北京市转河生态修复评价

郭 维，高甲荣，樊 华，王 越，顾 岚，刘培斌

(1.北京林业大学水土保持和荒漠化防治教育部重点实验室，北京 100083;2.北京市水利规划设计研究院，北京 100048)

1 研究背景

20世纪末以来，经济的飞速发展和人们生活水平的大幅度提高使人们对河流的功能需求发生了变化，要求城市河流具有亲水、休闲、环境、景观等精神愉悦的功能［1］。尤其是在当前城市生态化建设成为主流的背景下，城市河流作为城市生态系统的重要组成部分，无疑在城市生态化建设中发挥着主要的作用，因此城市河流生态修复、重建对于城市系统的和谐运作、城市的可持续发展和满足人们的生活需求都具有重要意义［2］。河流评价一直是河流修复的重要内容之一，经过多年的发展，我国的河流评价技术慢慢成熟起来。目前，我国的河流保护工作的重点已从以往的水质问题上逐渐转移到生态环境结构上来，河流的生态调节功能、为生物提供栖息场所等作用越来越受到重视。在评价指标上，也越来越多的关注河流的生物和生境构成要素［3］。

本文结合对北京市转河的实际调查，针对调查结果，选取适当的评价指标，建立相应的评价指标体系，对治理后的转河做出综合评价，并希望通过评价的结果引起大家对城市河流治理的重视和支持，对今后的城市河流修复工作起到借鉴的作用。

2 河流概况

转河位于北京市西城区，西起长河的高粱桥，东到北护城河，是北环水系的一段，全长3.7 km。随着城市的发展，转河几经变迁。1905年詹天佑修建京张铁路时河道改线，向北绕过西直门火车站，再向南呈“几”字型与北护城河相接。1975—1982年间修建地铁时将转河填埋，以暗涵同北护城河相接。2001年，市领导决定将转河打开，恢复它应有的风貌。

在转河修复工作进行之前，为了河道行洪和排水，曾用大量钢筋混凝土挡墙或浆砌石的岸坡代替天然泥土和植被，河岸的生态功能丧失。少数岸坡虽有植被覆盖，但由于受周边土地利用的束缚，河岸带很窄，坡度过大，植被类型单一，生态功能有限。同时，出于水利功能设计，城市河道两旁的地表径流多被路沿石阻隔，未通过植被缓冲带，而经地下雨水管网直接进入河道中，因此大量污染物随着地表径流直接进入河道，尤其是初期径流对河水污染严重，而且这种污染状况随周边城市化的高速发展而越发严重。

2002年，北京市水利规划设计研究院对北京北二环附近的转河河道和河岸带进行了一系列工程改造和生态修复。在对河岸带的设计上采取了以下措施，形成有层次的岸坡绿化:①改造河漫地，包括设置不同的河岸曲度，以改变水流速度;种植水生植物(如芦苇、菖蒲、水葱等);投放鱼苗;②修复护岸，不规则的堆叠石块，用泥土填充石块缝隙，使水体直接与石块和泥土接触;③改造护坡，减少硬化坡面和直立式护坡，减缓坡度，种植草本和灌木等植被等。

经过这几年的精心治理，转河的修复工作取得了很大的成果，现在的转河在满足防洪、排水、输水功能的同时，以它蜿蜒曲折的走势、宽窄不一的水面、高低错落的河岸给高楼林立的城区增添了活泼的气氛，给久居闹市的人们增添了几分恬静。在目前国内的城市河流治理实践中，转河的生态修复治理具有重要的代表作用［4－6］。

3 河流调查及评价方法

3.1 调查样点选取

此次调查采用等距离取样方法，从动物园闸口开始，沿河每隔约500 m设一个调查样点，遇地形变化较大的河段增设一个调查样点，至积水潭附近转河汇入北护城河止，共设调查样点10个。

3.2 调查内容

与评价指标相对应，对城市河流的调查主要包括水文、水质、物理形态、生物多样性和社会影响等特征。具体包括气味、流速和水深;溶解氧浓度、pH值、氨氮、磷酸盐含量;河岸的坡度、坡长、河宽、河岸材质、河床材质;植物种类、盖度和底栖生物的多样性;防洪功能、公众满意程度、河流可亲水度。

3.3 评价指标体系建立的原则

建立城市河流生态修复效果的综合评价指标体系应遵循评价指标体系的构建原则，从而使各评价指标更科学合理和实用，以保证对城市河流状况的准确反映。要求指标体系建立遵循科学性、主成分性、实用性、层次性、定量与定性相结合等原则。

