關于云南利濟河健康狀況評價的探索研究

李皓君

（云南省設計院集團有限公司，云南 昆明650000）

0 引言

自古以來，河流就是城市發展興旺的重要因素，城市河道不僅是城市水利、農業、航運等多功能運行的基礎條件，還是城市生態系統中包括氣候調節、生物多樣性維持、生態調蓄等生態功能實現的載體。然而隨著我國城市發展迅速，規模的經濟活動嚴重干擾了河道生態系統，但城市河道的一系列自然生態問題被忽視，造成城市水系面積急劇減少，河道淤積嚴重，河床、河堤硬化面積大幅上升，使得河道生態功能退化，城市內澇頻發，河道水質污染嚴重。城市河流生態系統的健康狀況開始受到關注。

“河流健康”概念最早于1972 年在美國的《水污染控制修正法》中提出，但至今河流健康內涵以及河流健康的基準點仍未統一。目前，國內外學者從生態修復和生態系統健康等維度提出了生態系統健康評價體系，我國學者也建立了評價生態系統健康狀況的多種方法，包括“指示物種法”“指標體系法”等，且水利部在2010年出版了《河流健康評估指標、標準與方法V1.0》，2020年又發布《河湖健康評價指南》，用于指導全國河流健康評價工作。綜合來看，城市河流的健康狀況評價主要從水文、水質、生物性、社會功能四個維度進行指標的選取，但我國地域遼闊，各流域特征條件千差萬別，社會經濟發展水平不同，而河流健康狀況評價體系的建立是一項完全依托于評價對象且受主、客觀因素影響的復雜工作，需充分結合當地氣候條件、地理特征、社會服務需求、經濟發展程度、城市建設等特征因素進行構建，因此對于各類特征的河流健康狀況評價體系的構建還需要進行更加細化、具體的研究。

本研究以我國云南滇東北地區昭通市利濟河為評價對象，重點關注河流水量、水質，同時充分結合地區條件特征，建立基于指標體系量化方法的河流健康評價體系。研究結果對云南山區經濟發展欠發達的城市中小型河流健康評價體系的構建有一定參考意義。

1 研究區域

1.1 研究區概況

昭通市昭陽區位于云南滇東北地區，中心城市轄區內主要河流為灑漁河和昭魯河，均屬金沙江流域。研究對象利濟河系昭魯大河中段右岸支流，位于云南省昭通市昭陽區中心城區，全長27.1 km，平均比降6.6‰，控制徑流面積113 km2。發源于城區東北側的小涼山（2667.7 m），以東北～西南向經城區西城三孔橋、臘雞寨至高魯橋匯入昭魯大河。

境內地處暖帶，為北緯高原大陸季風氣候。冬季氣溫較低，夏季氣候涼爽，干濕兩季分明。城區多年平均降雨量750～1000 mm，降雨量在昭通各縣市中相對較小，但月際降雨量分布極為不均。

