基于層次分析法的城市河流健康綜合評價

趙麗子，石 林，喬 祺，李代軍，胡 娟

（湖南省水利水電科學(xué)研究院，湖南 長沙 410007）

1 研究區(qū)域及河流概況

長株潭都市圈是長株潭城市群生態(tài)綠心規(guī)劃所在，區(qū)域地處湘江中下游，區(qū)域內(nèi)水網(wǎng)密布，流域面積50 km2以上的河流共計193 條，河流長度共計5 977 km，主要河流包括湘江及其支流淥水、漣水、瀏陽河、溈水等。截至2021年末，長株潭都市圈常住人口達(dá)到1 484 萬，城鎮(zhèn)化率達(dá)到80.90%，地區(qū)生產(chǎn)總值1.80 萬億元，占全省地區(qū)生產(chǎn)總值38.80%，是湖南省政治、經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展中心。

淥水發(fā)源于江西省萍鄉(xiāng)市千拉嶺南麓，干流全長166 km，株洲市境內(nèi)81.50 km，株洲市境內(nèi)流域面積2 753 km2，占流域總面積的49%。漣水發(fā)源于湖南省新邵縣，干流全長234 km，湘潭境內(nèi)河長133 km，境內(nèi)流域面積2 652 km2，占流域總面積37%。瀏陽河水系發(fā)源于羅霄山脈的大圍山北麓，全長224 km，流域面積4 244 km2。

2 指標(biāo)體系篩選與構(gòu)建

2.1 指標(biāo)初選

文章采用頻次統(tǒng)計分析法，選擇2005-2021年以來針對國內(nèi)城市河流健康評價進(jìn)行過深入探討的學(xué)者觀點(diǎn)作為國內(nèi)文獻(xiàn)樣本，根據(jù)文獻(xiàn)的下載次數(shù)、被引次數(shù)以及刊登期刊的質(zhì)量進(jìn)行了初步篩選，總共摘出16篇具參考意義的典型案例，并結(jié)合蘇州市、天津市城市河流健康評價標(biāo)準(zhǔn)，采用同類并項(xiàng)方法，對所采用文獻(xiàn)的評價指標(biāo)體系進(jìn)行歸納與整理。從“水”“盆”、水生生物及服務(wù)功能4個方面進(jìn)行指標(biāo)頻次使用統(tǒng)計分析，提取出21 個具有較高關(guān)注度、能綜合體現(xiàn)城市河流各方面特征的常用河流健康評價指標(biāo)，如表1 所示，以此初步構(gòu)建出文章所需河流評價指標(biāo)體系。

表1 初選指標(biāo)體系表

2.2.1 “水”評價指標(biāo)（B1）

水量和水質(zhì)是河流水文水資源的重要因素。在“水量”方面，生態(tài)流量是維持河道生態(tài)功能的重要條件，水資源的開發(fā)利用是影響城市與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，為防止水資源過度開發(fā)對河流健康造成影響，此次選取河流水資源開發(fā)利用率（C11）、生態(tài)流量（水位）滿足程度（C12）對河流水量進(jìn)行評價。

在“水質(zhì)”方面，由于近年來區(qū)域城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展加快，各類廢污水排放量大，河流污染負(fù)荷重。此次，選取最直接且易監(jiān)測的河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)率（C13）為評價指標(biāo)。

其次，由于長株潭區(qū)域內(nèi)聚集采礦業(yè)和冶煉業(yè)等金屬冶煉行業(yè)，有色金屬冶煉易造成土壤污染，底泥是水體中重金屬的主要富集地，其健康狀態(tài)對水體生態(tài)環(huán)境具有重要的影響，因此，采用底泥污染狀況（C14）進(jìn)行評價。

2.2.2 “盆”評價指標(biāo)（B2）

受城市防洪、發(fā)電、景觀等需要，長株潭區(qū)域河流受人工干擾強(qiáng)度大。縱向上，河道內(nèi)水閘、水電站等攔河建筑物眾多，河流連續(xù)性變差；橫向上，河岸帶是水域與陸域之間能量物質(zhì)交換及生物活動的重要生態(tài)廊道。此次選用河流縱向連通性（C21）評價河流在縱向上物質(zhì)能量連通交換程度，采用岸坡穩(wěn)定性（C22）及植被覆蓋度（C23）對橫向岸線帶岸坡整體穩(wěn)定性與植被覆蓋情況進(jìn)行評價。

2.2.3 水生生物（B3）

水生生物群落結(jié)構(gòu)變化可用來反映河流健康狀況，魚類、底棲動物是水生生物群落中的重要類群，對水環(huán)境、水動力變化反應(yīng)較為敏感。考慮到淥水、漣水、瀏陽河為湘江二級支流，魚類歷史資料較難獲取，此次評價僅選取大型底棲動物生物完整性（C31）一項(xiàng)評價指標(biāo)。