3.4 评价指标体系的建立

由于目前国内专门针对河流修复成果评价的研究较少，本次对转河生态修复效果的评价主要参考对河流生态健康程度的评价体系。如今对河流进行生态评价的方法有很多，常用的有物元分析法、模糊综合评价法、层次分析法、加权分析法等，根据上述原则，结合调查数据自身特点，并考虑到数据处理的准确程度，本文选择采用专家打分法和层次分析法进行评价分析［7－8］。

通过大量的文献调研和对转河健康程度有所影响的各项指标的详细调查和筛选，将此次对转河的评价指标体系划分为目标层、准则层和指标层3个层次。把河流健康程度作为最高层次目标层的综合指标来体现转河的健康水平;第2层次的准则层是由反映准则层的相关指标所构成;第3层次的指标层是准则层的一个细化，也是用来反映各准则层的具体内容，它是由各单项指标来体现的［9－10］。

3.5 评价指标选取

城市河流与天然河流的评价有所不同，城市河流处于人类较为集中的各大、中、小型城市，与人类的关系更为密切，受人类活动影响及对人类影响的反馈作用也更大，故在评价指标的选取上，与评价天然河流有所差别。城市河流评价不仅包括河流水体水文、水质、河道物理形态、河岸和河床的小生境构造等天然河流评价中包含的各项指标，还因为河流在社会服务中所包含的防洪、航运等功能，在评价时需考虑到河流是否能够满足这些功能，故在选取评价指标时也需考虑进去。

结合实际调查，我们选取了水质、水文、河槽物理形态、生物量、社会服务功能5个指标作为评价体系的准则层，再针对每个准则层确定相应的指标层。如水质方面包括溶解氧浓度、pH值、氨氮和磷酸盐含量;水文方面包括气味、流速比和水深比;河槽物理形态包括河岸的坡度、坡长、河宽、河岸材质、河床材质;生物多样性包括植物种类和盖度、底栖生物的多样性指数;社会服务功能包括防洪功能、公众满意程度、亲水性［11－13］。其评分标准见表1。

3.6 权重的确定

针对北京市的河流情况，咨询了数位长期从事河流调研工作的专家，将各指标对其上一级的指标的重要程度进行确定，采用1～9标度法表示影响结果(见表2)。经过专家打分评估和综合计算最终确定各指标权重。权重系数Wi之和为1，即∑Wi=1［14］。

先依照专家对指标层各指标所给分值，综合算出各个指标对准则层中相对应指标的权重，

式中:fi为指标层各指标相对于其上一级准则层指标的权重;ai为指标层各指标的专家评分值。

再由准则层中指标的分值，算出准则层中5个指标对于城市河流综合评价的权重，

式中:Fj为准则层各指标相对于目标层的权重;bj为指标层各指标的专家评分值。

最后，将2个层次的指标权重联立起来，计算出指标层中各指标相对于目标层总指标的综合评价权重值。

表1 评价标准Table 1 Assessment standards

表2 评价指标重要程度标度值及其含义Table 2 Scale values of the index importance and their implications

Zij为指标层对应的指标相对于目标层的最终权重。

经专家评分，得出各指标权重分配情况见表3。

3.7 综合评价值

本评价指标体系采用综合指标评价方法。结合上述各评价指标的评价标准及其在最终目标值中所占权重，综合运算，求出最终对城市河流的评价总指标值。

式中:S为各调查样点的综合评价值;Cij为对应指标权重的评价标准分值。

表3 各指标的权重分配Table 3 Weight distribution of each index

4 结果与分析

本次对北京市转河生态修复质量的评价建立在对转河水质、水文、栖息地的各项指标的调查的基础之上，针对所调查的指标建立一个合适的评价指标体系，并利用层次分析方法求得综合评价指数，对转河修复之后取得的生态功能和效益做出评价。

根据对转河各评价指标的调查结果，按表1中的评价标准赋予其评价值，再结合表2中求得的各指标对目标层的权重值，按式(3)求出各调查样点的综合评价值。表4为求得的各样点的综合评价值。

表4 不同样点各指标的综合评价值Table 4 Comprehensive assessment value of each index at different sampling points

