中图分类号:X143 文献标识码:A 文章编号:1007-2284 (2010) 09-0039-04
Research on the eva luation System of River Health
BIAN Jin-yu , GENGLei-hua , FANG Rui
Abstract :Based on an analysis of the connotation of river health , the index system for eva luation of river health is constructed according to the common and individual characters : national function, entironment function and social function. Then an eva luation method is proposed. The proposed index system and the method are used to assess the Xijiang River in China.
Key words : river health ; index system; eva luation system
伴随着我国流域经济社会的快速发展,作为提供水资源基础承载流域发展的河流发生了很大的改变,这种改变足以影响和阻碍社会经济的进一步发展及人民的生活。对河流的治理和健康修复已成为一项迫在眉睫的任务。为此,水利部于2007年提出进行流域规划修编,而河流健康作为一项重要的综合研究工作列入到4 个研究专题之中。通过本文建立的河流健康评价体系,可以识别河流健康受损的原因,预测河流健康状况的变化趋势,确定河流管理的目标和可能的瓶颈问题,验证管理措施的有效性,实现对河流的科学管理。
1 河流健康的内涵
河流健康概念源于20 世纪80 年代西方发达国家河流生态保护活动中的生态系统健康概念[1 ] 。但是目前国内外对河流健康的含意还尚未明确[2 ] 。作为人类健康的类比概念,各国各专业学者由于国家的社会经济条件、自然地理状况、人文背景、河流状况等的差异而形成不同的理解。总体上看,对其概念内涵认识上的分歧主要集中在是否包括社会服务功能及包含的程度[3 ,4 ] 。随着研究的深入,认为健康的河流不但保持生态学意义上的完整性,还应强调对社会服务功能的发挥。
河流健康应包括河流的自然状态健康以及能提供良好的生态环境、社会服务功能[5 ] 。然而在我国目前的社会经济背景条件下,几大流域人口密集,水资源高度开发,难以实现河流自然、生态、社会服务各项功能都达到理想状态。因此,从我国实际状况出发,我国河流的健康应是在河流一定的自然结构合理和生态环境需求的条件下,能提供较为良好的生态环境及社会服务功能,满足人类社会相应时期内可持续发展的需求,即在保持河流的自然、生态功能与社会服务功能的一种均衡状态下达到的河流健康。为此我们定义河流健康内涵为:在人类的开发利用和保护协调下,保持河流自然、生态功能与社会服务功能相对均衡发挥的状态,河流能基本实现正常的水、物质及能量的循环及良好的功能,包括维持一定水平的生态环境功能和社会服务功能,满足人类社会的可持续发展需求,最终形成人类对河流的开发与保护保持平衡的良性循环。
2 河流健康评价原则
(1) 人水和谐,维护河流健康原则。以促进人水和谐、维护河流健康为核心理念,遵循自然规律,要在发挥河流社会服务功能,为经济社会发展服务的同时,更加重视和维系河流自然功能和生态功能。
(2) 公正和客观原则。保证河流健康评价的结果真实性;保证评价指标的准确性及指标计算的真实性;保证评价标准的规范性和有效性。
(3) 定性与定量相结合的原则。尽量采取定量分析方法,对于定性分析方法宜聘请专业机构和相关专家进行指标选取和分析评价。
