卫河生态流域健康综合评价研究

刘阳 董卫 黄强

摘 要：为科学掌握卫河生态流域健康水平，根据河流健康定义、生态流域框架及卫河流域现状，在融入流域管理思想基础上，构建了基于水资源、水安全、水生态、水经济４ 个一级指标，包括１６ 个二级指标的卫河生态流域健康综合评价指标体系。参考《河湖健康评价指南（试行）》和专家咨询，确定了各评价指标的评价标准，运用层次分析法确定权重，评价了现状卫河生态流域健康状况。结果表明：卫河生态流域健康综合评价得分为６２．０ 分，属于四级生态流域、不健康状态；水安全、水经济处于健康状态，水资源、水生态处于劣态，水资源失衡诱发水生态紊乱进而影响整个卫河生态系统；从４ 个一级指标得分排序看，水经济＞水安全＞水生态＞水资源，水资源和水生态是制约卫河健康发展的根本因素，应制定科学合理调度水资源方案。

关键词：流域健康；水资源；水安全；水生态；水经济；卫河

中图分类号：ＴＶ２１２．４ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．１０．０１７

引用格式：刘阳，董卫，黄强．卫河生态流域健康综合评价研究［Ｊ］．人民黄河，２０２３，４５（１０）：９６－１００．

河流健康直接关系人类生存与发展［１］ ，河流健康概念最早由Ｓｃｒｉｍｇｅｏｕｒ 等［２］ 于１９９６ 年提出，旨在科学管理河流。河流健康评价先后经历了水质评价、水量评价、环境评价和生态系统服务评价，在此过程中，河流健康及河流健康评价概念不断完善。本文采用高凡等［３］ 给出的河流健康定义，即特定时期一定社会公众价值体系下，在保障河流自身基本生存需求的前提下，持续地为人类社会提供高效、合理的生态服务，并实现生态服务功能综合价值最大化。目前，关于河流健康评价的成果较多，但关于流域健康评价的成果较少。

因此，本文将河流健康理念融入流域管理，基于生态流域框架［４］ 进行卫河生态流域健康综合评价。

卫河是漳卫南运河的源头之一，属于海河流域。过去几十年卫河流域径流量下降显著［５］ ，特别是２０２１年以前，多数年份卫河超半年时间处于几乎断流状态，水资源极度紧缺，生产用水、生活用水、生态用水矛盾突出。卫河发源于太行山脉，地势陡峭、源短流急，同时卫河干流具有槽小坡缓、泄洪能力弱等特性，因此极易形成洪水灾害［６］ 。中华人民共和国成立以来，卫河共发生较大洪水１２ 次，其中５ 次造成严重灾害，水安全问题不容小觑。卫河流域水生态问题突出［７］ ，一方面卫河流域为重要粮食种植区，面源污染难以控制；另一方面卫河在过去很长一段时间间歇性处于断流状态，生态环境遭到毁灭性打击。因此，需要建立长效机制进行卫河流域水环境综合治理与生态修复。

本文在全国河湖健康评估体系［８－９］ 基础上，依据黄强等［４］ 提出的生态流域框架，根据河流健康的定义，结合河流健康与流域一体化管理理念［１０］ ，以及《黄河保护法》中对流域管理机构明确的法定管理地位，构建以河流为核心，以流域管理为落脚点，包括水资源、水安全、水生态与水经济４ 个一级指标的卫河生态流域健康综合评价指标体系，运用层次分析法进行卫河生态流域健康等级与状态评价，并提出提升卫河生态流域健康等级的建议。

１ 卫河生态流域健康综合评价指标体系构建

１．１ 概念解析

河流健康定义强调保障河流自身基本生存需求，也就是保障河流所在流域内水资源、水安全、水生态处于向好状态，并能够持续地为人类社会提供高效、合理的生态服务，也就是实现水经济的良性发展。生态流域健康各维度内涵［１１－１２］ 如下：水资源既包括水量也包括水文过程，是构成河流生物群落生境的重要条件，在水资源充裕的前提下，可适度考虑水景观融合，将滨水区域打造成“城市橱窗”和城市景区；水安全即合理发挥河道内各种水利工程设施作用，采取各种水管理措施，发挥流域管理机构的水行政管理职能，做到防汛抗旱，保障人民生命财产安全；确保水环境长期稳定健康是有序恢复水生态的重要前提，而稳定的水生态系统也是维护水环境持续健康发展的重要保障；在保障河流健康的前提下，科学合理发展水经济是人类依水而居的初衷，同时推动先进水文化建设，更好地满足人民日益增长的文化生活需要。

