关于云南利济河健康状况评价的探索研究

李皓君

（云南省设计院集团有限公司，云南 昆明650000）

0 引言

自古以来，河流就是城市发展兴旺的重要因素，城市河道不仅是城市水利、农业、航运等多功能运行的基础条件，还是城市生态系统中包括气候调节、生物多样性维持、生态调蓄等生态功能实现的载体。然而随着我国城市发展迅速，规模的经济活动严重干扰了河道生态系统，但城市河道的一系列自然生态问题被忽视，造成城市水系面积急剧减少，河道淤积严重，河床、河堤硬化面积大幅上升，使得河道生态功能退化，城市内涝频发，河道水质污染严重。城市河流生态系统的健康状况开始受到关注。

“河流健康”概念最早于1972 年在美国的《水污染控制修正法》中提出，但至今河流健康内涵以及河流健康的基准点仍未统一。目前，国内外学者从生态修复和生态系统健康等维度提出了生态系统健康评价体系，我国学者也建立了评价生态系统健康状况的多种方法，包括“指示物种法”“指标体系法”等，且水利部在2010年出版了《河流健康评估指标、标准与方法V1.0》，2020年又发布《河湖健康评价指南》，用于指导全国河流健康评价工作。综合来看，城市河流的健康状况评价主要从水文、水质、生物性、社会功能四个维度进行指标的选取，但我国地域辽阔，各流域特征条件千差万别，社会经济发展水平不同，而河流健康状况评价体系的建立是一项完全依托于评价对象且受主、客观因素影响的复杂工作，需充分结合当地气候条件、地理特征、社会服务需求、经济发展程度、城市建设等特征因素进行构建，因此对于各类特征的河流健康状况评价体系的构建还需要进行更加细化、具体的研究。

本研究以我国云南滇东北地区昭通市利济河为评价对象，重点关注河流水量、水质，同时充分结合地区条件特征，建立基于指标体系量化方法的河流健康评价体系。研究结果对云南山区经济发展欠发达的城市中小型河流健康评价体系的构建有一定参考意义。

1 研究区域

1.1 研究区概况

昭通市昭阳区位于云南滇东北地区，中心城市辖区内主要河流为洒渔河和昭鲁河，均属金沙江流域。研究对象利济河系昭鲁大河中段右岸支流，位于云南省昭通市昭阳区中心城区，全长27.1 km，平均比降6.6‰，控制径流面积113 km2。发源于城区东北侧的小凉山（2667.7 m），以东北～西南向经城区西城三孔桥、腊鸡寨至高鲁桥汇入昭鲁大河。

境内地处暖带，为北纬高原大陆季风气候。冬季气温较低，夏季气候凉爽，干湿两季分明。城区多年平均降雨量750～1000 mm，降雨量在昭通各县市中相对较小，但月际降雨量分布极为不均。

