基于層次分析法的清流河健康綜合評價

孔令健　章啟兵

摘 要：河流健康評估對區域環境保護及治理具有重要意義。為了研究滁州市清流河河流健康狀況，根據河流健康評價理念和具體情況，構建了基于層次分析法的清流河健康評價體系。評價體系由目標層（河湖健康狀況）、準則層和指標層3級組成。準則層包括水文完整性、物理結構完整性、水化學完整性、生物完整性和服務功能完整性5個方面，指標層包括流量過程變異性、生態流量保障程度等13項指標。結果表明：清流河健康評估得分57.11，屬于亞健康狀態。評價結果指出了清流河健康面臨的主要問題和薄弱環節，促進了河流健康向良性方向發展。

關鍵詞：層次分析；河流健康評價；指標體系；清流河

中圖分類號 S157 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）19-0105-04

河流健康狀況是多種因素綜合影響的結果，是一個涉及自然、社會、經濟和生態等多方面的龐大系統工程[1]。目前，國際上運用的河流健康評價模型主要有2種[2]，即模糊評價法和綜合健康指數法。自20世紀90年代以來，為了解河湖的生態狀況，弄清河湖健康出現問題的原因，掌握其變化規律，提高流域綜合管理水平，西方國家采用“河湖健康評價”作為流域綜合管理的技術手段[3]，但大多側重自然屬性的健康評價[4]。針對我國各地河湖健康面臨的諸多問題，學者們意識到河流健康還應考慮人類價值，使河流能夠與環境、社會和經濟相適應[5-8]。近年來，部分學者在河流健康評價與指標體系建立等方面的研究也有所進展。翟金等[9]通過研究灤河的生態完整性和社會服務功能，對灤河的河流健康狀況與社會經濟的協調發展做出評價，對今后灤河的保護與管理提出指導性的意見。吳阿娜等[10]以麗娃河、張家浜監測數據和53份河道整治工程相關報告為基礎，探討河流健康評估的方法在上海市城市發展中的應用。針對我國社會發展中所帶來的河湖健康問題，水利部于2010年底開始進行了河湖健康評估工作，就河湖系統完整性（水文完整性和物理結構完整性）、化學完整性、生物完整性和服務功能完整性以及它們之間的相互協調性進行評價[11]。

結合清流河區域條件，本次研究通過構建由目標層（河湖健康狀況）、準則層和指標層3級體系，形成健康評價體系，對清流河健康狀況進行綜合評價，以期為清流河的保護與治理提供一定的科學依據。

1 研究區概況

清流河屬滁河水系，發源于江淮分水嶺南側老嘉山，大部分在滁州市南譙區境內，上游有數源，主源為大沙河，流域面積1318km2，河道全長92.5km。清流河主要有5條支流匯入，分別為右岸大沙河、盈福河、小沙河，左岸百道河、二道河。清流河流域位于江淮分水嶺南側，南北氣候過渡帶，流域多年平均年降水量在950～1050mm。降水在年際分配很不均勻，降雨多集中在主汛期（6—9月），降雨量約占全年降水量的57%左右。

本次評估充分利用已有資料，將會峰東路橋、清流河與老來河交叉口作為分段節點，最終確定評估河段有3個（表1，圖1），河岸帶劃分則為河道管理范圍以內除枯水位水域的區域、以及河道管理范圍向左右岸延伸10m的陸相區域。

2 清流河健康評價

通過現場調研并參考滁州市水文局歷史監測數據資料與《滁河汊河船閘重建工程環境影響評價》等相關報告的結果[12]，對清流河水文水資源、物理結構、水質、生物以及社會服務功能5個方面進行較為系統的評價。

2.1 評價指標體系 根據滁州市清流河流域具體情況，共選擇28個評價指標，分為3個層次：目標層、準則層和指標層，進行綜合評價[12-14]。目標層為河流健康綜合評價，全面反映河流健康現狀；準則層從水文完整性、物理結構完整性、水化學完整性、生物完整性和服務功能完整性5個方面反映河流健康狀況水平；指標層包括流量過程變異性、生態流量保障程度等13個指標。河流健康評估指標體系如表2所示。

2.3 層次分析法確定指標權重

2.3.1 構造判斷矩陣 層次分析法（AHP）由T.L.Saaty 等提出，是的一種具有多層次、多目標的決策性分析方法[15]。根據選定的評價指標，采用層次分析法分析各評價指標的權重。首先需要構造判斷矩陣。判斷矩陣是指同一層次中各元素相互間量化比較形成的方陣，通過發放指標重要性專家調查表，按照表5中的取值方法打分得到。判斷矩陣的各元素為該行對應評價因子與列對應評價因子的相對重要性比例標度，根據清流河現狀情況，如B2物理結構完整性與B3水質指標略次要，重要程度之比為0.5，即A矩陣中元素a23數值為1/2，依此法可以構造出目標層判斷矩陣A及準則層判斷矩陣B1～B5。

