渭河定西段健康狀況評價與分析研究

尚小平

(定西市水利科學研究所，甘肅 定西 743000)

隨著河流生態系統不斷受到人類活動的干擾和損害，科學有效地評價、恢復和維持一個健康的河流生態系統已經成為近年來河流管理的重要目標。在全面推行河長制工作的背景下，如何評價河流的健康狀況，并修復和保護已經受損的河流生態系統，發揮其服務功能，已成為促進區域經濟、社會和環境的可持續發展需要面對并解決的關鍵問題，是目前生態健康評價的一個主要方向，也是環境科學及景觀生態學研究領域的新興研究課題之一。

1 流域概況

渭河是黃河最大一級支流，發源于定西市渭源縣海拔3495 m的壑壑山，干流由西向東流經渭源、隴西兩縣后，于鴨兒峽出定西界注入天水市，繼而流經陜西省，于陜西、山西、河南三省交界的潼關入黃河，流域面積13.5萬km2(含甘肅、寧夏、陜西3個省區、13個地市、86個縣區，流域面積中甘肅省境內5.69萬km2，占42%，寧夏占6%，陜西占52%)，干流總長818km(甘肅段365km，占45%)，多年平均徑流量102.5億m3，輸沙量5.42億t。渭河定西市境內含牛谷河、龍川河、榜沙河、渭河干流定西段等流域，總面積9909km2，占流域總面積的7.34%，年徑流量7.938億m3，年輸沙量5044萬t。渭河干流定西段長93km(渭源段47km，隴西段46km)，流域面積3612km2(隴西縣2364km2，渭源縣1198km2，安定區50km2)。

2 河流健康狀況調查評估

依據《流域生態健康評估技術指南(試行)》《甘肅省重要河流健康調查評估技術大綱》，渭河干流定西段健康狀況的調查主要從河流的水文水資源、物理結構、水質、水生生物、社會服務功能5個方面進行分析和評價，在此基礎上，采用逐級加權、綜合評分的分級指標評分法，對渭河總體健康狀況進行賦分，見表1。

表1 河流健康評估分級

2.1 水文水資源

水文水資源狀況的調查主要包括河流的枯水期徑流變差傾向率、徑流年際變差傾向率兩個指標。

通過對流域內降雨、徑流等方面的觀測資料和枯水期徑流變差傾向率(LRR)、徑流年際交差傾向率(AVR)兩個指標進行分析，得到枯水期徑流變差傾向率(LRR)為0.0036，賦分100；徑流年際變差傾向率(AVR)為-0.0032，賦分47.1。按照其在渭河水文水資源準則層中的權重計算，渭河定西段河流水文資源準則層賦分73.6，見表2，為健康狀態。

表2 渭河定西段水文水資源準則層賦分

2.2 物理形態

物理形態狀況的調查主要包括河流形態(RS)、河岸帶狀況(RSS)、河流連通阻隔狀況(RC)3個指標，每個指標包括若干個分指標。

利用GPS技術、GIS遙感影像和現場觀察、取土實驗等方法，分析渭河河流形態、河岸帶、河流連通阻隔等狀況，采用分級指標評分法，通過定性描述及定量賦分，得出渭河定西段河流物理結構狀況賦分39.2，見表3，為不健康狀態。

表3 渭河定西段河流物理結構賦分

2.3 水質

水質狀況的調查主要包括溶解氧狀況(DO)和耗氧有機污染狀況(OCP)兩個指標。

通過分析2013—2017年渭河渭源段入境斷面(峽口水庫)、出境斷面(三河口)和隴西段上游斷面(西二十鋪)、下游斷面(土店子)4個斷面，根據豐、枯水期河流溶解氧、高錳酸鉀指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮5項水質指標的季節變化特征和空間差異，并采用單因子水質標識指數法、單因子評價法對渭河水質進行分析。渭河隴西段水質準則層賦分61.2，渭河渭源段水質準則層賦分84.5，渭河定西段河流水質準則層賦分為72.9，見表4，為健康狀態。