(4) 地带性和区域性原则。针对不同地带、不同区域、不同类型的河流,选取的健康评价要素及其评价参数、制定的健康评价标准均应考虑地带性和区域性差异。不同的河流其评价指标(除共性指标外) 、标准和方法可以根据具体情况分别确定。但应在统一框架下进行,便于比较和对照。
3 河流健康评价指标体系
从国内的实际应用情况看,多层次多指标的指标框架比较适用于中国的河流健康评价。因此,本次建立由目标层、准则层、状态层和指标层构成的指标体系,见表1 。河流健康综合水平作为总目标层,反映河流整体的健康状态[6 ] ;准则层是影响河流健康的因素,主要表现为河流自然功能、生态环境功能及社会经济功能等;状态层是对河流各项功能状态的具体分述,进一步明确各准则层的功能含义,此次设置了11 个分项[6 ] ;指标层是构成河流健康综合评价指标体系的最基本的元素,是对状态层的具体落实。
表1 河流健康指标体系结构
由于我国河流自然条件、开发利用程度、流域社会经济状况的差异,很难建立一套完全相同的指标体系来对每一条河流的健康状况进行评价。本次流域综合规划修编中考虑各河流的实际情况,从河流共性及个性问题出发,构建由共性指标和个性指标构成的指标体系。反映河流共性的指标从河流的自然属性及生态环境特征方面构建,河流的服务功能特征则主要通过个性指标反映。
3. 1 共性指标
从河流的基本属性着手,构建反映河流水文、自然结构及水环境等特征的4 个共性指标,见表2 。由于各河流社会服务功能的差异性,共性指标仅针对河流的自然功能和生态环境功能特征,不涉及其社会服务功能。
表2 河流健康共性指标
3. 2 个性指标
根据各河流的自有特征及提供的社会服务功能构建各河流的个性指标。如黄河表现为泥沙含量高[7 ] 、河道淤积、下游出现断流等多沙河流特征,相应的个性指标有平滩流量[8 ] 、河流断流几率、河流年排沙比等;长江表现水量丰沛、水生生物多样性、部分支流水土流失严重等特征,相应的个性指标有生物多样性指数、珍稀水生生物存活状况、水土流失率等指标[9 ] 。
以供水为主要功能的河流评价需要有河流水资源开发利用率等指标,以发电为主的河流需要有水能资源利用率等指标。个性指标不仅可以反映河流自然结构和生态环境功能,也能反映河流的社会服务功能。
4 河流健康评价方法
4. 1 评价单元
对于大中型河流,由于涉及流域面积广,自然条件、社会经济背景差异大,指标数据在整个空间尺度上不具评价意义,无法进行河流的整体评价,因此需要分段评价。确定以河段为评价单元,对于大型及特大型河流,如长江、黄河等,应分上、中、下游进行评价,在此基础上再进行河段划分。一条河流或河流的上、中、下游可分别设置3～5 个评价河段,河段的具体长度需视评价河流的规模、数据资料齐备程度而定。河流长度较长、河流水资源开发程度较高或自然、社会经济条件比较复杂可多划分几个河段,可按水资源分区涉及的河段进行划分。若河流资料条件缺乏或河流水文形势简单、开发利用程度低,可采用几个典型河段代表整个河流,而不需要进行河流全覆盖的河段划分,如可简单划分为河口段、中间段及入海段。
4. 2 整体评价等级
对河流各个河段评价结果进行综合,得出河流的整体评价。采用表3 的分级方法确定河流的健康等级。健康河段长度比例是指河流各个河段中评价结果为健康的河段总长与整个河流总长之比。没有健康河段时,以累加河段最长的健康评价等级代表整个河流健康等级。
表3 河流整体健康评价等级
注:临界值归入上一级标准。
4. 3 评价方法
河流健康的评价指标体系是一个多层次的递阶结构形式的指标体系,涉及指标众多。目前,对于多指标评价主要有单项评价和综合评价2 种方式。
作为人体健康的类比概念,综合评价容易掩盖健康的局部问题,尤其是河流的自然和生态环境功能等方面,一旦出现问题即可影响河流的整体健康状况。因此评价河流自然属性、生态环境功能需从单项评价着手,采用单因子评价法,即“一票否决”进行健康判定。单因子评价是以某一具体指标最差的所属类别来确定河流自然、生态功能的健康等级。这属于最悲观评价原则,其方法是:用河流评价指标的具体值对照该指标的评价标准,确定该指标健康等级,在所有指标的健康等级中选取指标最差的等级判别河流的健康状况。
