河西走廊地区内陆河河流健康评价_拜亚丽.pdf

DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 031河西走廊地区内陆河河流健康评价拜亚丽，刘进琪，孙亚玲(甘肃省水环境监测中心，甘肃 兰州 730000)摘要为研究河西走廊地区内陆河河流健康情况，依据河湖健康评价有关技术规范，基于综合评价法，从河流水文水资源特征、物理形态变化、水质状况、水生生物状况和社会服务功能等方面选取 13 个指标对河西走廊地区的疏勒河、黑河、石羊河及其支流进行健康评价。结果表明:疏勒河为“健康”河流，参与评价的 6 条河流均为健康及以上状态，其中健康河流占比达到 83 3%;黑河为“理想”河流，参与评价的 15 条河流中亚健康河流占比达到53 3%;石羊河为“亚健康”河流，参与评价的 8 条河流中亚健康河流占比达到 62 5%。研究结果可为区域生态环境监测与评估、水资源可持续利用、河湖保护开发等提供技术参考和决策依据。关键词河西走廊;内陆河;河流健康;评价中图分类号X824文献标识码A文章编号1004 1184(2023)03 0093 04收稿日期2022 09 05基金项目甘肃省科技计划项目:“黄河流域甘肃段河流生态健康评估监测关键技术研究与示范”(21ZD4FA008);甘肃省水利科学试验研究及技术推广项目:“甘肃省黄河流域河流健康诊断及应对措施研究”(甘肃建管发 2021 71 号第 55)作者简介拜亚丽(1985 )，女，陕西渭南人，工程师，主要从事水生态监测及评价方面工作。iver health assessment of inland rivers in the Hexi Corridor regionBAI Ya li，LIU Jin qi，SUN Ya ling(Gansu Provincial Water Environment Monitoring Centre，Lanzhou，Gansu 730000)Abstract:In order to study the health of inland rivers in the Hexi Corridor region，13 indicators were selected to evaluatethe health of the Shule iver，the Hehe iver，the Shiyang iver and their tributaries in the Hexi Corridor region based on thecomprehensive evaluation method in terms of river hydrological and water resources characteristics，physical morphologicalchanges，water quality conditions，aquatic biological conditions and social service functions The results show that the Shuleiver is a“healthy”river，with all six rivers evaluated being healthy or above，with 83 3%of them being healthy;the Blackiver is an“ideal”river，with 53 3%of the 15 rivers evaluated being sub healthy;the Shiyang iver is a“sub healthy”river，with 62 5%of the 8 rivers evaluated being sub healthy The research results can provide technical reference and deci-sion making basis for regional ecological environment monitoring and assessment，sustainable utilization of water resources，river and lake protection and developmentKey words:Hexi Corridor;Inland rivers;iver health;Evaluation0引言2002 年黄河水利委员会提出“维持黄河健康生命”“维持河流生命的基本水量”概念，2004 年出台维持黄河健康生命理论体系框架1，2005 年第二届黄河国际论坛第一次系统地提出了基于河流生命的“尊重河流，善待河流，保护河流”的理念2。