渭河生態流域評估

黃 強，李 沛，馮 剛，黃生志，方 偉，楊 程

(西安理工大學 西北旱區生態水利國家重點實驗室，陜西 西安 710048）

黃河是中華民族的母親河,保護黃河是事關中華民族偉大復興的千秋大計。生態文明建設是實現流域經濟社會可持續與高質量發展的基礎。2019年9月18日,習近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態保護和高質量發展座談會,發出“讓黃河成為造福人民的幸福河”的偉大號召。渭河作為黃河的第一大支流,滋養著陜西60%以上的人口,是陜西的母親河[1］。渭河流域在區域發展和西部大開發中起著重要作用,具有戰略意義。然而,渭河流域水資源匱乏,用水供需矛盾突出,同時存在水旱災害頻發、水土流失嚴重、水環境超載、水質惡化和水沙關系不協調等問題,生態環境出現嚴重危機[2］。隨著經濟社會發展,需水量急劇增加,而水資源管理手段相對落后,水資源開發利用過度,地區水利政策法規不完善,水問題已成為渭河生態流域發展的瓶頸。

水是生態系統的控制性要素,水的良性循環是健康生態(綠水青山)的基本保障,是美好生活(金山銀山)的重要基礎,保護利用好水資源,是生態流域建設的重要舉措[3］。曹寶等[4］從系統協調發展的角度,定義了生態流域的概念:生態流域指在保持流域生態系統結構和功能健康的前提下,通過制定和實施流域總體規劃,使流域內的一切生產及生活活動與流域生態系統的承載力相協調。黃強等[5］基于生態水利的內涵,提出了生態流域的構建思路,即從水安全、水資源、水環境、水生態、水景觀、水文化、水管理、水經濟8個維度進行頂層設計,滿足水資源再生、生態多樣、環境優美、經濟發達、社會文明的需求,尋求流域生態保護與高質量發展之間的權衡點。生態流域是為實現生態保護和高質量發展而提出的新概念,相關研究剛剛起步,可參考借鑒的文獻資料較少。筆者參考中國水利水電科學研究院幸福河湖研究課題組提出的評價指標體系[6-7］,從水安全、水資源、水環境、水生態、水景觀、水文化、水管理、水經濟8個維度,評估渭河陜西段的生態流域現狀,以期為黃河流域生態保護和高質量發展提供參考。

1 生態流域評價指標體系

1.1 概念解析

生態流域各個維度的內涵[3,5-6］如下。

(1)水安全。流域內各項水利工程和措施要能夠防洪抗旱、除澇,保障人民群眾的生命財產安全。

(2)水資源。滿足流域內社會、經濟可持續發展需求,以水定城、以水定地、以水定人、以水定產,實現水資源供需平衡,并有效保護水資源。

(3)水環境。保護與改善流域內自然河流湖泊的水環境質量,全面提升與百姓日常生活密切相關的城鄉水體環境質量,讓人民群眾生活得更方便、更舒心、更美好。

(4)水生態。即水生植物系統、動物系統、微生物系統三大系統相互依存,相互制約,形成生生不息的動態平衡的系統。維護與修復健康水生態,維持河流生態系統健康,提升河流生態系統質量與穩定性,實現人與自然和諧共生。

(5)水文化。推進先進水文化建設,尊重自然、保護河流,調整人的行為,糾正人的錯誤行為,實現綠色發展、綠色生活、人水和諧,傳承好歷史水文化并豐富現代水文化內涵,更好地滿足人民日益增長的文化生活需要。

(6)水景觀。要把濱河、濱湖所有濱水的地方建設成產業高地、人才高地,變成城市“櫥窗”和城市景區。

(7)水管理。將數字水務變成智慧水務、數字流域變成智慧流域,利用大數據、云計算、物聯網等技術進行精細化管理,實現水利信息化。

(8)水經濟。在節約優先、保護優先的前提下,把水資源作為重要生產要素,創造、轉化與實現水資源的量、質、溫、能的潛在價值。水資源發展要滿足人民群眾對水資源、水環境、水生態的需求,既要發揮水資源的生態價值,又要打通生態價值與經濟價值轉化的通道,實現既要綠水青山、也要金山銀山的目標。

