河流岸线保护与开发利用现状评估——以招苏台河为例

韩 琪，赵进勇，王 琦，杨大杰，张 晶，彭文启

(1.中国水利水电科学研究院，北京 100038；2.济南大学水利与环境学院，山东济南 250022；3.清华大学环境学院，北京 100084)

河湖岸线是指河流两侧、湖泊周边一定范围内水陆相交的带状区域，它是河流、湖泊自然生态空间的重要组成。岸线边界线是指沿河流走向或湖泊沿岸周边划定且用于界定各类岸线功能区垂向带区范围的边界线，分为临水边界线和外缘边界线[1]。近年来，忽视河湖保护、违法围垦江河、挤占河道、蚕食水域、滥采河砂等问题突出，严重威胁着防洪安全、供水安全、生态安全。2016年，中共中央、国务院印发《关于全面推行河长制意见》，明确加强河湖水域岸线管理保护是全面推行河长制的六大任务之一，对于水域岸线等水生态空间严加管控，对于河湖管理范围依法划定，同时，也要落实岸线分区管理要求。2019年3月，水利部组织制定并印发了《河湖岸线保护与利用规划编制指南(试行)》，要求各地要高度重视岸线规划编制工作。开展河湖管理管护范围划界确权，编制河湖水域岸线保护与开发利用规划，划定岸线功能分区，是加强岸线空间管控的重要基础，是推动水域岸线有效保护和合理利用的重要措施。

在国内，20世纪80年代末开始对岸线资源有所研究[2]，对于大江大河的岸线资源开发及利用评价方面的研究较多，且大部分都集中于港口岸线资源的评价，河湖岸线评价尚无明确方法。马荣华等[3]以岸前水深、岸线稳定性、岸前陆域宽度以及岸线水域宽度作为评价因子，通过GIS叠加分析获取岸线的综合评价单元，应用因子赋分的方法对长江江苏段每一单元岸线进行综合评价；常文倩等[4]采用PSR模型构建河道岸线资源评价指标体系，从社会经济、自然环境和开发利用的现状来分析河流现状，耦合层次分析法和熵权法确定评价指标综合权重，建立模糊优选模型评价黄沙港河道岸线资源；张慧君[5]建立了长江下游岸线资源可持续利用评价指标体系，从岸线的自身条件、岸线开发对经济社会以及生态系统的影响进行了综合评价；张晶等[6]从影响河流生态系统的生境、生物和人类活动要素出发，构建水质特性、水文特性、生物特性、河流地貌特性及社会经济特性5个方面、涵盖36项指标的全国河流健康评价全指标体系，并且将每个指标分为5个等级进行合理评价。从中国近几十年岸线的评价研究看，更多研究者将评价目标主要集中于港口利用及生产发展，而关于人类社会生活建设、旅游景观开发及生态环境的保护等方面关注较少。河流岸线评价是岸线保护与开发利用规划工作的基础，是进行岸线保护措施合理布局的重要内容。因此，系统确定河流岸线评价方法非常必要，尤其是近年来不断开展的河流岸线规划编制工作，制定合理系统的岸线评价方法迫在眉睫。本文以北方平原河流——招苏台河为例，从地貌形态、生物与水环境及社会经济特性3个方面进行评价，成果以期为梨树县黑土地保护利用提供良好的水生态支撑和基础，为水土资源的协同保护和有效利用提供依据，同时也为河流岸线的合理布局、科学保护提供依据。

1 评价体系构建

1.1 评价方法

河流岸线的保护与开发利用现状分析评价是以现状调查资料为基础，从岸线保护与开发利用角度出发，分析岸线的保护与开发利用现状对社会经济、防洪安全、河势稳定、生态环境的保护及其他影响，综合地貌形态、生物、水环境及社会经济特性方面，构建岸线保护与开发利用现状评价指标体系，并赋予指标相应权重，同时运用ArcGIS软件，结合空间数据叠加分析，将岸线现状保护与利用程度分等展示，定量评价岸线现状保护与利用情况，为提出河流岸线的有效利用、科学保护、合理布局提供依据。技术路线如图1所示。

