清原县大苏河水系连通工程水环境改善效果评价.pdf

清原县大苏河水系连通工程水环境改善效果评价马龙(清原满族自治县水利勘测设计室辽宁抚顺)中图分类号:文献标志码:./.摘要:以清原县大苏河为例通过建立连通评价标准、指标体系以及双向阶段式评价模型实现水动力分层次和水环境改善效果的科学评价 结果表明:所设计的双向阶段式评价方法具有较高的评价精准度和应用价值实证评价的误差比率较低可以为水系连通工程设计及其作用效果评价提供科学依据关键词:水系连通水环境改善分层评价大苏河 我国河流数量众多境内水资源充足且自然环境优越但受土壤关联度、河流方向、地势和自然环境等因素影响不同地域的河流水质具有明显差异 对于防护结构深度较浅或地势平缓低洼的河流上下游河道一般纵横交错河湖相连受风力侵蚀以及外力作用河道内部会形成大量沉积砂石对水流畅通产生一定阻碍作用 河道地势高的河流其泥沙沉积量虽然较小但工业废水和生活污水排放导致的水质污染及水环境恶化问题不断突出并成为阻碍水资源协调可持续利用的关键因素之一 水质评价是改善水生态环境的重要内容也直接影响着防护结构建设以及后续河流维护的关键工作 本文以清原县大苏河为例研究分析了水系连通工程水环境改善效果 为保证评价结果精准性和可靠性结合实际建设标准及实测数据信息综合考虑水系连通工程特点构建更加灵活适用的评估模型 然后从多方面分析河流存在的有关问题并依据实际改善效果及特殊的结构形式制定更加切实可行的评估方案在综合处理的情况下获取更可靠的评估数据以期为后续处理建设及评估范围的进一步延伸、细化和水系连通工程方案的调整提供一定支持 研究方法.构建评价指标体系水环境改善效果评价是一项严密而繁琐的复杂系统工作诸多外部因素以及关联指标在不同程度上影响着评价过程和最终的结果 因此为保证评价结果的可靠度和精准度必须建立系统科学的指标体系 本文从外部河道、水质、水动力和内部结构 个方面按照多目标、多方向的原则建立评价体系每个目标与指标均具有一定的指引作用 首先水系连通工程可以改善大苏河内部结构和河网状况应合理计算河流的连通系数以及优化调度的河网实际数据然后以水动力标准为基础核定相应的水环境指标如单一水质参数、污染浓度等依据基础评价结构合理划定评价范围计算分析频率及河流的覆盖层级、评估范围并完善评价体系实用效果为后续研究提供必要的依据.连通评价结构设计连通评价结构是一种被广泛应用于河流分支或大型河流水环境评估的区域性评价方法通过计算目标流域的实际单元评估权重值和水环境改善数据在评价结构中生成实时的评价结果具体计算为:.()式中:、分别为评估限制值和单元评估权重值 根据以上评估结果和实际情况建立连通评价标准对评估结果分层级进行加权计算从而用于大范围环境评估实现整个水系的环境评价 虽然在计算过程中能够减少误差值但最终的评价结果仍具有一定模糊性仅供后续方案优化和水生态保护参考.双向阶段式评价模型双向阶段式评价模型相较于传统的评估方法更加多变灵活能够更加精确地测算复杂的河流环境保证水环境改善效果评价的可靠真实性 在基础测算模型中引入连通评价结构建立系统的评价环境并考虑评价区域性需求合理建立双阶向评估模型 采用多目标、多层级双向阶段式评价模型能够更加全面地分析水环境影响因素保证评价结果的均衡稳定性 实际上双向评价是一种升级的阶段式评价方法可以延展扩展河流水环境的评价范围在计算处理过程中减少误差发生概率降低评价结构受外部因素的影响确保建模分析的科学性 然而这部分需要注意评价目标通常有多个对于不同区域和方向必须设定动态的独立目标其评价模式随大苏河的改变而改变从而实现评价层级的合理划分及模型内部功能的完善优化.水动力分层评价矩阵在建立双向阶段式评价模型的情况下构建水动力分层评价矩阵依据评价模型划定情况和大苏河基本水动力范围构造层级目标评价矩阵水动力负数 的计算公式为:()()式中:为水面率 为预设终值 采用以上公式计算实际水动力负数若水动力负数比大于.则代表水环境良好水系连通工程能够保证水环境处于安全状态反之则代表水环境较差应进一步改进优化水系连通工程方案水土保持应用技术 年第 期对于分层评估矩阵通过改变水动力数值和各个层级评价标准获取相应的评价结果 此外为减少评价矩阵误差可以利用评价模型计算单向区域评估值将大苏河河道双向水流利用水利工程调度转变成单向水流从而提高评价结果精准度和流域内污水排出量并通过水动力分层评价矩阵更好地保证分析结果可靠真实性.