2.2.4 社會服務(wù)功能（B4）

長株潭區(qū)域河流主要具有防洪、供水、景觀等功能，結(jié)合“洪澇無虞、飲水放心、用水便捷、親水宜居”的省水安全發(fā)展需求，此次選用防洪達(dá)標(biāo)率（C41）、飲用水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率（C42）、城市供水保障率（C43）及景觀滿意度（C44）三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)

2.2 指標(biāo)篩選

根據(jù)初選指標(biāo)體系，結(jié)合長株潭區(qū)域發(fā)展實(shí)際情況，共選用12 個指標(biāo)對長株潭區(qū)域河流“水”“盆”、水生生物及社會服務(wù)功能4個方面進(jìn)行綜合評價，指標(biāo)體系見表2。行評價。

表2 長株潭區(qū)域河流健康評價指標(biāo)體系表

3 綜合評價與結(jié)果分析

3.1 權(quán)重計算

根據(jù)長株潭區(qū)域河流健康評價體系，采用層次分析法，針對評價指標(biāo)體系準(zhǔn)則層和指標(biāo)層分別設(shè)計重要性比較調(diào)查表，請水文、水利、生態(tài)、環(huán)境等研究領(lǐng)域的13 名專家對評價指標(biāo)體系準(zhǔn)則層及指標(biāo)層進(jìn)行對比，然后計算各賦值矩陣的特征值和特征向量，通過各評判矩陣的一致性檢驗(yàn)，得到有效調(diào)查表共計11 份，最后將各專家調(diào)查表得出權(quán)重的平均值作為各指標(biāo)的最終權(quán)重，見表3。

表3 指標(biāo)權(quán)重分配表

3.2 賦分計算與分析

3.2.1 數(shù)據(jù)收集

文章選取長株潭區(qū)域內(nèi)淥水株洲段、漣水湘潭段、瀏陽河為河流健康評價對象，評價年為2021 年（部分?jǐn)?shù)據(jù)采用2020年）。收集了湖南省統(tǒng)計年鑒，水利、水資源、生態(tài)環(huán)境等統(tǒng)計公報，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括2020-2021年度所在區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，水文水資源、河流岸線、涉河水利工程、河流水質(zhì)等基本信息，并針對區(qū)域內(nèi)河流（段）開展大型底棲動物、水質(zhì)等專項(xiàng)調(diào)研。此外，設(shè)計景觀滿意度調(diào)查表，通過現(xiàn)場問卷調(diào)查方式，開展景觀公眾滿意度調(diào)查。

3.2.2 計算分析

此次賦分標(biāo)準(zhǔn)參考《河湖健康評估技術(shù)導(dǎo)則》。通過賦分計算，淥水株洲段（65.5）、漣水湘潭段（73.2）、瀏陽河（70.3）均處于“健康”狀態(tài)。

在“水”方面，漣水湘潭段（84.2）、瀏陽河（82.9）“非常健康”，淥水（78.0）為“健康”；在“盆”方面，淥水株洲段（43.5）、漣水湘潭段（51.9）、瀏陽河（40.4）均處于“亞健康”狀態(tài)；在生物方面，淥水株洲段（60.0）、漣水湘潭段（65.0）、瀏陽河（70.0）均處于“健康”狀態(tài)；在服務(wù)功能方面，淥水株洲段（77.0）、漣水湘潭段（87.8）、瀏陽河（88.2）均處于“健康”狀態(tài)。由此可以看出，淥水株洲段、漣水湘潭段、瀏陽河在“盆”方面健康風(fēng)險較大。

在評價指標(biāo)方面，區(qū)域內(nèi)評價的三條河流水資源開發(fā)利用情況、生態(tài)流量滿足程度、水質(zhì)狀況、岸坡植被覆蓋情況、飲用水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況、供水保障程度等均處于“非常健康”狀態(tài)，景觀公眾滿意度較高，但河流縱向連通性處于“病態(tài)”，底泥污染介于“亞健康-病態(tài)”之間。河流縱向連通性破壞主要是受攔河閘、水電站等影響，河流結(jié)構(gòu)和功能在縱向上遭到破壞，這對維持水體自凈和生境完整，保障魚類洄游等造成較大影響。其次，河流存在重金屬污染問題突出，河流現(xiàn)場取樣監(jiān)測中Pb、Cd、Cr重金屬的質(zhì)量濃度平均值均超過長江流域化學(xué)背景值，Cd平均值均超過《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值。

4 結(jié)語

文章結(jié)合長株潭區(qū)域河流特征及城市一體化發(fā)展需要，構(gòu)建了適應(yīng)長株潭區(qū)域河流健康評價的指標(biāo)體系，并采用層次分析法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重分配，具有一定的科學(xué)性，可供長株潭區(qū)域其他河流健康評價參考。

參考論文：

［1］王曉剛，王竑，李云，等.我國河湖健康評價實(shí)踐與探索［J］.中國水利.2021（23）：25-27.