最基本元素，是對應子目標層三方面內容的具體評價指標，表述各個分類指標的不同要素，通過定量或者定性指標直接反映河流健康狀況，具體指標見表1。

3 結語

平原河網地區是人與河流關系矛盾較為突出的地區，維護河網健康生命、促進人水和諧是實現平原河網地區社會經濟可持續發展的基礎。對平原河網地區河流健康評價指標體系進行研究，有助于從科學的角度判斷河流健康狀況。本文以長江下游東部河網地區作為研究平原河網健康的典型，依據指標體系建立的原則，從河網的結構、生態環境功能和社會服務功能角度構建了包含多重層次的評價指標體系。我國河網地區分布廣泛，不同的自然地理與社會經濟條件下河網的結構和功能有所不同，在對平原河網地區河流健康評價指標體系研究時，既要借鑒國內外的研究成果，又要結合平原河網地區的實際條件，通過實地調查、多區域對比，因地制宜地構建河網地區的河流健康評價指標體系。

表1 平原河網地區河流健康評價指標體系

［1］張春寧.平原河網地區公路橋涵水文的探討［J］.公路，1997（8）：10-12.

［2］劉芹.平原河網水力計算及閘群防洪體系優化調度研究［D］.南京：河海大學，2006.

［3］高冬光.橋位勘測設計［M］.北京：人民交通出版社.2001.

［4］林蕓.平原河網地區水文計算及洪水影響評價方法的探討［D］.南京：河海大學，2005.

［5］彭靜.城市水系建設的環境重塑［J］.中國水利水電科學研究院學報， 2003，1（4）：255-259.

［6］董哲仁.河流生態系統研究的理論框架［J］.水利學報，2009，40（2）：129-137.

［7］楊文慧，楊宇.河流健康概念及診斷指標體系的構建［J］.水資源保護，2006，6（22）：28-31.

［8］杜強，干東勝.河道的生態功能及水文過程的生態效應［J］.中國水利水電科學研究院學報，2005，3（4）：287-290.

［9］欒建國，陳文祥.河流生態系統的典型特征和服務功能［J］.人民長江，2004，9（35）：41-43.