淮安市河流健康狀況綜合評價

徐 燕，仲兵兵，劉兵兵，黃菁菁

(1.淮安市水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 淮安 223005；2.江蘇淮源工程建設監理有限公司，江蘇 淮安 223005；3.江蘇省水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 揚州 225127)

1 概述

河流健康狀況是衡量水生態文明水平的重要指標之一，不僅關系到農業生產與居民飲水安全，也關系到社會經濟的可持續發展[1]。近幾十年，我國經濟增長迅速，但在人民生活水平不斷提高之時，河網及周邊的生態系統也遭到了不同程度的破壞、水體污染嚴重、水健康狀況明顯下降[2]；在此背景下，我國各地在近幾年加強了水生態文明建設，使得諸多河流的生態健康水平有所提升[3]。河流健康狀況的評價是水生態文明建設方案選擇與工程效果考核的基礎，在水生態問題日趨嚴峻的情況下其重要性日益突顯[4]。但是，目前針對我國河流健康狀況的評價主要是采用定性描述的方式，其客觀化、透明化程度不高；而大部分的定量描述也只偏重于一個或幾個方面，而未反應河流健康的綜合狀況，因此河流健康狀況的定量化綜合評價方法尚不成熟[5- 6]。鑒于此，本文以淮安市境內的6條主要河流為例，采用基于葉貝斯公式與組合賦權法的評價指標與權重體系，利用模糊識別法確定河流健康評價指標值與權重化指標值，并最終得到淮安市各主要河流的健康狀況綜合指數，為河流健康狀況的綜合評價提供經驗，并為淮安市的河道治理與水文明生態建設提供參考。

2 評價方法

2.1 研究區域與評價河流

淮安市區地處江蘇省中北部、淮河流域下游，面積10072km2，人口564.45萬，境內地勢低平，河網密布，自南向北有蘇北灌溉總渠、淮河入海水道、大運河、里運河、廢黃河、鹽河6條流域性河流。選取以上河流為研究對象，主要代表斷面分別為蘇嘴、盱眙水文站、平橋、水門橋、北京路大橋和殷渡；參考數據與資料的時間2010～2015年，主要來源于當地的水資源公報、統計年鑒、國民經濟和社會發展統計公報、水利普查成果與相關文獻[7- 8]等。據筆者所知，目前針對淮安市河流健康狀況的定量式綜合評價幾乎沒有被報道過。

2.2 評價體系與等級標準

王笑宇等人[9]基于貝葉斯公式與組合賦權法建立了河流健康狀況的綜合評價指標體系與權重值，該評價體系可綜合反映河流在形態、環境、調節能力等多方面的健康狀況，評價方法合理、可行，與實際情況相符，因此本文應用該體系對淮安市的河流健康狀況進行評價。根據河流健康狀況綜合指數的大小可將河流健康水平分為“優”、“良”、“中”、“差”4個等級，根據淮安市河流的具體情況與專家意見，確定該市河流健康狀況綜合評價的等級標準，見表1。

2.3 河流健康狀況綜合指數

河流健康狀況綜合指數可由權重化指標值之和來表示，公式為：

表1 河流健康狀況綜合評價指標與權重體系及等級標準

(1)

式中，Ri—第i條河流的健康狀況綜合指數；j—第j個評價指標；n—評價指標數(共11個，見表1)；wj—第j個評價指標的權重值，wj值的確定主要采用王笑宇等人的研究成果，即基于貝葉斯公式與組合賦權法的權重矩陣；xij—第i條河流的第j項評價指標值；xij值的確定主要基于各河流的健康狀況指標數據，參考GB 3838- 2002《地表水環境質量標準》等規范，采用閆曉惠等人[10]所提出的模糊識別法確定。

在模糊識別過程中，首先要消除不同指標量綱的影響，即對各評價因子進行標準化處理。對越大越優型和越小越優型指標的處理公式分別為：

(2)

(3)