党的十八大把生态文明建设列入社会主义现代化建设的总体布局，全国各省区、各行业按照生态文明建设的总体要求，全面落实最严格水资源管理考核，主动开展水生态治理与修复，积极构建新时代河湖长制管理体系，不断推动“三水”工作进入新阶段3。2016 年中共中央办公厅、国务院办公厅印发关于全面推行河长制的意见，构建责任明确、协调有序、监管严格、保护有力的河湖管理保护机制，维护河湖健康生命、实现河湖功能永续利用4。2019 年习总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上提出“让黄河成为造福人民的幸福河”的国家重大战略5。为贯彻落实中共中央、国务院推行河长制的要求，2017年甘肃省水利厅全面推进河长制工作，对省内 9 条主要河流、2 个湖泊开展了河湖健康调查与评价。2018 2021 年，甘肃省水环境监测中心对全省 170 多条河流湖泊开展了健康评价工作，向社会发布了甘肃省河流健康蓝皮书6。随着水生态文明这一概念的兴起，近年来社会各界越来越重视河湖健康，河湖健康问题也逐渐成为地球科学领域研究的焦点和热点。根据文献，目前国内外对河湖健康的相关研究取得了一定成果，主要集中在定性方面，还存在缺乏定392023 年 5 月第 45 卷第 3 期地下水Ground waterMay，2023Vol.45NO.3量分析、分析手段适用性不强、难以在生产实践中应用等亟待解决的问题7 9。本文选定河西走廊地区内陆河疏勒河、黑河、石羊河作为研究对象，依据河流健康评价有关技术规范，从河流的水文水资源特征、物理形态变化、水质状况、水生生物状况和社会服务功能等方面进行河流健康分析评价，以期在定量分析、适用性、生产应用等方面进行实例探索，进一步为区域生态环境监测与评估、水资源可持续利用、河湖保护开发等提供技术参考和决策依据。1国内外研究进展河流健康是 20 世纪 90 年代中期伴随生态系统健康出现的一个新概念。各国学者对河流健康内涵的理解各不相同，主要以河流生态系统为研究主体，认为河流生态系统具有自然和社会双重属性。Karr 认为河流健康是其生态系统完整性未受到损害、系统处于沉睡的、原始的和基准的状态10。Schofield 等人认为河流健康是生物多样性和生态功能没有受到人为破坏的河流11。J Simpson 等人则把河流受到干扰前的原始状态当做健康状态12。Norris 等人认为河流生态系统健康依于社会系统的判断，应考虑人类福利的需求13。Mever 认为健康的河流除了要维持生态系统的结构与功能，还要包括生态系统的社会价值14。Fairweather 等人提出河流健康状况的判断应包括生态标准和人类从该系统获得的价值、用途和适宜性15。这些研究综合考虑了河流生态系统的自然属性与社会属性健康，但如何将两者整合于河流健康概念中未有进展。我国学者在河流健康方面的研究更注重河流自身生命和功能的健康。李国英指出维持黄河健康生命就是要维护黄河的生命力，主要体现在水资源总量、水流造床能力、水流挟沙能力、水流自净能力、河道生态维护能力等方面16。胡春宏等提出维持黄河健康生命的内涵应包括河道的健康，流域生态环境系统的健康和流域社会经济发展与人类活动的健康 3 个方面的内容17 18。蔡其华指出健康的长江应该是在一定的经济社会发展条件下，具有足够、优质的水量供给与维持其自身的动力，保持河道河势稳定，河流生态系统能够承受并自行恢复，水体的各项功能正常发挥，能满足人类的合理需求19。胡玲等将浙江省河流健康内涵界定为在满足社会发展的合理需求，维护河流防洪排涝、供水灌溉、交通航运、生态保护、景观体闲等服务功能的前提下，实现“水清、流畅、岸绿、景美”的目标，实现人水和谐20。刘进琪等结合内陆河流域水土资源开发利用程度和因水量变化引起的生态环境变化，提出了评价河流健康状态的水量演变指标判别标准21 22。2研究区域概况河西走廊地区位居甘肃省西北部，地处北山阿拉善高原以南、祁连山以北，是一个呈北西南东走向的狭长地带，因形似走廊地处甘肃黄河以西而得名。东西长约 1 000 km，南北宽约 30 120 km 不等，包括阿拉善高原中西部地区总面积约为 40 万 km223。主要涉及甘肃酒泉、嘉峪关、张掖、金昌、武威等城市。