由表4所示，转河整体评价值为2.75，从求得的各调查样点的综合评价值来看，可将转河按评价得分归类为5段，第1段为样点1到样点4，它们的评价值极相近且约等于3.2，为评价中得分最高的河段，表示为良好河段;第2段为样点5附近河段，它的评价值为2.82，比第1段稍差一些，表示为稍好河段;第3段为样点6到样点7，它们的评价值相近且接近2.4，仅比样点8和样点9评价值稍高，表示为稍差河段;第4段为样点8和样点9附近河段，评价值为2.12和2.13，是整条河分值最低的河段，表示为较差河段;第5段为样点10附近河段，评价值为2.72，处于整条河流的中等水平，表示为中等河段。转河的分段评价结果如图1所示。

图1 转河评价结果示意图Fig.1 Schematic diagram of the assessment result for Zhuanhe River

经过对调查数据的分析，对转河各样点的综合评价值介于3.29～2.12之间，处于中上等水平，可见修复之后，转河的生态效益有所改善，但相对于天然河流来说，还有所差距。样点1到样点4处河道修复措施完善，河两岸植被覆盖率较高，且游人较少，受人为活动影响较小，故在整个河段修复质量最好;样点5处于西直门乘铁线路附近、且临近公路，游人较多，受人为活动及公路粉尘和噪声影响，评价分值较第1段略低;第3段为样点6和样点7，这段河流受地形影响，一岸为竖直的硬质护岸，临近公路的另一岸修建有亲水平台，并有植被带使其与公路稍作隔离，评价结果为稍差河段;样点8和样点9河段处于居民区，尽管河道两岸修建有防护措施，但仍有少量生活污水排入河内，这是造成此河段水质较差的主要原因，加上河道两岸皆是竖直硬质护岸，使得各项评价指标都比较低;样点10河段位于地铁积水潭站附近，此处由于河岸形态有所改善，两岸逐渐替换为缓坡土石护岸，水体污染状况也有所好转。

总体来看，在转河上游河段，由于河岸较宽，修复空间较大，除少数河段外，河岸两侧均已修复为生态土石护岸，并建有颇具文化景观的亲水区域，岸边经过植物措施修复，生物多样性也得到较成功的恢复;下游河段由于紧挨公路和居民区，河岸一侧甚至两侧为竖直的硬质护岸，尽管建有卵石滤层和亲水措施，增加了河内生物的栖息场所及亲水区域，但阻碍河水与地下水交换的实质问题并未得到解决，以致水质和生物多样性也受到影响，指标评分较低。总之，转河的生态修复取得了较好的成果，这与贯穿整个修复过程的还原河流自然形态的治河思想是密不可分的，再加上对河道形态的生态改造技术的合理运用，最大限度地还原河流的自然形态，构造河流与岸滩之间小生境多样性，为河流生物提供大量的栖息场所，这些都是对转河生态修复取得成功的关键所在［15－16］。

5 结论

本文参照了对河流生态健康程度的评价体系建立了一套针对城市河流生态修复效果的评价体系，通过对修复后的转河水文、水质、河道物理形态、河流生物多样性和社会功能等5个方面的各项指标的调查，并以北京郊区受人为干扰较小的自然河段为参照基准，结合建立的评价体系对各项指标评分，最终求出各调查样点及转河整体的综合评价值。

经综合评价后，转河整体评分为2.75，按1～4的评分标准来看，属于中上等水平。各样点中评分最高为3.29，最低为2.12，评分高的河段集中在河流上游区域，评分低的河段集中在河流下游区域。针对评价结果来看，河流下游由于临近街道和居民区，河道受地形限制和人为活动的干扰，对转河生态修复的效果有所影响，但总的来说，转河的生态修复效果是显著的，尽管还远达不到也无法达到自然状态下河流的标准，但在污水处理、生态环境构成、人文景观等方面在经过修复后都有很大的改善，也满足了附近居民对河流环境的基本要求。由此可见，我国对于城市河流的修复在经验和技术上都已逐渐成熟起来。如今，生态环境的近自然修复已经成为一个逐渐被大家所接受并推崇的生态环境修复理念，可以预见，在不久以后，将会有更多被污染和人工硬化的城市河流得到修复，恢复草绿水清、鱼虾成群的美丽景色。

［1］吕永鹏，徐启新，杨 凯，等，城市河流生态修复的环境价值及实现机制［J］.水利学报，2010，41(3):278.(LV Yong-peng，XU Qi-xin，YANG Kai，et al.Environmental Value of Urban River Eco-restoration and Its Realization Mechanism［J］.Journal of Hydraulic Engineering，2010，41(3):278.(in Chinese))

［2］陈兴茹.城市河流生态修复浅议［J］.中国水利水电科学研究院学报，2006，4(3):226.(CHEN Xing-ru.Brief Discussion on Urban River Course Eco-restoration［J］.Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research，2006，4(3):226.(in Chinese))