1.2 河流特征

（1）河流流域面積＜3000 km2。

（2）支流眾多，流域產流、匯流過程復雜。

云南省昭通地勢復雜，隨著流域內城市快速發展，流域被分割成高低起伏的地塊，不同程度地改變了流域內產流、匯流方向及過程。

（3）城市市政基礎設施建設不完善，河岸截污不徹底，河道水質差。

云南省昭通市屬于我國欠發達地區，存在城市規劃缺位、基礎設施配套不完善，以及沿河居民缺乏環保意識等歷史問題，導致河岸截污工程不徹底，河道水質差。

（4）人類活動過度干擾，河道、河岸硬化占比大。

缺乏對河道生態功能的保護意識，隨著城市的擴張，人口的增加，人類活動的過度干擾導致河道渠化現象嚴重。

（5）旱、雨季降雨量區別明顯，月際降雨量分布極為不均，河流水量不穩定。

2 河流健康評價指標體系構建

2.1 指標體系構建原則

河流健康狀況評價結果的可信度取決于能否科學、合理、有效地構建指標體系。針對利濟河流特征確定其健康評價指標體系構建原則如下：

（1）河流健康狀態評價體系構建應兼顧水資源開發利用與生態保護兩方面的利益；

（2）河流健康狀態評價要素能客觀、全面、真實可靠地反應河流生態系統狀態；

（3）評價指標應選取易于量化和易于獲得的信息數據；

（4）構建因地制宜的評價體系，指標的選取應反映和突出地域特征；

（5）指標體系構建應具有實用性，可指導當地河流生態保護工作。

2.2 指標體系構建步驟

基于以上原則，針對利濟河的河流健康評價指標體系構建步驟如下：

（1）對研究區域進行現場調研與基礎資料收集，包括河岸線調查、河流地貌調查、河流水文調查、生物多樣性調查等；

（2）在調研的資料基礎上，確立河流健康評價體系評價要素并根據評價要素及評價對象的流域特征選取評價指標并構建評價體系；

（3）參考相關文獻、案例以及咨詢相關專業的專家團隊，對整個評價體系的合理性、針對性和科學性進行復核，并適當調整；

表2 健康河流指標基準點的確立

（4）針對指標體系開展調查監測和數據采集工作；

（5）構建指標體系的評分標準，確定指標層賦分權重以及要素準則層的賦分權重；

（6）參照指標賦分標準，根據采集到的數據對各項指標進行賦分并進行權重計算，最終得到評價結果，指導河流的生態保護工作。

2.3 指標體系構建及指標含義

根據云南山地中小河流特征，并參考《河湖健康評價指南》及國內外相關研究，確定評價對象利濟河健康狀況評價要點包括：物理結構、水文水質、生物狀況、社會服務和管理狀況等5個要素，對以上5個評價要素進行分解，選取出12個指標對云南山地城市中小型河流健康狀況評價體系進行構建。各要素指標見表1。

表1 云南山地城市中小河流健康評價指標體系

2.4 指標賦分標準

2.4.1 健康基準點的確立

目前，關于河流健康基準點的確立還存在一定的質疑和爭議，一些學者認為可將人類活動干擾前的自然河流基準作為河流健康基準點，但由于河流生態系統始終在不斷演變，人類活動不可消滅，我們永遠無法恢復到原始的健康基準狀態，并且我們認為這個基準點并不有利于社會以及生態文明的可持續發展。在借鑒國外經驗及我國國情的基礎上，國內學者提出了“可持續利用的良好生態河流的概念”，它既能強調河道生態系統的重要性又能兼顧河道適度開發的合理性。因此，本項目將我們希望河流達到的理想狀態作為河流健康的標準值，這個理想的狀態能平衡河流的生態保護與開發利用之間的沖突，兼顧生態性與社會功能性。

河流健康是一個相對的概念，它包含了人們對河流生態狀態改善的期望，所以河流健康的基準是主觀的，但河流健康狀況的評價指標以河流健康的標準狀態作為賦分基準點，這就要求河流健康基準點的確立是可測量的、客觀的。

2.4.2 指標賦分標準

河流健康狀況評價指標的賦分主觀性較強。目前水利部針對我國國情發布的《河湖健康評價指南》（試行）中對各項評價指標均有較為明確的賦值表，賦值表可作為我們進行河流健康狀況評價指標賦值的參考，但由于利濟河流域面積小，山地特色顯著，經濟欠發達，城市內河段距離較短，應結合實際情況對賦分標準進行適當調整，以適應河流地方特征。

（1）河流縱向連通指數標準

河流縱向連通指數根據單位河長內影響河流連通性的建筑物或設施數量評價，賦分標準見表3。

表3 河流縱向連通指數

（2）濱岸帶植被覆蓋率

濱岸帶植被覆蓋率為岸段植被覆蓋面積與岸段面積之比，植被覆蓋率賦分標準見表4。

表4 濱岸帶植被覆蓋率

（3）河岸帶寬度指數標準

根據水利部2019年印發的《河湖岸線保護與利用規劃編制指南（試行）》），適宜的左、右岸河岸寬度一般均應大于河槽的0.4倍，一般可將其作為河岸寬度滿足要求的參照標準，但由于山地城市用地緊張，因此在此標準基礎上適當降低標準。河岸帶寬度指數是指寬度滿足要求的河岸長度與評價河段總長度之比。

表5 河岸帶寬度指數

（4）違規開發利用水域岸線程度

該指標主要考慮入河排放口建設合規性、排放口布局合理性以及河岸是否存在污水直排、散排問題。對排放口建設合規性、排放口布局合理性進行賦分，對于存在污水直排、散排等問題則進行扣分。入河排放口的合規性以及合理性可依據研究對象河流的地表水功能區保護級別作為參照，按0～100分進行賦分；污水入河問題則根據問題嚴重程度按5～50分進行扣分。

（5）生態流量

本次采用由Nehring 1979年提出的R2-CROSS法計算最小棲息地流量，根據利濟河各斷面情況以及河道坡降，分別將平均水深的流量代入曼寧公式進行計算，綜合粗糙系數按0.028計，計算結果利濟河最小棲息地流量為1.20 m3/s。生態流量確定后計算河流逐日水位滿足生態水位的百分比，指標計算結果數即是對照的評分。

（6）水質優劣程度

本次將GB 3838-2022 地表水環境質量標準基本項目作為水質監測指標項，再根據實測河流水質指標對照水質類別標準限值作為水質優劣程度的賦分依據。評價時段內最差水質項目的水質類別代表該河流的水質類別。

表6 水質類別

（7）水體自凈能力

溶解氧（DO）對水生動植物十分重要，因此選擇水中溶解氧濃度衡量水體自凈能力。根據經驗及相關資料，取溶解氧≥6 mg/L作為水體自凈能力的基準點，在此基礎上進行賦分。