2.4 結果與分析

2.4.1 河流水文水資源完整性 從水文水資源準則看，清流河的水文水資源完整性評分為31.97分，水文完整性較差。

2.4.2 河流物理結構完整性 通過各指標計算可知，河流物理結構完整性75.96分，表明物理結構較為完整，其中河流連通阻隔狀況指標分值較高，河岸帶狀況分值較低。其中清流河的河流連通阻隔狀況和濕地保留率評價結果較差。沙河集水庫壩下到來安縣汊河集處無閘門和大壩阻隔狀況。城鎮河段的河岸存在較為嚴重的污染排放，農村河段河岸農業耕作等人為擾動情況嚴重，河岸及附近區域的農業耕作是河道面源污染的主要源頭。

2.4.3 河流化學完整性 本次清流河健康評估水質準則層包含重金屬污染、耗氧有機物污染和溶解氧指標3個指標。清流河水質狀況綜合得分50.67分，相對于未增加權重的計算結果有所提高。根據調查，影響清流河化學完整性的主要因素有以下幾點：一是由于清流河兩側存在農耕農田地區，會受到周圍農田徑流帶來的化肥、農藥、農村人畜家禽糞便、生活垃圾等面源污染物、排泄物等污染的影響；二是清流河流流量較小，水體的自凈能力較弱，容易受到陸域面源和點污染源的污染；三是隨著城市的不斷發展，工業園區逐漸興起，城鎮工業、生活廢污水排放量逐漸增多，排放的污染物也逐漸增加，導致河流水體受到工業、生活廢污水的污染，水質安全受到威脅。

2.4.4 河流生物完整性 生物準則層包括大型底棲無脊椎動物完整性指數和魚類生物損失指數2個指標。大型無脊椎底棲動物完整性指標評分為52.1，魚類生物損失指數賦分標準為44，權重后綜合得分為48.05，可見清流河生態系統中頂級物種受損失狀況較為嚴重。

2.4.5 河流社會服務功能完整性 社會服務功能包含水功能區達標指標、水資源開發利用指標、防洪指標、公眾滿意度4個指標。根據河流社會服務功能完整性評估結果，權重清流河社會服務功能準則層綜合評分為78.89分。

3 結論

綜合指標權重后的清流河健康總體評估得分57.11，這表明清流河的整體健康狀況處于亞健康狀態。清流河河岸的開發利用情況堪憂，河岸保護范圍內廣泛存在農業耕作，極大地增加了河流水質污染的幾率。同時，濱河區的商業活動、城鎮排污等也直接消耗河流的納污能力。從評價結果可知，清流河水生生物開始逐漸減少，甚至消失，濱河的動植物群落的完整性開始缺失。因此，亟需加強水資源保護、水環境治理、水污染防治及水生態修復，全面推行“河長制”等管理制度，力求長期保持良好的生態環境。

參考文獻

[1]劉艷.河流健康評價的回歸支持向量機模型及應用[J].水資源保護，2014（3）：25-30.

[2]何梁，陳艷，陳俊賢.河流健康評價研究現狀與展望[J].人民珠江，2013，34（6）：1-4.

[3]彭文啟，譚洪武.河湖健康評估[R].北京：中國水利水電科學研究院，2011.

[4]Schofield N J，Davies P E.Measuring the health of our rivers[J].Water，1996，23：39-43.

[5]劉恒，涂敏.對國外河流健康問題的初步認識[J].中國水利，2005（4）：19-22.

[6]劉曉燕，張原峰.健康黃河的內涵及其指標[J].水利學報，2006，37（6）：649-654.

[7]鄧曉軍，許有鵬，翟祿新，等.城市河流健康評價指標體系構建及其應用[J].生態學報，2014，34（4）：993-1001.

[8]唐林森，白麗.東江源尋烏水河流健康指標評價[J].人民珠江，2017（11）：40-44.

[9]翟晶.基于協調發展度的河流健康評價方法研究[D].天津：天津大學，2016.

[10]吳阿娜，楊凱，車越，等.河流健康評價在城市河流管理中的應用[J].中國環境科學，2006，26（3）：359-363.

[11]羅莎，張凱，李強.海河干流健康評估體系研究[J].水資源保護，2016，32（4）：142-146.

[12]劉寧，田力威，趙宏偉.基于層次分析法的徒駭河適宜性評價[J].環境工程，2016，34（4）：142-145.

[13]水資源司河湖健康評估全國技術工作組.河流健康評估指標、方法和標準[R].北京：水利部水資源司，2010.

[14]水利部水資源司河湖健康評估全國技術工作組.湖泊健康評估指標、方法和標準[R].北京：水利部水資源司，2010.

[15]Saaty T L，Bennett J P.A theory of analytical hierarchies applied to political candidacy[J].Systems Research & Behavioral Science，2010，22（4）：237-245.

[16]傅春，李云翊.基于層次分析的撫河撫州段河流健康綜合評價[J].南昌大學學報（工科版），2017，39（1）：1-7.

[17]許樹柏.層次分析法原理[M].天津：天津大學出版社，1988.

（責編：張宏民）