水环境改善效果评价在建立水动力分层评价矩阵的基础上采用比照评估的方式评定大苏河水系连通工程的水环境改善效果 对于建设期初、期末所设定的评定标准一般不同由此确定的评价结果也具有明显差异 通过建立的评估模型确定评价差异区间然后进行相减运算获取前、后差值若计算差值处于预定范围之内则代表评价结果的实用性较强精准度和可靠性较高反之若计算差值超出预定范围则表示计算评价具有较大误差无法为后续建设提供计算依据和参考信息必须重新测定分析 由于比照评价法具有较大的影响覆盖范围因此在计算过程中所受到的限制一般不大能够保证评估精度 实例应用.大苏河水系连通工程清原县大苏河水系连通工程主要涉及大苏河段、小大号段及和庆段具体如下:大苏河段处于大苏河中下游整治河道长度.河道宽度 周边沿岸无堤段岸坎高.迎水坡坡比为.两岸多为农田和荒地该河道全段多处于山脚下杂物及生活垃圾较多河道淤积严重 小大号段处于大苏河中游河道长度.河道宽度 周边沿岸无堤段岸坎高为.迎水坡坡比为.两岸多为村庄和农田 和庆段处于大苏河上游河道长度.河道宽度 周边沿岸无堤段岸坎高.迎水坡坡比为.两岸多为农田和荒地全段河道相对顺直大苏河水系连通工程以河流水系为整体统筹考虑整治措施与对策实施以工程措施为辅、生态治理为主的综合治理 根据各河道具体情况实施清障、清淤疏浚保证河流过水断面及水流畅通对于岸坡较陡、经常滑塌的河段实施加固治理对居民区重点实施工程防护生态保护农田从而达到既提高过流能力又有利于生态平衡及绿色环保的治理效果.实证评价通过调查分析大苏河水环境现状及水系连通工程实施效果按照特定的标准进行更加完整具体的评价 根据前文所述方法计算确定大苏河的单向引水距离 然后利用 中的对流扩散与水动力模块构成水环境改善效果评价的基础层模块结合水质变化情况计算修正系数 即:/(.)()式中:为扩散距离 为评估极限差值 采用公式()计算实际修正系数并提取能够反映水环境变化的信息数据计算水质变化中的阶段式评估均值 其表达式为:()/()式中:为水中污染物浓度/为源汇浓度/为降解系数 采用公式()可以确定阶段式实际评估均值并将其作为大苏河水环境改善效果评价标准 根据大苏河水环境优化情况及特征全面分析水环境改善中的问题从而建立较完善的评价结果并利用双向评估模型计算响应的评价权重 即:(.)/()式中:为水质差值 通过以上计算确定实际评价权重并结合国家化评价标准和其它评估数据经对比分析确定最终评价误差如表 表 大苏河水系连通工程水环境改善效果评价实测项目评估变化比目标层改善率评估权重评估误差比率基础评估测试组.双向阶段式评估测试组.由表 可知本文所构建的双向阶段式评估测试组相比于基础评估方法其计算结果具有更小的评估误差比率说明在实际测定过程中双向阶段式评估模式的差异值较小具有更高的评级精准度及更广泛的实际应用价值 经实地调查发现通过综合治理实现水系功能得到有效恢复河道内水系畅通、无阻水障碍物基本实现可调控、排得出、引得进的预期目标水面无有害漂浮物、岸边无垃圾配合农村环境保护工程措施河道水环境有明显改善滩地、河道、岸坡未发现损毁情况绿化完好有效保护了自然形态所构建的评价模型可以更加真实地反映水系连通工程的功能效应 结论本文利用动态的处理方式建立多目标分层级评价模型并以清原县大苏河水系连通工程为例评价分析其水环境改善效果 结果表明该模型能够比照特定标准获取精准可靠的评价结果有效减少评价误差更加真实地反映水系连通工程的功能效应 然而河流水环境受影响因素较多外界条件和环境的改变也会影响改善效果 因此未来仍需进一步优化评价体系为优化改善河流水质及后续防护结构建设提供科学依据参考文献孙静月肖宜张利平等.武汉市梁子湖 汤逊湖水系连通工程效果分析.武汉大学学报(工学版)():.金秀实.岫岩县大洋河物理栖息地完整性评价.水土保持应用技术():.王爽.辽河流域下游河流健康评估指标体系研究.水土保持应用技术():.收稿日期:作者简介:马龙()男辽宁省抚顺市人满族本科水利工程师 研究方向:水利工程设计(责任编辑 赵旭珍 责任校对 郑娟)年第 期 马龙:清原县大苏河水系连通工程水环境改善效果评价