表4 渭河定西段水質準則層賦分

2.4 水生生物

水生生物狀況的調查主要包括底棲動物完整性指數(BIBI)和魚類生物損失指數(FOE)兩個指標。

由于本次調查評估中難以建立河流所在水生態分區的底棲生物健康評價體系，故底棲生物評估采用了其他方法，無法按大綱要求賦分。又因魚類位居水生態系統食物鏈的最高層，在長期禁魚的水體中，魚類組成變化更能直觀、完整地反應河流的健康狀況，因此，本次對河流水生生物健康評價采用魚類生物損失指數。經計算，渭河定西市段魚類生物損失指數賦分為36.0。得出渭河定西段河流生物準則層賦分36.0，見表5，為不健康狀態。

表5 渭河定西段河流生物準則層賦分

2.5 社會服務功能

社會服務功能狀況的調查主要包括水功能區達標(WFZ)、水資源開發利用(WRU)和防洪能力(FLD)3個指標。

通過對渭河干流定西市段干流水功能區進行達標評價，渭河干流定西市段水功能區達標比例、水功能一級區(不包括開發利用區)達標比例、水功能二級區達標比例、各分類水功能區達標比例全部為0。根據各單項水質項目水功能區超標頻率的高低排序，排序前3位的總氮、五日生化需氧量、氨氮為渭河定西市段水功能區的主要超標項目。渭河水功能區達標指標賦分為0；渭河干流定西段水資源利用率19.9%，其中隴西流域內水資源利用率6.7%，渭源流域內水資源利用率24.6%。渭河河流水資源開發利用率狀況賦分74.8；渭河現狀防洪堤防工程治理率為90.7%，治理水平較高，渭河防洪指標賦分為86。通過計算得出渭河定西段社會功能準則層賦分56.8，見表6，為亞健康狀態。

表6 渭河定西段社會功能準則層賦分

綜上所述，渭河定西段河流健康狀況綜合賦分57.5，見表7，為亞健康狀態。

表7 渭河定西段健康綜合狀況評估賦分

3 河流健康狀況分析

3.1 水文水資源狀況

渭河定西段河流水文水資源狀況為健康狀態，但與參考狀況或預期目標有較小差異，分析原因主要為：

a.徑流年內分配極不均衡。渭河為季節性河流，年徑流主要由降雨補給，徑流年內變化與降雨相應，分配極不均勻。據典型年徑流量變化趨勢和豐枯水期平均徑流量變化分析，豐水期流量占全年流量的80%，枯水期水量較小。

b.徑流量呈減少趨勢。根據渭源水文站1980—2017年資料統計，渭河流域多年平均徑流量2016萬m3，年均流量0.635m3/s。年平均流量上下波動，總體呈逐年降低趨勢，表明在退耕還林還草等水土治理項目實施后，渭河的徑流量明顯減少。

3.2 物理形態狀況

渭河定西段河流物理結構狀況為不健康狀態，與參考狀況或預期目標有較大差異，分析原因主要為：

a.河道形態的改變。近二十年來渭河(監測段)河流形態特征整體未發生明顯改變，但在人類活動頻繁區域的多處河段發生了河道改變、河道渠系化現象。

b.農田侵占河道問題比較突出。由于河道確權劃界工作沒有完成，河道管理界限不清，部分河岸帶被道路侵占。近年來，渭河干流定西段流量減小，河道內河灘地裸露，居民在灘地上違章搭建、圍墾種植的現象比較突出，并造成水體化肥、農藥污染。

c.河道河流連通阻隔嚴重。渭河干流定西市境內共有阻水建筑物18座，全部無魚道，對部分魚類遷移有阻隔。同時漫水橋及涵管過水路面占用行洪斷面較大，不同程度存在攔洪、阻洪問題。

