河流健康綜合評價在小城鎮河道治理中的應用

宋曉蘭 張潔 錢冠超等

摘要基于江陰市2012～2013年4條應用不同綜合治理措施的小城鎮河道的監測數據，建立具有河流水文、河流形態、河岸帶狀況、水質理化參數、河流生物5個一級指標16個二級指標的河道健康評價指標體系，對河道治理后的恢復效果進行評估。結果表明，4條河道的健康狀況級別在差～一般～亞健康之間，冬季低溫、枯水期差于夏季高溫、豐水期。按照健康指數惡化序列，依次為沿山河、團結河、華士河和花家浜。河流形態、河岸帶狀況、水生生物是河流健康主要的制約因子。

關鍵詞河流健康綜合評價；小城鎮；河道修復；江陰

中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07967-04

基金項目江蘇省科技廳自然科學基金項目（BK2011187）。

作者簡介宋曉蘭（1980- ），女，江蘇無錫人，工程師，博士，從事環境生態監測與評價方面的研究。

收稿日期20140707在城鎮形成和發展的過程中，河流作為重要的資源和環境載體，對城鎮的經濟發展和生態建設起著重要的作用。城鎮河流界于天然河流和人工渠之間，具有其獨特的水力特性，即河流普遍較淺，河道順直，水量小，流速慢，這些水力特性決定了城鎮河流環境容量小、生態脆弱[1]。然而，近30年來，隨著我國工業化和城鎮化的迅猛發展，城鎮河流水質發生黑臭現象，自然生境受損，導致河流健康受損，生態功能喪失[2-3]，因此對城鎮河道進行生態恢復刻不容緩。

河道治理的主要目標是實現其自凈能力，而這與河流生態系統的健康密切相關[4]。國內外大量研究表明，僅僅強調水的物化性質，忽視河流水資源的生態功能，其結果是水體達到水質標準，而河流功能卻未得到有效恢復。因此不僅要考慮化學指標，更要考慮水文指標、棲息地質量和生物多樣性及完整性等[5-8]。然而，雖然目前有大量的物理、化學、生物技術應用于河道治理[9]，工程的目標定位卻常常局限于水質的凈化，而且對項目后評估（后期監測）缺乏足夠重視，從而影響了河道修復工程的實際效果和長效管理[10-11]。

江陰市北臨長江，南近太湖，是全國著名的經濟發達地區。江陰市區域內水體資源豐沛，江河水網密布，隨著工農業生產和城鎮化的高速發展，河道水質日趨惡化[12]。20世紀90年代末以來，江陰開始實施地區水網規劃重建以及河道綜合整治工作，投入大筆資金用于河道周圍污水管網建設、河道清淤、引清調水和生態修復工程[13]，但實踐過程中仍然以河流河段為關注重點，缺乏河流生態系統的全面表征，水質理化參數多為評價河流生態系統的唯一指標。為此，該研究以江陰境內4條應用不同綜合治理措施的小城鎮中心河道為研究對象，應用河流健康綜合評價指數法對其治理后的恢復效果進行評估，以期為該區域的中小河道管理及河道恢復提供參考。

1材料與方法

1.1研究河道概況與樣點設置選擇江陰境內4條近年來已采取修復治理措施的小城鎮河道，河道主要治理措施和開始實施年份見。根據采用的河流健康綜合評價指數的組成因子，每條河道選取3個采樣點（分別為進水口、治理工程段和出水口），于2012年8月和11月調查評估河道生境條件，并采樣分析水質理化參數、底棲動物和浮游藻類。

研究河道治理措施

河道名稱河長∥m治理措施實施年份花家浜

2 600

微生物綜合技術（投加菌劑、曝氣、填料懸掛）2008

團結河3 770生態浮島，底泥疏浚2009華士河5 400截污、清淤、調水和生態浮島2006沿山河6 640清淤，調水工程2011

1.2樣品采集與測定

1.2.1理化參數測定。水溫和溶解氧（DO）采用手提式YSI58型溶解氧測定儀現場測定，同時采集500 ml左右混合水層水樣，運回實驗室分析。氨氮（NH3N）、總磷（TP）及高錳酸鹽指數（CODMn）用SKALAR SAN++連續流動分析儀測定。

1.2.2藻類采集與測定。浮游植物定性樣本用25號浮游生物網采集，用采水器取1 L混合均勻后的定量樣品，現場加1%魯哥氏液固定，回實驗室后經48 h沉淀濃縮至30 ml，取0.1 ml濃縮樣品于計數框內，在40×10倍顯微鏡下用視野法計數，一般計數50～100個視野，使所得細胞數在300以上。由于浮游植物的比重接近1，故可以直接由浮游植物的體積換算為生物量（濕重），即生物量為浮游植物的數量乘以各自的平均體積，單位為 mg/L，單細胞的生物量主要根據浮游植物個體形狀測量分析。

1.2.3底棲動物采集與測定。底棲動物定性樣品用矩形底拖網和桿持式D型網采集，定量樣品（底泥）用1/16 m2改良彼德遜挖泥器采集，現場用40目底棲分樣套篩分篩底泥，75%乙醇溶液固定，分裝入樣品瓶，帶回實驗室進行計數和種類鑒定。鑒定時盡可能至較低的分類單元，在標本有損壞的情況下，一般只統計頭部，不統計零散的腹部和附肢。

1.3河流健康綜合評價方法

1.3.1評價指標體系。參考吳阿娜等[11]構建的河流健康評價指標體系，選取河流水文、河流形態、河岸帶狀況、水質理化參數以及水生生物指標共5個一級指標，并細化為16個二級指標。