１．２ 指标体系构建

根据卫河生态流域健康综合评价指标体系的内涵，基于科学性、实用性、可操作性等指标选取原则，在查阅国内外河流、流域健康评价研究成果基础上，构建了水资源、水安全、水生态与水经济４ 个一级指标，包括１６ 个二级指标的卫河生态流域健康综合评价指标体系，见表１（其中月均流量Ｑ 在０～１００ ｍ３ ／ ｓ 内属性为正向）。参考水利部《河湖健康评价指南（试行）》和专家咨询确定各评价指标计算公式及赋分标准。

式中：Ｑｂ为流量过程变异程度；ｑｎ为评价年第ｎ 月径流量，ｎ ＝ １～１２；Ｑｎ 为参考年第ｎ 月径流量；Ｑ 为参考年月径流量年均值。

２）水安全。防洪工程措施达标率为完成的达标防洪工程数量／ 应完成的防洪工程数量×１００％，防洪非工程措施达标率为完成的达标非防洪工程数量／ 应完成的非防洪工程数量×１００％，达标率ｄ≤５０％、５０％ ＜ｄ≤７０％、７０％＜ｄ≤８５％、８５％＜ｄ≤９０％、９０％＜ｄ＜９５％、ｄ≥９５％分别赋分０、２５、５０、７５、９０、１００ 分。过洪能力变化率为治理后流量变化值／ 治理前相同条件（同一断面同一水位）流量×１００％，采用专家打分法赋分。洪涝灾害灾后恢复能力直接采用专家打分法赋分。

３）水生态。采用评价年内平均最差水质断面的水质表征河流的水质类型，水质为劣Ⅴ类、Ⅴ类、Ⅳ类、Ⅲ类、Ⅱ类、Ⅰ类分别赋分１０、４０、７０、８０、９０、１００ 分。鱼类保有指数为评价年河流鱼类种数占河流历史记录存在鱼类种数的百分比， 鱼类保有指数为０、（０，２５％］、（２５％，５０％］、（５０％，７５％］、（７５％，１００％］分别赋分０、２０、４０、８０、１００ 分。根据平均百千米河长内，对河流纵向连通性有影响的水工设施或建筑物数量确定纵向连通性指数得分，其中有生态水量或生态流量保证、可正常运行过鱼设施的水工设施或建筑物不予統计，纵向连通性指数为＞１．５０、（０．５０，１．５０］、（０．２５，０．５０］、（０，０．２５］、０ 分别赋分０、２０、４０、８０、１００ 分。河岸宽度指数指评价河流长度内满足河岸宽度要求的长度占比，河岸宽度指数为＜０．５、［０．５，０．６）、［０．６，０．７）、［０．７，０．８］、＞０．８ 分别赋分０、２０、５０、７０、１００ 分。

４）水经济。供水水量保证程度指评价年内河流日尺度流量达到可供水保证流量天数占当年天数的百分比，卫河供水保证流量基准值為２０ ｍ３ ／ ｓ，供水水量保证程度为［０，２０％）、［２０％，６０％）、［６０％，８０％）、［８０％，９５％）、［９５％，１００％］ 分别赋分１０、４０、６０、８０、１００ 分。单位ＧＤＰ 用水量将河南省单位ＧＤＰ 用水量平均值３７．９ｍ３ ／ 万元作为基准值，采用模糊数学法赋分。统筹考量河流清“四乱”开展情况、入河排污口建设规范化比例、入河排污口合理化布局程度，并分别赋权重为０．６、０．２、０．２，采用这三项指标的加权平均值确定违规开发利用水域岸线程度。入河排污口建设规范化比例指入河排污口中按照标准规范化建设的数量占入河排污口总数的百分比，入河排污口建设规范化比例为［０，２５％）、［２５％，５０％）、［５０％，７５％）、［７５％，１００％）、１００％分别赋分０、１０、３０、６０、１００ 分。入河排污口合理化布局程度赋分标准：入河排污口设置于一级饮用水源保护区内或取水口上游０．５ ｋｍ 内，赋分０分；入河排污口设置于二级饮用水源保护区内或取水口上游１ ｋｍ 内，赋分２０ 分；入河排污口均未设置于一、二级饮用水源保护区内，且未设置于取水口上游１ ｋｍ内，赋分６０ 分；入河排污口均未设置于一、二级饮用水源保护区内，仅在排污控制区内设置，赋分８０ 分；入河排污口未设置于评价河流水域内赋分１００ 分。河流清“四乱”开展情况赋分标准见表２，每发现１ 处扣除相应分值，分数扣完为止。公众水文化满意度指数采用专家打分法赋分。