式中，r(i)—處理值；y(i)—原始數據，ymax(i)、ymin(i)—原始數據中的最大值和最小值。模糊指標中的其它步驟與計算實例可參考文獻[10]。

3 結果

3.1 河流健康評價指標值

淮安市主要河流健康狀況評價指標值評價結果如圖1所示。由圖可知，在水質綜合指標方面，大運河的評價值相對最高為0.64，而里運河相對最低為0.39。近年來，淮安市將里運河定義為該市重要景觀河道，進行了大力的治理，水質情況明顯改善，但由于之前的狀況較差，因此其多年(2010～2015年)平均值較低；各河流按照綜合水質由好到壞排序分別為大運河、蘇北灌溉總渠(以下簡稱“蘇北灌渠”)、廢黃河、鹽河、淮河入海水道(以下簡稱“淮河水道”)、里運河。同理，根據圖1結果可得到淮安市6條主要河流在其它各項河流健康狀況指標方面的相對水平。

圖1 淮安市主要河流健康狀況綜合評價指標值

3.2 權重化河流健康評價指標值

河流健康狀況評價指標值只反應各河流在評價指標方面的優劣程度而無法反映其指標本身的重要程度，因此計算淮安市主要河流健康狀況綜合評價權重化指標值，該值是評價指標值與相應指標權重值的乘積，可綜合反映各河流在某評價方面的水平與該指標本身在河流健康狀況綜合評價中的重要性，例如，蘇北灌渠在生態流量滿足程度指標方面的評價值為0.67，高于其在水質綜合指標方面的評價值0.6，但在河流健康狀況評價中水質綜合指標的重要性(權重值為0.138)明顯高于生態流量滿足程度指標(權重值為0.070)，因此蘇北灌渠在生態流量滿足程度指標方面的權重化指標僅為0.047，低于其在水質綜合指標方面的權重化指標值0.083?；窗彩懈髦饕恿髟诓煌u價指標方面的權重化指標值計算結果見表2。

3.3 淮安市河流健康狀況綜合指數

根據圖1與表2數據，結合公式(1)計算淮安市河流健康狀況的綜合指數，結果見表3。

根據表3結果可知，淮安市各河流中綜合健康狀況最高的為大運河，綜合指數為0.724，該河流為淮安地區重要飲用水源地與航道，歷代水利工作者均很重視對它的保護與利用，因此其河流健康狀況整體良好；相對最低的為里運河，綜合指數為0.64，在之前的許多年里，淮安市城區部分企業工業廢水與居民生活污水直接或間接排入里運河，嚴重影響了該河流的健康狀況，近年來相關部門已經加大了對里運河的治理力度且取得

表2 淮安市主要河流健康狀況綜合評價權重化指標值

表3 淮安市河流健康狀況綜合指數

明顯效果，但多年平均的健康狀態還處于較低水平。根據表3可知，各條河流的平均健康狀況綜合指數為0.683、即中等健康水平；淮安市境內各河流的綜合健康狀況均處于中或者良的狀態，其健康水平由低到高排序為：里運河、鹽河、淮河入海水道、廢黃河、蘇北灌溉總渠、大運河。

以上研究成果可為淮安市的河道管理與整治提供參考。例如，里運河的綜合健康狀況相對其它河流較差，因此相關部門應繼續重點加強該河流的治理；大運河的綜合健康狀況較好，因此應積極總結并借鑒對該河流的利用與保護經驗。明確的河流治理目標與效果考核是提升水生態文明建設水平的關鍵，而本文所得出的健康狀況綜合指數可為此提供科學基礎。

4 結語

淮安市6條主要河流的平均健康狀況綜合指數為0.683；淮安市境內各主要河流的綜合健康狀況均處于“中”或“良”的狀態，其健康水平由低到高排序為：里運河、鹽河、淮河入海水道、廢黃河、蘇北灌溉總渠、大運河。本文研究成果可為淮安市的河道管理與整治提供參考，也可為河流健康狀況的定量式綜合評價提供經驗，但評價指標值與等級標準的確定還存在一定的主觀性，因此在以后的研究中還應該進一步對評價指標值與等級標準的客觀化確定方法進行探索。

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[10] 閆曉惠, 陳新, 張博威. 模糊邏輯在水利工程環境評價中的應用探析[J]. 科技展望, 2015(23): 65.