1.2 指標體系構建

根據生態流域的內涵,在全面調研國內外有關流域水資源承載力和生態環境承載力評價成果的基礎上,參考《中國河湖幸福指數報告2020》《河湖健康評估技術導則》和《生態文明建設考核目標體系》等技術標準與報告[6-7］,按照數據的可獲取性和指標選取的科學性、可操作性、廣泛性、完備性等原則[8］,結合渭河流域的發展現狀,選取水安全保障度、水資源支撐度、水環境宜居度、水生態健康度、水景觀滿足度、水文化繁榮度、水管理完善度、水經濟發達度8個一級指標和28個二級指標(部分二級指標細化為幾個三級指標),構建了渭河陜西段生態流域評價指標體系。依據各指標對高質量發展的促進或抑制作用,將其分為正向(促進)、負向(抑制)兩種屬性,見表1。

表1 渭河陜西段生態流域評價指標體系

續表1

1.3 評價方法

采用專家咨詢法和層次分析法,以2020年為現狀年,評估渭河陜西段生態流域發展水平。借鑒《中國河湖幸福指數報告2020》[6］中的幸福指數劃分標準,將生態流域各評價指標得分劃分為優秀(90分≤指標值≤100分)、良好(80分≤指標值＜90分)、中等(70分≤指標值＜80分)、合格(60分≤指標值＜70分)、不合格(0≤指標值＜60分,其中30分≤指標值＜60分為較差、0≤指標值＜30分為很差)。評價過程如下。

(1)確定各項指標基準值。基準值參考《中國河湖幸福指數報告2020》[6］,該報告中沒有的指標,基準值參考區域規劃和國內國際先進水平以及專家咨詢與公眾評價(見表2)。

表2 生態流域評價指標部分基準值

(2)計算各項指標分值。根據本研究數據來源確定各項指標實際數值,并與基準值對比,選擇合理的手段進行數據無量綱化處理,求得最終的指標分值。

(3)確定各項指標權重。綜合考慮流域現狀,應用專家咨詢法和層次分析法確定各項指標權重。

(4)計算生態流域現狀程度得分。各項指標分值與各自權重的乘積為各項指標得分,全部累加得到生態流域現狀程度總得分。

(5)根據得分情況劃分生態流域等級。

1.4 數據來源

渭河陜西段生態流域評價指標相關數據主要來源于《陜西統計年鑒2020》《陜西省水資源公報2020》《陜西省國民經濟和社會發展統計公報2020》《中國河湖幸福指數報告2020》《陜西省國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二○三五年遠景目標綱要》《陜西省“十四五”水利發展規劃》《2020年第七次全國人口普查數據》《2020年陜西省生態環境狀況公報》、流域內各市統計年鑒、文獻資料、20世紀80年代和2020年陜西省遙感數據、全國第一次水利普查資料、陜西省物質與非物質自然遺產名錄、公眾問卷調查、陜西省水文水資源信息網、陜西省政府部門報告等。

2 研究區概況

渭河是黃河第一大支流,發源于甘肅省渭源縣鳥鼠山,流經甘肅天水和陜西寶雞、楊凌、咸陽、西安、銅川、渭南等地,于渭南潼關縣匯入黃河[9］。渭河干流總長度818 km,其中陜西段長度502.4 km,流域面積6.71萬km2,占陜西境內黃河流域總面積的50%[10］。渭河流域地處溫帶大陸性季風氣候區,全年降水的60%～70%集中在7—10月[11］,水面蒸發量為800～1200 mm,多年平均徑流量為97.11億m3。渭河陜西段主要水庫有馮家山水庫、石頭河水庫、黑河金盆水庫、羊毛灣水庫、桃曲坡水庫、石堡川水庫等,主要的灌溉工程有寶雞峽引渭工程、洛惠渠灌溉工程、涇惠渠灌溉工程、交口抽渭渠等[12］。

根據《陜西省國民經濟和社會發展統計公報2020》,陜西省2020年國內生產總值為26181.86億元,比2019年增長2.2%,其中:第一產業增加值2267.54億元,增長3.3%,占生產總值的8.7%；第二產業增加值11362.58億元,增長1.4%,占43.4%；第三產業增加值12551.74億元,增長2.8%,占47.9%。全省常住人口中,城鎮人口為2477萬人,占常住人口的62.66%；鄉村人口為1476萬人,占常住人口的37.34%。

據《2020年陜西水利發展統計公報》,陜西省2020年水利建設投資為353.9億元,較2019年增加7.7%。其中:防洪工程建設投資40.6億元,重點水源及樞紐工程投資81.7億元,灌排工程投資27.6億元,水土保持生態建設投資14.1億元,城鄉排水工程投資54.2億元,農村小水電投資15.2億元,庫區移民后期扶持投資11.1億元,項目前期、科技、機構能力建設等專項工程投資5.3億元,水生態及水環境項目投資104.0億元。