1.2 河流特征

（1）河流流域面积＜3000 km2。

（2）支流众多，流域产流、汇流过程复杂。

云南省昭通地势复杂，随着流域内城市快速发展，流域被分割成高低起伏的地块，不同程度地改变了流域内产流、汇流方向及过程。

（3）城市市政基础设施建设不完善，河岸截污不彻底，河道水质差。

云南省昭通市属于我国欠发达地区，存在城市规划缺位、基础设施配套不完善，以及沿河居民缺乏环保意识等历史问题，导致河岸截污工程不彻底，河道水质差。

（4）人类活动过度干扰，河道、河岸硬化占比大。

缺乏对河道生态功能的保护意识，随着城市的扩张，人口的增加，人类活动的过度干扰导致河道渠化现象严重。

（5）旱、雨季降雨量区别明显，月际降雨量分布极为不均，河流水量不稳定。

2 河流健康评价指标体系构建

2.1 指标体系构建原则

河流健康状况评价结果的可信度取决于能否科学、合理、有效地构建指标体系。针对利济河流特征确定其健康评价指标体系构建原则如下：

（1）河流健康状态评价体系构建应兼顾水资源开发利用与生态保护两方面的利益；

（2）河流健康状态评价要素能客观、全面、真实可靠地反应河流生态系统状态；

（3）评价指标应选取易于量化和易于获得的信息数据；

（4）构建因地制宜的评价体系，指标的选取应反映和突出地域特征；

（5）指标体系构建应具有实用性，可指导当地河流生态保护工作。

2.2 指标体系构建步骤

基于以上原则，针对利济河的河流健康评价指标体系构建步骤如下：

（1）对研究区域进行现场调研与基础资料收集，包括河岸线调查、河流地貌调查、河流水文调查、生物多样性调查等；

（2）在调研的资料基础上，确立河流健康评价体系评价要素并根据评价要素及评价对象的流域特征选取评价指标并构建评价体系；

（3）参考相关文献、案例以及咨询相关专业的专家团队，对整个评价体系的合理性、针对性和科学性进行复核，并适当调整；

表2 健康河流指标基准点的确立

（4）针对指标体系开展调查监测和数据采集工作；

（5）构建指标体系的评分标准，确定指标层赋分权重以及要素准则层的赋分权重；

（6）参照指标赋分标准，根据采集到的数据对各项指标进行赋分并进行权重计算，最终得到评价结果，指导河流的生态保护工作。

2.3 指标体系构建及指标含义

根据云南山地中小河流特征，并参考《河湖健康评价指南》及国内外相关研究，确定评价对象利济河健康状况评价要点包括：物理结构、水文水质、生物状况、社会服务和管理状况等5个要素，对以上5个评价要素进行分解，选取出12个指标对云南山地城市中小型河流健康状况评价体系进行构建。各要素指标见表1。

表1 云南山地城市中小河流健康评价指标体系

2.4 指标赋分标准

2.4.1 健康基准点的确立

目前，关于河流健康基准点的确立还存在一定的质疑和争议，一些学者认为可将人类活动干扰前的自然河流基准作为河流健康基准点，但由于河流生态系统始终在不断演变，人类活动不可消灭，我们永远无法恢复到原始的健康基准状态，并且我们认为这个基准点并不有利于社会以及生态文明的可持续发展。在借鉴国外经验及我国国情的基础上，国内学者提出了“可持续利用的良好生态河流的概念”，它既能强调河道生态系统的重要性又能兼顾河道适度开发的合理性。因此，本项目将我们希望河流达到的理想状态作为河流健康的标准值，这个理想的状态能平衡河流的生态保护与开发利用之间的冲突，兼顾生态性与社会功能性。

河流健康是一个相对的概念，它包含了人们对河流生态状态改善的期望，所以河流健康的基准是主观的，但河流健康状况的评价指标以河流健康的标准状态作为赋分基准点，这就要求河流健康基准点的确立是可测量的、客观的。

2.4.2 指标赋分标准

河流健康状况评价指标的赋分主观性较强。目前水利部针对我国国情发布的《河湖健康评价指南》（试行）中对各项评价指标均有较为明确的赋值表，赋值表可作为我们进行河流健康状况评价指标赋值的参考，但由于利济河流域面积小，山地特色显著，经济欠发达，城市内河段距离较短，应结合实际情况对赋分标准进行适当调整，以适应河流地方特征。

（1）河流纵向连通指数标准

河流纵向连通指数根据单位河长内影响河流连通性的建筑物或设施数量评价，赋分标准见表3。

表3 河流纵向连通指数

（2）滨岸带植被覆盖率

滨岸带植被覆盖率为岸段植被覆盖面积与岸段面积之比，植被覆盖率赋分标准见表4。

表4 滨岸带植被覆盖率

（3）河岸带宽度指数标准

根据水利部2019年印发的《河湖岸线保护与利用规划编制指南（试行）》），适宜的左、右岸河岸宽度一般均应大于河槽的0.4倍，一般可将其作为河岸宽度满足要求的参照标准，但由于山地城市用地紧张，因此在此标准基础上适当降低标准。河岸带宽度指数是指宽度满足要求的河岸长度与评价河段总长度之比。

表5 河岸带宽度指数

（4）违规开发利用水域岸线程度

该指标主要考虑入河排放口建设合规性、排放口布局合理性以及河岸是否存在污水直排、散排问题。对排放口建设合规性、排放口布局合理性进行赋分，对于存在污水直排、散排等问题则进行扣分。入河排放口的合规性以及合理性可依据研究对象河流的地表水功能区保护级别作为参照，按0～100分进行赋分；污水入河问题则根据问题严重程度按5～50分进行扣分。

（5）生态流量

本次采用由Nehring 1979年提出的R2-CROSS法计算最小栖息地流量，根据利济河各断面情况以及河道坡降，分别将平均水深的流量代入曼宁公式进行计算，综合粗糙系数按0.028计，计算结果利济河最小栖息地流量为1.20 m3/s。生态流量确定后计算河流逐日水位满足生态水位的百分比，指标计算结果数即是对照的评分。

（6）水质优劣程度

本次将GB 3838-2022 地表水环境质量标准基本项目作为水质监测指标项，再根据实测河流水质指标对照水质类别标准限值作为水质优劣程度的赋分依据。评价时段内最差水质项目的水质类别代表该河流的水质类别。

表6 水质类别

（7）水体自净能力

溶解氧（DO）对水生动植物十分重要，因此选择水中溶解氧浓度衡量水体自净能力。根据经验及相关资料，取溶解氧≥6 mg/L作为水体自净能力的基准点，在此基础上进行赋分。