河流健康綜合評價指標體系及權重

一級指標權重二級指標權重河流水文指標0.222流速0.250 水量0.750 河流形態指標0.111河道改變0.111 河岸穩定性0.111 河流護岸形式0.333 河床穩定性0.111 彎曲程度0.333 河岸帶指標0.111河岸帶寬度0.143 結構完整性0.429 縱向連續性0.429 水質理化指標0.222溶解氧0.250 總磷0.250 氨氮0.250 化學需氧量0.250 水生生物指標0.334浮游藻類0.400 底棲動物0.600

1.3.2評價標準。以與河流自然狀態的接近狀態為標準，采用計算與定性描述相結合的方法，確定指標的級別評分標準，大部分指標采用5級分值（0～4之間），少數采用3級、4級。被污染、改變的程度越小或者越接近自然狀態，則該指標的分值越高；反之分值越低。其中河流水文、河流形態、河岸帶狀況指標的評價標準參見文獻[14]。水質理化參數中溶解氧、總磷、氨氮和化學需氧量4個指標以《地表水環境質量標準》為評價標準，將地表水Ⅲ類設為最優標準，定為4分，水體黑臭狀態為最差狀態，定為0分。底棲動物根據科級生物指數（FBI）進行評判，浮游藻類根據Shannon-Wiener多樣性指數（H）進行評判，評價標準見[14-15]。

1.3.3計算評價分值。采用層次分析法確定各級指標權重[16]，然后利用加權平均法計算各項一級指標和綜合分值，同時根據各項一級指標的分值分析河流健康的限制因素。所得評價分值仍在0～4之間，將得分劃分為0、（1～0）、（2～1）、（3～2）、（4～3）共5個等級，分別代表河流健康狀況極差、差、一般、亞健康和健康。

水生生物二級指標評價標準

評價標準H值[14]FBI值[15]00～1≤4.2811～24.28～4.4622～34.46～4.8433～44.84～6.024>4>6.02

2結果與分析

2.1綜合評價結果4條整治河流健康水平計算結果表明，12個監測點兩次調查（2012年8月和11月）的河流健康綜合指數（RHI）基本分布在0.95～2.57內（），對比綜合評分評估標準，河流健康狀況級別在差～一般～亞健康之間，未發現屬于非常差以及非常好級別的斷面。總體來說，冬季低溫、枯水期河流的健康狀況要差于夏季高溫、豐水期河流的情況；沿山河健康指數相對最高（1.98～2.57），團結河次之（1.68～2.44），華士河再次之（1.18～2.39），花家浜最低（0.95～1.40）。4條治理河流的健康評價源于整治措施、土地利用方式、氣溫降水等差異，4條治理河道以及河道內不同點位之間RHI存在一定程度的差異。僅僅實行微生物制劑投加、人工曝氣措施的花家浜，RHI明顯小于其他河道；華士河和團結河都開展了底質清淤和生態浮島，但是華士河定期實行調水，其RHI反而比團結河低，說明河流生態環境健康受調水水質影響較大；沿山河實行了截污、清淤和調水，其RHI最佳。

2.2一級指標比較分析結合野外調查和評價結果，對水文參數、河流形態結構、河岸帶狀況、水質理化參數以及生物群落結構等5項一級表征指標進行比較分析（、3）。2013年8月4條治理河道一級指標生態健康狀況2013年11月4條治理河道一級指標生態健康狀況就各個河道分別來看，團結河河流水文指標得分較高，說明水流條件較好、水量也較為充沛；河流形態和河岸帶狀況則得分較低，這應該是由于河道渠化、河床清淤、硬質護岸建設等人為河道改造導致，工程點2馬圩閘相比工程點1秦望橋，位于河流下游，河岸帶植被覆蓋較多，因此得分相對較高；水生生物指標與理化指標對照點得分都低于工程點。與團結河類似，沿山河水文指標得分較高；河流形態和河岸帶狀況相對較低，且對照點得分高于或接近于工程點，說明工程區內河道改造影響較大；水質理化參數3個點位差異不大；水生生物得分相對最低，主要是由于底棲動物評分多為0分，這反映了沿山河的水生生物棲息地遭到破壞。花家浜河流健康一級指標中，水生生物評分很低，11月3個點位都為0分，8月對照點為0分，工程點也只有0.2分，可見生物多樣性和指示指數都較低；河流水文、河流形態和河岸帶狀況都沒有點位差異，且得分都不高，表明河流流動狀況、形態結構和河岸土地利用方式受到人工干擾較大；水質理化參數對照點得分明顯低于工程點得分，表明整治工程對水質有提升作用。華士河對照點的河流水文指標得分高于工程點得分，而河流形態和河岸帶狀況沒有差異，水質理化參數8月對照點得分稍高、11月則稍低于工程點得分，水生生物參數與水質理化參數分布特征類似。

42卷23期宋曉蘭等河流健康綜合評價在小城鎮河道治理中的應用3結論

（1）4條整治河流12個監測點的河流健康綜合指數基本分布在0.95～2.57范圍，相應的河流健康狀況級別在差～一般～亞健康之間。河流健康狀況RHI在冬季低溫、枯水期河流要差于夏季高溫、豐水期。按照健康指數惡化序列，依次為沿山河、團結河、華士河和花家浜，表明河流仍需要采取措施進行進一步修復。

（2）對一級和二級指標的深入分析可以發現，河流形態結構受損突出（主要是護岸渠化、河床淤積等）、河岸空間有待拓展和規劃、水體有機污染嚴重（尤其是氨氮超標）、生物群落多樣性有待提高是研究河道治理存在的主要問題，河流形態、河岸帶狀況、水生生物是河流健康主要的制約因子。

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