河西走廊生态地位突出，区位优势明显，文化底蕴深厚，既是中国交通、能源、电信、物流战略大通道和“一带一路”建设重要路段，也是中国重要的生态安全屏障，在推进西部大开发形成新格局、黄河流域生态保护和高质量发展中具有重要的作用。河西走廊地区内陆河流域是我国五大内陆河流域之一，东起贺兰山、乌鞘岭，西至甘新交界，南自祁连山分水岭，北达中蒙边境，有哈尔腾河、疏勒河、黑河、石羊河 4 个水系，流域面积 24 48 万 km2。3评价方法和数据3 1评价方法目前，河流健康评价方法有生物监测法和综合评价法。综合评价法主要采用层次分析法、模糊总合评价法、灰色关联分析法以及上述多方法耦合综合分析法24 27。本文按照河湖健康评价技术导则(SL/T793 2020)、河湖健康评价指南(试行)、甘肃省河流健康调查与评价技术大纲(试行)确定评价指标体系。评价指标体系采用目标层、准则层和河流指标层 3 级体系。目标层反映河流健康状况的总体水平;准则层从不同方面反映河流健康状况的属性和整体水平，包括水文水资源、物理形态、水质状况、水生生物和社会服务 5 个方面。指标层是根据上述原则选取了13 个代表性的指标，通过加权计算得到评价结果，定量为主，定性为辅28 29。表 1河湖健康评价指标体系表目标层准则层指标层指标尺度评价数据取样调查监测河流健康水文水资源物理形态水质状况水生生物社会服务径流年际变差倾向率河段位于评价河段内的水文站生态流量满足程度河段位于评价河段内的水文站河流形态河段评价河段河岸带状况断面监测河段监测断面所在左右岸采样区河流连通阻隔状况河段评价河段天然湿地保留率河段评价河段DO断面评价河段监测点位所在的监测断面耗氧有机污染状况断面评价河段监测点位所在的监测断面大型无脊椎动物生物完整性指数断面监测河段所有监测断面取样区鱼类生物损失指数断面监测河段所有监测断面取样区水功能区达标指标河段评价河段水资源开发利用指标河段评价河段防洪指标河段评价河段3 2评价数据本文选取河西走廊地区内陆河流域 3 个水系共 29 条河流(河段)开展河流健康评价，评价数据针对上述 13 个指标49第 45 卷第 3 期地下水2023 年 5 月项分别进行数据收集、调查、整理与分析，得出评价指标值。调查评价数据采用评价当年实测和现场调查数据。其中径流年际变差倾向率、生态流量满足程度采用甘肃省水文站评价当年实测值和近七十年平均流量数据;岸线自然状况选用卫星影像遥感解译数据;水生生物状况及公众满意度采用现场调查数据进行评价;河湖“四乱”状况选用水利厅评价当年摸底调查结果进行评价;水质状况采用甘肃省水环境监测中心各水质站检测结果进行评价，水功能区达标率采用甘肃省生态环境厅评价当年全年的实测值进行评价。3 3评价指标权重河流健康评价是多因素决策问题，指标权重的确定非常重要，关系到河流健康评价的正确性和可靠性，不同的权重往往会造成不同的评价结果。为了使评价结果更加具有科学性、准确性，通过行业专家打分、层次分析法确定准则层权重，评价采用分级指标评分法，逐级加权，综合计算。将各评价指标值对照评价赋分的方法和标准进行评判赋分，将指标的分值采用加权法计算出准则层的评估得分。将各准则层的得分在进行加权计算，得出河流的最终评估得分，按照 5 级区分法确定出不同的健康等级。3 4河流健康等级河流最终评估得分在 80 100 分为理想状况，在 60 80分为健康，在 40 60 分为亚健康，在 20 40 分为不健康，在20 分以下为病态。表 2河流健康评价分级表赋分范围说明等级80 100接近参考状况或预期目标理想60 80与参考状况或预期目标有较小差异健康40 60与参考状况或预期目标有中度差异亚健康20 40与参考状况或预期目标有较大差异不健康0 20与参考状况或预期目标有显著差异病态4评价结果4 1疏勒河水系疏勒河干流健康综合赋分 67 3 分，河流为健康状态。准则层水质状况为理想状况，社会服务功能为健康状态，水文水资源和水生生物为不健康状态。指标层中河湖连通阻隔状况赋分 25 分，生态基流满足程度指标赋分 24 7 分，鱼类生物损失指数赋分 40 分，三个指标是主要短板(图 1)。图 1疏勒河准则层、指标层雷达分布图对疏勒河水系白杨河、石油河、疏勒河(昌马河)、踏实河(榆林河)、党河等 6 条河流(河段)开展河流健康评价，占内陆河评价河流总数的 20 7%。其中或理想状况河流共计 1条，占 16 7%;健康河流共计 5 条，占 83 3%。共计评价河长 1 449 1 km，占内陆河评价河长的 40 2%，其中理想状况河长共计 7 1 km，占评价河长的 0 5%;健康河长共计 1 442km，占评价河长的 99 5%。