图1 技术路线图Fig.1 Roadmap of Technology

1.2 评价指标体系构建

1.2.1 评价指标体系建立

岸线的有效保护和合理利用对河流的演变、河流的生态环境以及对沿岸地区生态文明建设和经济社会发展具有重要的作用，人类社会发展与河流演变息息相关，人类活动不停地对河流产生干扰又依赖于河流，这种空间上的共存和叠加也使得指标体系需要综合考虑多方面因素。依据生态水工学基本原理及方法，遵循“系统性、科学性、完备性与可行性相结合”的原则，建立综合考虑地貌形态、生物、水环境、社会经济特性于一体的岸线保护和利用状况评价指标体系，由目标层、准则层及指标层构成，总共包括3个准则层、15个指标因子。其中，河势稳定性、湿地保留率、河岸带植被覆盖度、水功能区水质达标指标、自然地貌保护率、物种多样性、项目审批和管理情况为正向指标，主要表征岸线保护程度；土壤侵蚀强度、岸前水深、岸前水域宽度、岸线后方陆域条件、岸线利用率、水资源开发利用率、河岸带人工干扰程度、河流连通阻隔程度为逆向指标，主要表征岸线开发利用程度。具体含义及量化标准如表1所示。

表1 岸线保护与开发利用现状评价指标及量化标准Tab.1 Evaluation Indices and Quantitative Standards of Shorelines Protection, Development and Utilization

1.2.2 评价指标权重分析

层次分析法(analytic hierarchy process，AHP)是目前在确定指标权重过程中应用最广的一种方法[11]。AHP建模大体分为2个步骤：①构造判断矩阵,邀请生态功能区划专家进行指标间两两重要性的判评，构建的判断矩阵C，矩阵C的最大特征根λmax和其对应的特征向量为ω，满足Cω=λmaxω，特征向量ω的分量就是各生态因子的权重；②一致性检验。相关计算如(1)～式(2)。

CR=CI/RI

(1)

(2)

其中：CI——度量判断矩阵偏离的一致性指标；

λmax——矩阵的最大特征根；

n——矩阵阶数；

RI——平均随机一致性指标,根据n的取值，查表得RI[11]。

当CR≤0.1时，认为矩阵C的不一致性可以接受，即计算得出的权重值可靠；反之，则需要重新调整判断矩阵。

1.2.3 评价指标等级划分

根据岸线保护与开发利用评价指标体系，评估指标综合赋分值确定赋分结果，并将其划分为一级～五级，具体划分如表2所示。

表2 岸线保护与开发利用评价等级划分Tab.2 Grading of Shorelines Protection, Development and Utilization

2 研究区域概况

2.1 自然地理概况

招苏台河是辽河左岸一级支流，发源于吉林省四平市十家堡镇王相村土门岭，于梨树县喇嘛甸镇六家子村出境汇入辽河，全长为212 km，水系面积为0.46万km2。本次研究范围为吉林省四平市梨树县境内的招苏台河干流河段，即招苏台河六家子村断面下游(地理坐标为123°59′06″E，43°18′28″N)至王相村上游段(地理坐标为124°41′06″E，43°10′40″N)，河道中心长度为123 km，梨树县境内水系面积为1 839 km2，占全县总面积的27.0%，比降为0.6‰，河槽宽为3～20 m。

2.2 岸线利用现状分析

招苏台河位于辽东丘陵与辽河平原接壤区域，上游段发源于哈达岭北麓荒顶山，上三台水库下游区段进入辽河平原区，下游于辽宁省境内昌图县汇入辽河干流。梨树县招苏台河干流共有3个水功能区。其中，一级区划为2个开发利用区和1个缓冲区；二级区划将2个开发利用区划为1个饮用水源区和1个农业用水区，水功能区水质均已达标。河流上游建有一座上三台水库，为多年调节的中型水库，水库上游段建有水源涵养林，下游建有一座中型水闸以及2座在建水闸，区域内涉及的保护区主要为吉林梨树县偏脸城遗址及规划河流湿地2处，皆位于农业用水区；部分河段沿岸建有护岸工程及险工治理，且在城区段规划建设堤防，但是现有防洪基础设施薄弱，防洪能力较低，未受到防护的河段岸坡仍然受洪水侵蚀，较为严重，究其原因多为岸线的保护与开发利用不合理。岸线保护与开发利用现状如图2所示。

目前，梨树县段招苏台河左岸缓冲区岸线长度为24.745 km，农业用水区岸线长度为89.329 km，饮用水源区岸线长度为14.763 km，左岸岸线总长为128.837 km，左岸利用长度为48.003 km，利用率为37.3%。右岸缓冲区岸线长度为35.802 km，农业用水区岸线长度为78.042 km，饮用水源区岸线长度为17.774 km，右岸岸线总长为131.618 km，右岸利用长度为37.413 km，利用率为28.4%。