表7 溶解氧

（8）魚類保有指數

將現狀魚類種數與1980年以前評價河湖的魚類種數（不含外來物種）比值作為魚類保有指數，用來評價現狀魚類種數與歷史參考點魚類種數的差異狀況。

表8 魚類保有指數

（9）水生植物群落狀況

本次研究按2～5 km一個斷面對河段進行水生植物群落狀況評價，對斷面區域水生植物種類、數量、外來物種入侵狀況進行調查，結合現場驗證，將斷面水生植物群落豐富程度進行分級賦分。

表9 水生植物群落狀況分級

2.5 評價賦分權重

河流的健康狀況評價無論是指標賦值層面還是各層級各要素的權重確定均具有較強的主觀性，且不同河流、地區的地貌、氣候、社會經濟發展的各項特征條件不同，難以統一評價指標的賦分權重標準。應根據流域生態環境特征和評價指標特點，充分考慮關鍵閾值且必須滿足法律法規的限定進行權重取值，權重賦值后還需進行專家咨詢等方法分類別進行權重賦值的調整。本次評價對象的評價指標權重賦值如表10所示。

表10 河流健康評價指標權重賦值表

2.6 河流健康評價賦分計算方法

通過現場調研、信息采集等收集整理評價對象的各項指標數據，根據指標賦分標準對各項指標進行賦分，并確定各層級指標賦分權重后對河流健康評價進行賦分計算，計算時按照目標層、準則層及指標層逐層加權的方法，方法如下：

式中：HSi—評價河流第i段河段河流評價健康狀況綜合分值；CWm—準則層第m個準則層的權重；ISn—指標層第n個指標的賦分分值；IWn—指標層第n個指標的權重。

整段評價對象河流的健康狀況綜合分值按照各個評價河段的長度作為權重進行最終的分值計算，計算公式如下：

式中：HS—河流健康狀況綜合分值；HSi—評價河流第i段河段健康狀況評價綜合得分分值；Li—第i段評價河段的長度（km）。

2.7 評價結果分類

根據賦分計算結果將河流健康狀況分為五類，包括：一類河流（非常健康）、二類河流（健康）、三類河流（亞健康）、四類河流（不健康）、五類河流（惡劣狀態）。

表11 河流健康評價分類表

3 評價結果

3.1 研究區域河流健康狀況評價結果

根據不同河段特征及行政區劃等因素將研究區域河流分成三段，河段1長2.8 km，河段2長3.3 km，河段3長2.5 km。

根據上節確定的指標評價體系，以2019年作為評估年，對利濟河城區段進行分段評價，逐級加權，評價結果詳見表12。

表12 河流健康評價分類表

3.2 結果討論與分析

從計算結果看評價河段利濟河城區段（1、2、3段）河流的健康狀況綜合分值為53.94分，評價分類屬于不健康狀態。

（1）不同河段不同評價要素健康狀況分析

從圖1中分析可見，在河道物理結構與水文水質方面，各河段健康狀況差距較為明顯，上游處于郊區河段（1段）情況較為良好，其中城區河道物理結構健康狀況明顯降低，河道連通性較差；生物狀況中，植物的多樣性和數量有一定差距，郊區上游段（1段）情況稍好，但總體差別不大；總體上河道的管理體制機制并不完善。

圖1 不同河段不同評價要素健康狀況分值示意圖

（2）不同河段河流健康狀況分析

從圖2中可見評價河段利濟河城區段中上游河段（1段）處于亞健康狀態，中下游兩段（2段、3段）均為不健康狀態，全段河流健康狀況不容樂觀。

圖2 不同河段河流健康狀況分值示意圖

（3）不同評價要素河流健康狀況分析

從圖3中可見，評價要素中社會服務功能分值最高，管理狀況最差，其他要素分值也并不理想。由此可見利濟河城區段社會服務功能突出，河道的開發利用程度高，但由于河道管理機制的欠缺，無科學的可持續開發利用規劃指導，導致河流生態健康狀態受人類活動的影響嚴重，水生態環境較差，亟需進行河流生態修復。

圖3 不同評價要素健康狀況分值示意圖

3.3 結論與建議

河流健康狀況評價結果的可信度取決于指標體系構建的合理性以及信息采集的可靠性。本次研究依托于“昭通市城市黑臭水體治理示范城市建設項目”，采樣檢測均為專業機構進行，數據可靠，但指標體系的構建有不可避免的主觀性，因此構建指標體系時在充分借鑒國內外相關經驗、參考《河湖健康評價指南》的基礎上應結合當地特征，相關專業專家進行多次論證，以確保評價結果有較高的可信度。此外，目前沒有系統性的方法來驗證評價結果的可信度，該部分內容仍需進一步研究探索，使得河流健康狀況評價體系更加完整。