评价河流均为健康及以上状态，说明疏勒河水系大小河流处于健康状况。4 2黑河水系黑河干流中游段河流健康综合赋分为 83 4 分，为理想状况。准则层水文水资源、水质状况和社会服务功能均为理想状况，物理形态和水生生物为健康状态。指标层中湖连通阻隔状况赋分 20 8 分，违规开发利用水域岸线程度赋分19 6分，鱼类保有指数赋分 32 4 分，三项指标赋分较低(图 2)。图 2黑河准则层、指标层雷达分布图对黑河水系马营河、洪水河、大堵麻河、梨园河、摆浪河、丰乐河、讨赖河等 15 条河流(河段)开展河流健康评价，占内陆河评价河流总数的 51 7%。其中理想状况河流共计 4 条，占 26 7%;健康河流共计 3 条，占 20 0%;亚健康河流共计 8条，占 53 3%。共计评价河长 1 514 02 km，占内陆河评价河长的 42 0%，其中理想状况河长共计 370 km，占评价河长的24 4%;健康河长共计 445 53 km，占评价河长的 29 4%，亚健康河长共计 698 49 km，占评价河长的 46 1%。评价河流中亚健康河流占比高，说明黑河水系大小河流处于亚健康状况。4 3石羊河水系石羊河干流河流健康综合赋分为 40 7 分，河流为亚健康状态。准则层河流物理形态为健康状态，社会服务功能评价为亚健康状态，水质状况和水生生物评价为不健康状态，水文水资源状况为病态。指标层中径流年际变差赋分 22 8分，生态流量赋分 6 1 分，河流纵向连通指数赋分 31 7 分，耗氧有机物污染状况赋分 26 分，鱼类损失指数赋分 35 分，水功能区达标指标赋分 0 分(图 3)。图 3石羊河准则层、指标层雷达分布图对石羊河水系西大河、东大河、西营河、金塔河、杂木河、黄羊河、古浪河、大靖河 8 条河流(河段)开展河流健康评价，占内陆河评价河流总数的 27 6%。其中健康河流共计 3 条，占 37 5%;亚健康河流共计 5 条，占 62 5%。共计评价河长59第 45 卷第 3 期地下水2023 年 5 月637 64 km，占内陆河评价河长的 17 7%，其中健康河长共计102 4 km，占评价河长的 16 1%，亚健康河长共计 535 24km，占评价河长的 83 9%。评价河流中亚健康河流占比较高，说明石羊河水系大小河流处于亚健康状况。5结语(1)河西走廊地区内陆河流域干流健康评价结果为:疏勒河干流为“健康”状态，参与评价的 6 条河流均为健康及以上状态，其中健康河流占比达到 83 3%;黑河干流中游段河流为“理想”状况，但参与评价的 15 条河流中亚健康河流占比达到 53 3%;石羊河干流为“亚健康”状态，参与评价的 8条河流中亚健康河流占比达到 62 5%。(2)河西走廊地区内陆河流域干支流健康评价结果为:理想状况河流共计 5 条，占 17 2%;健康河流共计 11 条，占37 9%;亚健康河流共计 13 条，占 44 8%。共计评价河长 3600 76 km，其中理想状况河长共计 377 1 km，占评价河长的10 5%;健康河长共计 1 989 93 km，占评价河长的 55 3%;亚健康河长共计 1 233 73 km，占评价河长的 34 3%。(3)内陆河流域等河流因气候特征，水资源短缺，水资源开发利用强度高，供水能力差;同时也存在河流纵向连通性差、水利工程对河道阻隔明显、河道生态流量满足程度低、地下水超采、河流水质污染压力大等问题。(4)建立流域水资源统筹管理机构，统筹规划区域水资源配置，在不同产业、不同用途间对有限的水资源分配进行宏观调控，进一步提高用水效率30;同时稳步实施退田还湖还湿、退渔还湖，恢复河湖水系的自然连通，加修鱼道，加强水生生物资源养护，提高水生生物多样性，建立适合我国国情和河流自然条件的水生态监测系统31 32。(5)进一步强化和完善河湖管理和保护工作，建立健全河湖管理保护体系，加强健康河流保护的宣传工作，努力提高民众的生态保护意识。全面建立河湖蓝线管理制度，提高我省河流管理和生态保护的针对性。(6)探索制订适合甘肃省情的河流健康评价地方标准，把河流水污染防治、水生态保护、防洪安全和社会服务功能等统一纳入到河流健康评价的科学系统内，进行综合评价与管理。