3 评价指标计算与结果分析

3.1 评价指标的选取与权重分析计算

评价单元按照不同的水功能区，纵向上将河流划分为缓冲区段、农业用水区段及饮用水源区段，农业用水区段分为农业区段、(规划)城区段，横向上岸线边界线中，临水边界线以河道主槽上口为界，外缘边界线无堤防段以现有河道管理范围划界定桩成果为基线，有堤防段以堤防管理范围外缘线确定。依据招苏台河岸线保护与开发利用现状、河道现状及其他方面，在地貌形态标准层中选取河势稳定性、湿地保留率2个指标因子；生物与水环境标准层中选取河岸带植被覆盖度、水功能区水质达标指标、自然地貌保护率3个指标因子；社会经济特性标准层中选取岸线保护程度、水资源开发利用率、河岸带人工干扰程度、河流连通阻隔程度、项目审批和管理情况5个指标因子。

运用层次分析法构建层次结构模型，邀请包括水域生态环境、水资源保护、生态治理与修复等其他专业领域的10位专家以及5位政府相关部门专家成立专家组，并向每位专家发打分问卷，由各位专家针对准则层、指标层的重要性进行比较，按1～9标度法赋分。综合专家打分结果，构建判断矩阵，且进行一致性检验，并最终确定各层级的权重，如表3所示。

表3 不同区段赋分指标权重Tab.3 Assign Index Weight of Different Sections

3.2 指标评价计算结果与分析

(1)指标计算结果

依据前文评价指标体系及其量化标准(表1)以及河道现状，综合评价梨树县段招苏台河干流岸线保护与开发利用程度。根据招苏台河现状资料，综合地貌形态、生物与水环境评价及社会经济特性评价三方面，依次对各指标进行分析并赋分，并对每个指标进行赋分加权计算，综合赋分确定岸线保护与开发利用状况，计算结果如表4所示。

表4 招苏台河干流岸线保护与开发利用程度评价结果Tab.4 Evaluation Results of Protection, Development and Utilization of Main Shorelines of Zhaosutai River

(2)ArcGIS空间数据叠加结果

建立各区段岸线的指标等级数据库，运用ArcGIS软件的数据空间叠加功能，根据因子叠加质量的变化趋势划分等级分布区，最终得到招苏台河梨树县段岸线保护与开发利用程度等级分布(图3)。

图3 招苏台河(梨树县段)岸线保护与开发利用程度等级分布Fig.3 Ranked Distribution of River Shorelines Protection, Development and Utilization in Zhaosutai River (Lishu County Section)

(3)结果分析

评分结果显示饮用水源区段得分最高，该区段岸线保护与开发利用程度等级为一级，在4个区中岸线保护与开发利用程度最好。根据每项指标的评分结果，该段虽然有一定程度的利用，但主要以保护为主，且此段河势较为稳定，保护程度也较好。因此，此段目前已进行适当开发利用，后续需以保护为主。

农业区及(规划)城区段得分在所有区段中较低，(规划)城区段得分最低，这两区评估等级为三级，开发利用程度相对高。根据每项指标的评分结果，此段岸线自然地貌保留较好，且生物与水环境方面指标情况较好，但是此段河道蜿蜒，河道冲刷严重，河势相对不稳定，且有多处支流汇入处，尤其城区段人工干扰强度较大，后续应加强岸线保护，落实区段监管工作。

缓冲区段得分在所有区段中得分较低，评估等级为二级，岸线保护与开发利用程度适中。根据每项指标的评分结果，此段连通性较好，河势较为稳定，但岸线利用率、人工干扰程度较高，后续工作应控制岸线的开发利用，维持出境断面水质安全后续应加强管控。

4 结论

加强河湖水域岸线管理保护是全面推行河长制的六大任务之一，严格管控水域岸线等水生态空间，对河湖管理范围进行依法划定，落实岸线分区规划，强化岸线的保护和节约利用。本文以招苏台河为例构建岸线保护与开发利用现状评价指标体系，并进一步数据分析，为推进岸线的有效保护和合理利用提供了强有力的数据支撑。

(1)提出岸线保护与开发利用现状评估方法，并以15个相关指标因子及其量化标准，构建岸线保护与开发利用现状评价指标体系，为后续指标体系运用的科学性及准确性提供依据。

(2)以招苏台河(梨树县段)干流为例，从地貌形态、生物与水环境、社会经济特性3个角度出发，选取关键指标进行定量定性研究。根据AHP法将选取的相关指标进行权重分配，以各指标赋分结果进行加权分析得出结论，以ArcGIS软件为手段，结合对河道岸线各相关数据进行空间叠加分析，最终得出岸线保护与开发利用程度等级分布图。

本划分方法的提出，为河流岸线保护与开发利用现状评价提供了明确的方法，并为招苏台河(梨树县段)干流岸线的保护与利用规划提供有效且可靠的依据。同时，也为河流岸线的有效利用及推进河湖水域岸线管理保护提供技术支撑，并对沿岸地区生态文明建设和经济社会发展具有重要的作用。