１．３ 评价方法

研究采用层次分析法确定评价指标权重，并将指标得分与对应权重乘积相加得到卫河生态流域健康综合评价得分。以２０２２ 年为现状年，评估卫河生态流域健康水平。借鉴水利部《河湖健康评价指南（试行）》中的河流健康划分标准，将生态流域健康情况划分为５ 个等级，见表３。

首先，根据收集的数据，确定各评价指标最终得分，其中部分评价指标与基准值（国家、地区、行业标准等）对比，并无量纲化处理后，得到最终指标得分。然后，统筹考量流域现状基础上，采用专家咨询法与层次分析法计算各评价指标权重。对专家打分的判断矩阵进行一致性检验后，运用Ｍａｔｌａｂ 计算得到判断矩阵的最大特征值和与之对应的特征向量，对特征向量归一化处理得到各指标权重。最后，各评价指标得分与其对应权重乘积累加，得到评价年生态流域健康综合评价得分，并确定生态流域健康等级。

１．４ 数据来源

卫河生态流域健康综合评价指标相关数据主要来源于卫河流域管理机构、地方统计年鉴、统计公报及实地考察资料等，主要包括：漳卫南运河水文查询系统、卫河河务局水文中心水质检测报告、流域内各市统计年鉴、公众问卷调查等。

２ 研究区概况

卫河干流河长３４４．５ ｋｍ，流域面积１５ ２２９ ｋｍ２。卫河发源于山西省陵川县夺火镇，在河北省馆陶县徐万仓与漳河相汇流入卫运河，主要支流有峪河、淇河、汤河、安阳河等。卫河流域属温带大陆性季风气候区，春季风速大、蒸发能力强，极易形成干旱天气；夏季降水多、气温高，旱涝灾害频发；秋季降水少；冬季寒冷且少雪。卫河流域内有焦作、新乡、鹤壁、安阳、濮阳５ 个地级市，流域内总人口２ ０４２ 万人，ＧＤＰ 为１１ ６５６ 亿元，其中农业、工业以及第三产业发展迅速，在河南省国民经济发展中占有重要地位。

３ 结果与讨论

３．１ 结果分析

卫河生态流域健康综合评价的水资源、水安全、水生态、水经济４ 个一级指标，１６ 个二级指标权重见表１。

１）水资源得分为４８．１ 分，处于劣态。月均流量处于健康状态，得分为８０ 分，“２１·７”洪水后，卫河水资源得到充分补给，地下水位大幅回升。水景观保护利用指数处于亚健康状态，得分为７０ 分，依卫河而建的水景观包括百泉风景区、云台山风景区，卫河有汤河湿地公园，但是水景观建设数量占卫河整体河流比例较小。生态流量满足程度与流量过程变异程度均处于劣态，得分分别为２０ 分和１０ 分。从年内看，卫河２０２２年平均流量为７１ ｍ３ ／ ｓ，而最小日均流量仅为１．５ ｍ３ ／ ｓ，流量变化显著，无法持续满足河流生态流量需求；从年际看，卫河流量过程变异程度十分显著，与２０２０ 年（“２１·７”洪水前）相比，２０２２ 年流量过程变异程度为２０。可以看出，卫河经过“２１·７”洪水，河道水资源得到充分补给，但是对于水资源的调控，特别是保障生态流量与维持年际流量变异程度方面，还需要制定科学有效的调控措施。

２）水安全得分８０．３ 分，总体达到健康状态。其中，洪涝灾害灾后恢复能力与防洪非工程措施达标率均处于非常健康状态，得分分别为１００ 分和９０ 分。防洪工程措施达标率处于亚健康状态，得分为７５ 分，以提高流域防洪能力、增强水安全为出发点的卫河流域综合治理项目还在进行中，预计２０２３ 年底卫河防洪工程措施达标率可达到非常健康状态。过洪能力变化率处于劣态，得分为５０ 分，根据卫河流域综合治理项目初设报告，卫河与共产主义渠交汇口至老观嘴行洪流量由３５０ ｍ３ ／ ｓ 增大至４００ ｍ３ ／ ｓ，从卫河流域整体防洪规划来看，卫河流域防洪能力得到大幅度提升。