表7 溶解氧

（8）鱼类保有指数

将现状鱼类种数与1980年以前评价河湖的鱼类种数（不含外来物种）比值作为鱼类保有指数，用来评价现状鱼类种数与历史参考点鱼类种数的差异状况。

表8 鱼类保有指数

（9）水生植物群落状况

本次研究按2～5 km一个断面对河段进行水生植物群落状况评价，对断面区域水生植物种类、数量、外来物种入侵状况进行调查，结合现场验证，将断面水生植物群落丰富程度进行分级赋分。

表9 水生植物群落状况分级

2.5 评价赋分权重

河流的健康状况评价无论是指标赋值层面还是各层级各要素的权重确定均具有较强的主观性，且不同河流、地区的地貌、气候、社会经济发展的各项特征条件不同，难以统一评价指标的赋分权重标准。应根据流域生态环境特征和评价指标特点，充分考虑关键阈值且必须满足法律法规的限定进行权重取值，权重赋值后还需进行专家咨询等方法分类别进行权重赋值的调整。本次评价对象的评价指标权重赋值如表10所示。

表10 河流健康评价指标权重赋值表

2.6 河流健康评价赋分计算方法

通过现场调研、信息采集等收集整理评价对象的各项指标数据，根据指标赋分标准对各项指标进行赋分，并确定各层级指标赋分权重后对河流健康评价进行赋分计算，计算时按照目标层、准则层及指标层逐层加权的方法，方法如下：

式中：HSi—评价河流第i段河段河流评价健康状况综合分值；CWm—准则层第m个准则层的权重；ISn—指标层第n个指标的赋分分值；IWn—指标层第n个指标的权重。

整段评价对象河流的健康状况综合分值按照各个评价河段的长度作为权重进行最终的分值计算，计算公式如下：

式中：HS—河流健康状况综合分值；HSi—评价河流第i段河段健康状况评价综合得分分值；Li—第i段评价河段的长度（km）。

2.7 评价结果分类

根据赋分计算结果将河流健康状况分为五类，包括：一类河流（非常健康）、二类河流（健康）、三类河流（亚健康）、四类河流（不健康）、五类河流（恶劣状态）。

表11 河流健康评价分类表

3 评价结果

3.1 研究区域河流健康状况评价结果

根据不同河段特征及行政区划等因素将研究区域河流分成三段，河段1长2.8 km，河段2长3.3 km，河段3长2.5 km。

根据上节确定的指标评价体系，以2019年作为评估年，对利济河城区段进行分段评价，逐级加权，评价结果详见表12。

表12 河流健康评价分类表

3.2 结果讨论与分析

从计算结果看评价河段利济河城区段（1、2、3段）河流的健康状况综合分值为53.94分，评价分类属于不健康状态。

（1）不同河段不同评价要素健康状况分析

从图1中分析可见，在河道物理结构与水文水质方面，各河段健康状况差距较为明显，上游处于郊区河段（1段）情况较为良好，其中城区河道物理结构健康状况明显降低，河道连通性较差；生物状况中，植物的多样性和数量有一定差距，郊区上游段（1段）情况稍好，但总体差别不大；总体上河道的管理体制机制并不完善。

图1 不同河段不同评价要素健康状况分值示意图

（2）不同河段河流健康状况分析

从图2中可见评价河段利济河城区段中上游河段（1段）处于亚健康状态，中下游两段（2段、3段）均为不健康状态，全段河流健康状况不容乐观。

图2 不同河段河流健康状况分值示意图

（3）不同评价要素河流健康状况分析

从图3中可见，评价要素中社会服务功能分值最高，管理状况最差，其他要素分值也并不理想。由此可见利济河城区段社会服务功能突出，河道的开发利用程度高，但由于河道管理机制的欠缺，无科学的可持续开发利用规划指导，导致河流生态健康状态受人类活动的影响严重，水生态环境较差，亟需进行河流生态修复。

图3 不同评价要素健康状况分值示意图

3.3 结论与建议

河流健康状况评价结果的可信度取决于指标体系构建的合理性以及信息采集的可靠性。本次研究依托于“昭通市城市黑臭水体治理示范城市建设项目”，采样检测均为专业机构进行，数据可靠，但指标体系的构建有不可避免的主观性，因此构建指标体系时在充分借鉴国内外相关经验、参考《河湖健康评价指南》的基础上应结合当地特征，相关专业专家进行多次论证，以确保评价结果有较高的可信度。此外，目前没有系统性的方法来验证评价结果的可信度，该部分内容仍需进一步研究探索，使得河流健康状况评价体系更加完整。