3.3 水質狀況

渭河定西段河流水質狀況為健康狀態，但與參考狀況或預期目標有較小差異，分析原因主要為：

a.河流整體水質較差。渭河干流定西段水質斷面共4個，根據斷面水質分析，除峽口水庫斷面在汛期為Ⅳ類水質，非汛期、全年為Ⅴ類水質外，其他3個斷面在非汛期、汛期全部為劣Ⅴ類水質。目前總氮為渭河干流定西段主要超標水質項目，超標頻率100%，主要由上游灌區農藥化肥隨地表徑流匯入河道和中下游工業、城鎮居民污水直排所致，需加強上游農業面污染源和城區河段的截污治污力度。

b.水污染防治滯后。流域內存在化肥、農藥、尾菜、農膜、禽畜排泄物等農業面源污染；存在部分村鎮生產生活污水未全部集中收集處理，未開展入河排污量監測等問題；局部河段存在垃圾入河等影響河道水環境現象。

c.水源地保護難度大。渭河干流定西段流域內有峽口、石門兩個集中飲用水水源地保護區，保護區內有村社和居民居住，水庫周邊農田較多，存在一定的農村生活污染源和農業面源污染源。雖然在供水設施建設的同時建設了水源保護工程，但仍存在水源地分散、面廣，保護措施跟進慢、難度大等問題。

3.4 水生生物狀況

渭河定西段河流生物狀況為不健康狀態，與參考狀況或預期目標有較大差異，分析原因主要為：

a.底棲類動物完整性明顯降低。渭河干流底棲動物的種類、生物量和密度均少于歷史資料記載的結果，峽口水庫底棲動物種類最少，未監測到渭河干流分布的大型底棲動物鉤蝦和椎實螺，自然河段監測到底棲動物的種類由上而下呈遞減趨勢，生物量和個體數量呈遞增趨勢。由此可見，峽口水庫的建成運行時間較長，隨著泥沙的大量沉降，形成很厚的淤泥層，破壞了底棲動物的生存環境，對底棲動物的生長繁殖產生了不利影響。底棲動物不符合河流水生生物變動規律。

b.魚類生物資源衰退加劇。渭河干流魚類種類減少，峽口水庫指示性魚類渭河裸重唇魚已無捕撈記錄，自然河段己無指示性魚類分布。魚類的種群數量、種群結構、優勢種群、優勢度已發生了一定的變化。由此可見，峽口水庫水文情勢較好，尚具備指示性魚類生存的水生生態環境，魚類的種群數量和種群組成相對較為穩定，水庫區生活的魚類為優勢種群，優勢度明顯，但一些喜流水生活的魚類和部分土著魚類在庫區已很難捕到標本；自然河段魚類的生長和繁殖規律發生了一定的變化，無指示性魚類分布，小型魚類為優勢種群，魚類的種群數量和種群組成極不穩定。

3.5 社會服務功能狀況

渭河定西段社會功能狀況為亞健康狀態，與參考狀況或預期目標有中度差異，分析原因主要為：

a.水功能區水質不達標。渭河干流定西段水功能區兩個，總河長93km。其中渭河渭源至峽口水庫段為保護區，河長6km，水質目標為Ⅱ類。峽口水庫至出境段為農業用水區，河長87km，水質目標為Ⅲ類。目前總氮為渭河定西段主要超標水質項目，主要為上游灌區農藥化肥隨地表徑流匯入河道和中下游工業、城鎮居民污水直接排放所致，需加強上游農業面污染源和城區河段的截污治污力度。

b.水資源利用不均衡。非汛期徑流很小，可利用量少，洪水期徑流量大，卻無法利用，是渭河干流定西段徑流的顯著特點。渭河干流定西段隴西流域內水資源利用率6.7%，渭源流域內水資源利用率24.63%，存在上、下游水資源利用不均衡問題。

c.防洪工程影響河道生態。通過防洪工程的實施，渭河已治理段行洪能力明顯增強，設防標準顯著提高。但已建堤防工程全部為混凝土堤防，導致了護岸的人工化和均一化，對生態平衡環境的調節功效較差。堤防將河岸表面封閉起來，阻隔了水土的連接通道，破壞了河流生態系統的整體平衡，使河道的自凈能力遭到破壞，在一定程度上影響了河流的健康狀況。

4 結 語

對渭河生態系統健康評價的結果可以直觀地反映河流所處的狀態，了解流域存在的主要問題，并為今后河流可持續發展和環境綜合保護開發提供重要的理論基礎和實踐指導。同時，也為河流管理提供科學的參考依據，是實施“一河一策”實施方案的最基礎工作。