３）水生态得分５９．３ 分，处于劣态。其中，河岸宽度指数处于非常健康状态，得分为１００ 分。水质类型处于亚健康状态，得分为７０ 分，卫河水质断面大部分时间可达Ⅲ类水标准，最差为Ⅳ类水，因此判定卫河水质为Ⅳ类水，其主要为面源污染。鱼类保有指数和纵向连通性指数均处于劣态，得分均为２０ 分。根据资料显示，卫河曾有鱼类８ 种，包括茴鱼、鳙鱼、旗鱼、草鱼、泥鳅、鲤鱼、鲫鱼和中华鲟，而２０２２ 年卫河仅存在鲫鱼和泥鳅，以及极少数的草鱼。卫河滑县和浚县段有两处橡胶坝，影响了卫河连通性。重建卫河生态系统，应统筹考虑全流域水资源调控以及水工程建设的生态属性。

４）水经济得分８１．２ 分，总体达到健康状态。其中，供水水量保证程度处于非常健康状态，得分为１００分。违规开发利用水域岸线程度处于亚健康状态，得分为７８ 分，卫河河长制实施以来，取得了显著成效，但还存在河道管理范围内有违章建筑等历史遗留问题。单位ＧＤＰ 用水量处于亚健康状态，卫河沿线新乡市、鹤壁市、濮阳市和安阳市平均单位ＧＤＰ 用水量高于河南省平均值。公众水文化满意度指数处于不健康状态，得分为６０ 分，卫河沿线浚县古城、滑县道口大运河遗址是宝贵的文化遗产，应以点带面，带动整个卫河文化产业的发展。卫河水经济发展整体向好，应从流域角度出发，整体规划，科学发展卫河流域水经济。综合生态流域健康４ 个一级指标的得分情况，卫河生态流域健康综合评价得分为６２．０ 分，为四级生态流域，此结果比较符合现状。

３．２ 讨论

２０２１ 年卫河干流治理工程开始实施，为期４ ａ，要从根本上解决卫河水安全问题。同时，“２１·７”洪水后，河道内水资源得到充分补给，水生态得到逐步恢复。在此过程中，河长制持续发力，卫河正有序剜除各种“顽疾”，为稳定发展水经济提供了有力支撑。但是，在本次生态流域健康综合评价中，卫河仍处于不健康状态，为了使卫河达到健康状态，还需要在以下方面开展工作：卫河干流缺乏控制性调水工程，河道内存在生态用水不足与水资源调节紊乱等问题，急需构建生态调度模型，并制定生态调度方案；卫河缺乏现代化预警机制，水资源管理与保护、水生态监测与预警、水工程运行与调度难以满足水利现代化要求，急需提升治理能力现代化水平；卫河长久以来水资源极度短缺，局部地区地下水超采严重，水生态急剧恶化，急需制定阶段性生态修复规划。同时，狠抓河长制工作，从根本上解决卫河各项历史遗留问题，严格控制水污染，保护水环境，杜绝各类影响水安全的事故发生，充分发挥流域管理机构职能；完善水景观、水文化基础设施建设，打造或提升水景观、水文化产业，增强卫河沿线人民群众满意度，为卫河水经济发展提供新的增长点。

４ 结论

以２０２２ 年为现状年，在河流健康定义及生态流域框架基础上，融入流域管理思想，构建了卫河生态流域健康综合评价指标体系，共包括水资源、水安全、水生态、水经济４ 个一级指标的１６ 个二级指标，在确定生态流域健康综合评价标准的基础上，进行了卫河生态流域健康综合评价，结果表明：卫河生态流域健康综合评价得分为６２．０ 分，为四级生态流域，处于不健康状态；卫河水安全、水经济达到健康状态，水资源、水生态处于劣态，水资源失衡诱发水生态紊乱进而影响整个卫河生态系统；从４ 个一级指标得分排序看，水经济＞水安全＞水生态＞水资源，水资源和水生态是制约卫河健康发展的根本因素，应制定科学合理调度水资源方案。

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【责任编辑 吕艳梅】