本研究以渭河陜西段流域(北緯33°37′3″—37°20′15″、東經104°38′4″—110°28′10″)為研究區,包含西安、銅川、寶雞、咸陽、渭南、延安、榆林7個地級市的部分區域。

3 結果與討論

3.1 結果分析

渭河陜西段生態流域評價一級和二級指標權重見表3。

表3 渭河陜西段生態流域評價指標權重與評分

(1)水安全保障度總體得分為87.7分,總體為良好水平。其中:大中型水庫及蓄滯洪區防洪標準達標率為100%,小型水庫防洪標準達標率為98%,堤防防洪標準達標率為77.9%；防洪工程達標率為90.68%,表明具有較好的防洪工程基礎；洪澇災害人員死亡率(0.31人/百萬人)得分為93.8分,處于優秀等級；洪澇災害經濟損失率(0.25%)得分為83.3分,處于良好等級；洪澇災后恢復能力得分為73.7分,處于中等等級。渭河陜西段整體水安全保障度有待提高,尤其需要提升堤防建設水平和災害防治及應對水平。

(2)水資源支撐度得分為59.7分,總體處于不合格水平。其中:城鄉自來水普及率為98.39%,實際灌溉面積比例為41.7%,用水保障率得分為74.0分,僅為中等等級,流域內用水情況不容樂觀；水資源開發利用率為80%,單方水國內生產總值為364.1元,水資源支撐高質量發展能力得分為48.0分,均處于較差等級；居民幸福指數得分為72.7分,為中等等級,人民群眾幸福感有待提高。整體來看,渭河陜西段水資源支撐度有待提高,需要全面提升民眾節水意識,加強各行業節水管理。

(3)水管理完善度得分為82.0分,總體處于良好水平。其中:水法律法規建設程度得分為64.5分,處于合格等級,流域依法治水需要加強,以支撐生態文明建設；流域人均受教育年限得分為90.7分,達到優秀等級；水利投資實現“十三五”規劃目標,得分為100分,達到優秀等級；流域水利信息化率為70%,水資源監控能力得分為70分,處于中等等級。綜上,雖然渭河陜西段水管理處于良好發展水平,但水利信息化程度不高,亟須提升水資源監管監控能力。

(4)水經濟發達度得分為62.6分,處于合格水平。其中:第一、第二和第三產業國內生產總值占比分別為7.7%、43.6%和48.7%,三次產業國內生產總值比重得分為45.1分,處于較差等級；萬元GDP用水量得分為60.2分,處于合格等級；水電消費占比為7.9%,得分為65.9分,處于合格等級；水資源稅入庫占最低水資源稅比重為79.1%,水權市場建設程度得分為79.1分,接近良好水平。整體而言,渭河陜西段水經濟發展水平較低,亟待提高,尤其需要提高第三產業發展規模,完善水權市場。

(5)水環境宜居度得分為86.9分,處于良好水平。其中:Ⅰ～Ⅲ類水河長比例為90%,劣Ⅴ類水河長比例為2.8%,湖庫富營養化比例為25%,河湖水質指數得分為81.4分,為良好等級；地下水開采系數為0.532,西安、咸陽地下水超采嚴重,地下水資源保護指數為79.7分,接近良好水平；親水設施完善指數為30.46%,城鄉居民親水指數得分為82.6分,處于良好等級；地表水集中式飲用水水源地合格率得分為100%,達到優秀等級。綜上,渭河陜西段水環境宜居度有待提升,地下水保護力度需要加強,親水設施有待完善。

(6)水生態健康度得分為77.9分,處于中等水平。其中:水域面積保留率為1.06,主要河流縱向連通性指數為0.61,河湖主要自然生境保留率得分為90.8分,為優秀等級；重要河湖生態流量達標率得分為91.3分,為優秀等級；水土保持率為0.737,得分為93.1分,為優秀等級；而水生生物完整性指數得分僅為22.6分,處于很差等級。綜上,渭河陜西段水生態處于亞健康狀態,需要加強河湖水質監管力度,減少河流污染,合理建設水利工程,提升河流連通性水平。

(7)水景觀滿足度得分為70.3分,處于中等水平。其中:自然水景觀保護利用指數為3.56個/百萬人,水景觀影響力指數得分為64.3分,為合格等級；公眾水意識普及率為75%,公眾水治理參與度為78.25%,公眾水治理認知參與度得分為76.3分,處于中等等級。綜上,公眾對渭河陜西段水景觀滿足度不高,需要加強公眾水意識宣傳普及工作,加大城市綠地和濕地公園建設力度。