参考文献 1刘晓燕 黄河健康生命理论体系框架 J 人民黄河 2005(11):63 2高立洪，王红育 第二届黄河国际论坛在郑州举行N 中国水利报 2005 10 22(001)3胡锦涛 坚定不移沿着中国特色社会主义道路前进为全面建成小康社会而奋斗在中国共产党第十八次全国代表大会上的报告J 求是 2012(22):3 25 4中共中央办公厅 国务院办公厅印发 关于全面推行河长制的意见 J 中华人民共和国国务院公报 2017(01):14 16 5习近平 在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话J 中国水利 2019(20):1 3 6甘肃省水环境监测中心 甘肃省河流健康蓝皮书甘肃省河流健康评价报告(2017 2021)兰州:甘肃省水环境监测中心 2022 7王晓刚，王竑，李云，等 我国河湖健康评价实践与探索J 中国水利 2021(23):25 27 8唐克旺 河湖健康问题与建设水生态文明J 中国水利 2016(04):1 3 9左其亭 水生态文明建设几个关键问题探讨J 中国水利2013(04):1 3+6 10Karr I Ecological Integrity and Ecological Health are not SameIn:Schulze P C Engineering Within Ecological Constraints Nation-al Academies Press 1996 11Schofield N J，Davies P E Measuring the Health of our iversWater 1996(5 6):39 43 12Simpson J，Norris，Barmuta L ausrivas national iver HealthProgram User Manual Website version 199913Norris H，Thomas M C What is river health Freshwater Biolo-gy 1999 41:197 20914Meyer J L Stream health:incorporating the human dimension to ad-vance stream ecolo gy Journal of the North American BenthologicalSociety 1997(16):439 447 15Fairwearther P G State of environment indicators of“river health”:exploring themetaphor Freshwater Biology 1999 41:211 220 16李国英 黄河治理的终极目标是“维持黄河健康生命”J 人民黄河 2004(01):1 2+46 17胡春宏，陈建国，郭庆超，等 论维持黄河健康生命的关键技术与调控措施J 中国水利水电科学研究院学报 2005(01):3 7 18袁茜 山地城市河流与湖库健康度评价研究D 重庆大学2014 19蔡其华 维护健康长江 促进人水和谐摘自蔡其华同志 2005年长江水利委员会工作报告J 人民长江 2005(03):1 3 20胡玲，韩玉玲，夏继红 浙江省河流健康诊断思路及关键内容J 河海大学学报(自然科学版)2008(03):322 325 21刘进琪，王根绪 内陆河流水量演变与河流健康评价J 水利水电技术 2006(12):8 10+15 22林俊良，宋书巧 河流健康内涵及评价研究J 广西师范学院学报(自然科学版)2012 29(04):65 71 23张钰 生态共同体视域下河西走廊生态治理研究D 陕西师范大学 2018 24孙超，陈文，李计生，等 基于组合赋权的改进集对模型在流域生态健康评价中的应用J 水文 2018 38(02):53 58 25孙超，陈文，刘逸凡 基于 AHP 法的模糊综合模型在流域生态健康评价中的应用J 水文 2016 36(03):56 60+96 26曾小瑱，车越，吴阿娜 3 种河流健康综合性评价方法的比较J 中国给水排水 2007(04):92 96 27王国胜 河流健康评价指标体系与 AHP模糊综合评价模型研究D 广东工业大学 2007 28刘兴强 石羊河生态构建研究及健康评估J 陕西水利 2021(04):7 9 29田野 黄河内蒙古段河流健康评价D 内蒙古农业大学2016 30陈英，张福武 河西走廊水资源短缺原因及开发利用对策J甘肃农业科技 2004(01):5 7 31中办国办印发关于全面推行河长制的意见 J 中国水利2016(23):4 5 32刘进琪 关于构建我国水生态监测体系的思考J 甘肃水利水电技术 2012 48(11):13 1769第 45 卷第 3 期地下水2023 年 5 月