［3］廖先容，王翠文，蒋文琼.城市河道生态修复研究综述［J］.天津科技，2009，(6):31 － 32.(LIAO Xian-rong，WANG Cui-wen，JIANG Wen-qiong.Urban River Ecological Restoration in Research［J］.Tianjin Science ＆ Technology，2009，(6):31－32.(in Chinese))

［4］北京市水务局.北京城转河的治理［J］.水利天地，2005，(9):34 － 35.(Beijing Water Authority.Management of Zhuanhe River in Beijing［J］.World of Water Conservancy，2005，(9):34 －35.(in Chinese))

［5］朱晨东.河道的生态治理-北京转河生态化改造［J］.北京规划建设，2003，(5):61 －62.(ZHU Chen-dong.Ecological Renovation of River Course in Beijing［J］.Beijing City Planning＆ Construction Review，2003，(5):61－62.(in Chinese))

［6］温明霞，邓卓智.新转河 新理念 新技术［J］.北京水利，2004，(3):7 －8.(WEN Ming-xia，DENG Zhuo-zhi.New Zhuanhe River，New Idea and New Technology［J］.Beijing Water Resources，2004，(3):7 －8.(in Chinese))

［7］吴春林.采用专家打分法对债权价值进行分析的探讨［J］.中国资产评估，2007，(11):18 －20.(WU Chun-lin.Discussion on Analyzing the Value of Claims by Experts Scoring Method［J］.Appraisal Journal of China，2007，(11):18 －20.(in Chinese))

［8］庄锁法.基于层次分析法的综合评价模型［J］.合肥工业大学学报，2000，23(4):583 －590.(ZHUANG Suo-fa.Study of Synthetic Evaluation Model Based on Analytical Hierarchy Process［J］.Journal of Hefei University of Technology(Natural Science)，2000，23(4):583 －590.(in Chinese))

［9］吴阿娜，杨 凯，车 越，等.河流健康状况的表征及其评价［J］.水科学进展，2005，16(4):602 －607.(WU A-na，YANG Kai，CHE Yue，et al.Characterization of River’s Health Status and Its Assessment［J］.Advances in Water Science，2005，16(4):602 －607.(in Chinese))

［10］孙博书.沈阳市生态小城镇评价指标体系的建立［J］.现代农业科技，2011，(4):397.(SUN Bo-shu.Establishing of Evaluation Index System for Ecological Towns in Shenyang［J］.Modern Agricultural Sciences and Technology，2011，(4):397.(in Chinese))

［11］耿雷华，刘 恒，钟华平，等.健康河流的评价指标和评价标准［J］.水利学报，2006，37(3):253 －258.(GENG Lei-hua，LIU Heng，ZHONG Hua-ping，et al.Indicators and Criteria for Evaluation of Healthy Rivers［J］.Journal of Hydraulic Engineering，2006，37(3):253 － 258.(in Chinese))

［12］WRIGHT J F，SUTCLIFFE D W，FURSE M T.Assessing the Biological Quality of Fresh Waters:RIVRACS and Other Techniques［M］.Ambleside:The Freshwater Biological Association，2000.

［13］王秀英，王东胜，梁洪华.城市河流生态恢复能力评价指标［J］.武汉大学学报(工学版)，2011，44(6):691 －695.(WANG Xiu-ying， WANG Dong-sheng， LIANG Hong-hua.Assessment of Ecological Restoration Capacity of Urban River［J］.Engineering Journal of Wuhan University，2011，44(6):691 －695.(in Chinese))

［14］高甲荣，冯泽深，高 阳，等.河溪近自然评价-方法与应用［M］.北京:中国水利水电出版社，2010:54－93.(GAO Jia-rong，FENG Ze-shen，GAO Yang，et al.Approximate Natural Assessment of Rivers and Streams:Method and Application［M］.Beijing:China Water Power Press，2010:54 －93.(in Chinese))

［15］潘 杰.生态文化与城市河流修复［J］.中国水利，2009，(23):41 － 43.(PAN Jie.Ecological Culture and Urban River Restoration［J］.China Water Resources，2009，(23):41 －43.(in Chinese))

［16］徐德琳，邓自发，欧阳琰，等.河道生态修复的前沿领域［J］.中国城市林业，2008，6(5):25 －27.(XU De-lin，DENG Zi-fa，OUYANG Yan，et al.The Frontier Fields in Ecological Restoration of Rivers［J］.Journal of Chinese Urban Forestry，2008，6(5):25 －27.(in Chinese))