(8)水文化繁榮度得分為75.5分,處于中等水平。其中:歷史水文化保護傳承指數得分為100.0分,達到優秀等級；但現代水文化創造創新指數得分較低,僅為51.1分,處于較差水平。因此,渭河陜西段水文化建設需要從現代江河保護治理創新力和現代水文化品牌創造力兩方面發力,促進區域水文化繁榮度向高水平等級發展。

綜合生態流域8個維度的得分情況可知,水安全保障度、水環境宜居度、水管理完善度為良好,水生態健康度、水文化繁榮度及水景觀滿足度為中等,水經濟發達度為合格,水資源支撐度為不合格。綜上,渭河陜西段生態流域發展程度最終得分為75.6分,處于中等等級。

3.2 討 論

渭河流域陜西段經過2005—2020年16 a的綜合治理,取得了可喜的成績,生態流域得分75.6分,主要得益于“十二五”期間國家投入600多億元進行大規模渭河河道綜合治理,包括生態環境治理。經過治理,目前渭河干流防洪問題已經取得階段性成果,城市防洪標準達到百年一遇(西安段達到300 a一遇),農村防洪標準達到30～50 a一遇,基本形成了較為完備的防洪體系[1］。“十三五”規劃啟動了涇河等主要支流防洪治理項目,實施了260條中小河流治理。2016年,陜西省出臺了《陜西省渭河生態區建設總體規劃》。“十三五”規劃完成后,渭河由堤防水毀應急修復發展到全線多目標綜合整治,進而轉入生態區建設階段,全面完成了災后水利薄弱環節建設任務。

渭河生態流域評估為中等水平,離黃河流域生態保護和高質量發展的要求還有一定距離,主要表現在以下幾方面。

(1)渭河流域陜西段骨干調蓄工程不足(如引漢濟渭工程、涇河東莊水利樞紐工程等尚未完工),水系連通性較差,供水保證率偏低,主要河流部分河段尚未達到設防標準,中小河流防御能力偏低且缺乏系統治理,山洪溝治理程度低,水利建設任務依然十分艱巨。

(2)流域治理相關部門面臨資金不足的困境,專項資金僅能部分用于生態區建設；大數據、云計算應用尚處于起步階段,信息化基礎設施不健全,信息資源開發利用不充分,水資源管理、河湖保護、水保監測、水工程運行等難以滿足水利現代化的需要,智慧化管理水平亟待提高；涉水事務監管基礎薄弱,水利監管的政策法規體系不健全,標準規范尚不完善；監管能力建設滯后,監管手段相對落后,距離治理體系和治理能力現代化尚有較大差距。

(3)自然及人為因素導致河道生態水量不足,出現水生態功能退化甚至斷流。河湖生態空間被侵占,水源涵養能力偏低,局部地下水超采嚴重。一些地區水土流失嚴重,水土保持率不高,治理任務仍很艱巨。

4 結論及建議

4.1 結論

本文以2020年為現狀年,基于研究區各地級市統計年鑒、公報等資料,在生態流域概念的基礎上,從水安全、水資源、水環境、水生態、水景觀、水文化、水管理、水經濟8個維度進行頂層設計,初步構建了渭河陜西段生態流域評價指標體系,提出了生態流域評估標準,并采用專家咨詢法和層次分析法,評估了渭河陜西段生態流域發展水平,主要結論如下。

(1)渭河陜西段生態流域評分為75.6分,發展水平為中等。

(2)從8個維度評估情況看:水安全、水環境、水管理3個維度為良好,水生態、水文化、水景觀3個維度處于中等,水經濟維度為合格,水資源維度不合格。這說明各個維度之間協調程度較低,水資源稟賦差、水經濟發展緩慢、人水關系不和諧、水景觀建設力度不足等問題較為突出,水文化建設及區域可持續發展水平較低。

(3)從8個維度發展排序看:水安全＞水環境＞水管理＞水生態＞水文化＞水景觀＞水經濟＞水資源,說明需要將水資源和水經濟兩個維度作為突破口,加快生態文明建設,支撐黃河流域生態保護和高質量發展。

4.2 建議

(1)加大水利投資,進一步提升流域防洪工程的達標率,加快流域水利信息化全覆蓋。

(2)嚴格控制水污染,保護水環境,合理開發水資源,各行各業高效用水。

(3)完善水文化事業基礎設施,大力發展水文化產業,著力提升水文化發展水平。

(4)加快創新驅動步伐,加快產業轉型升級,加大科技創新投入,逐步減弱對資源型產業的依賴,以協同治理推進生態流域高水平發展,助力黃河流域生態保護和高質量發展。