而对于河流的社会服务功能,由于是人类附加给河流的活动而不是河流自身状况,并且提供给社会的各项功能是独立平行的,一项功能的损坏不能直接导致河流不健康的结论,因此可采用综合评价法,通过河流的各项社会服务功能的综合评估来确定河流功能健康状况。综合评价最常用有加法合成和乘法合成2 种模型。本次采用加法合成方法,计算公式如下:
式中: yi 为第i 准则层的综合评价值;ωj 为第i 准则层选取的第j 个指标在该准则层所占的权重; xij 为第i 个准则层中选取的第j 个指标的质量值(评分值) 。
河流的社会服务功能及准则层、总目标层评价采用该法进行综合评价。公式中涉及的权重采用等权重。
5 评价应用
西江是珠江主干流,位于中国广西东部、广东西部,河长2 074. 8 km ,流域面积35. 5 万km2 。多年平均年径流总量为2 277亿m3 ,水资源丰富,主要集中在上游。西江丰沛的水资源可提供供水、发电、防洪、通航等各项功能。应用以上的方法和指标对西江的健康状况进行评价。
5. 1 西江河流健康指标体系
按照已建立的河流健康指标体系结构,西江河流健康评价指标由共性指标和个性指标构成,共性指标包括流量、水质、河岸及河床等4 个方面。考虑目前资料的获取情况,对这些已确定的4 个共性指标稍作改动,见表4。个性指标的确定需要结合西江河流健康状况,考虑目前河流开发利用、生态环境及社会经济功能等方面存在的主要问题,确定7 个个性指标[10 ] ,见表4。
表4 西江河流健康指标体系
5. 2 评价分区及指标数据
西江在石龙以上为上游,长1 573 km ,石龙至梧州为中游,长294 km ,梧州以下为下游,长208 km。上游流经石灰岩地区,河床深切,滩多水急,中、下游河道宽阔,多浅滩,因此将西江按上游和中下游分为2 个分区。指标值为2004 年现状值。受资料数据限制,直接以河流的上游及中、下游作为评价单元进行评价。指标数据见表5 。
表5 2004 年西江河流健康指标特征值
5. 3 评价指标标准
评价等级为5 级,分别用1～5 表示,1 、2 等级表示健康,3等级表示亚健康,4 、5 等级表示不健康。具体指标标准见表6 。
表6 河流健康评价指标标准及等级
5. 4 评价结果
以分区作为评价单元,进行从指标层到目标层的自下而上的评价,评价结果见表7 。评价结果显示,西江上游评价值为3 ,河流健康程度为亚健康,健康状况不容乐观;西江中、下游地区评价值为2 ,健康状况良好。各准则层方面,西江上游生态环境功能的健康状况较差,而西江中、下游河流的自然结构功能较差,各分区的社会服务功能方面都较好,能正常地发挥河流在开发利用、航运、水电开发及水资源调控等方面功能。
表7 西江分区河流健康各分层评价结果
6 结语
我国幅员辽阔,各河流的自然条件千差万别,经济社会发展水平各异,对各河流建立相同的指标体系显然不合适,而针对不同的河流建立不同的指标体系也不具现实意义。因此本文提出的由共性指标和个性指标构成的指标体系,最大程度地解决了上述我国河流健康评价与指标建立的矛盾;提出的由河段至整体的评价方法易于实际操作,能解决大中型河流数据资料处理的空间尺度问题。将建立的评价体系应用于西江河流健康评价,评价结果与实际情况相符。本次研究是为我国流域综合规划修编服务,论文仅对我国河流健康评价提出指标构建及河流评价的基本模式,对具体河流进行健康评价需要更多关注考察河流自身特征,构建适合的反映该河流健康状况的个性指标。
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作者简介:卞锦宇(1977-) ,女,工程师,主要从事可持续发展方面的研究工作。
