北京清河生態治理后評價研究

劉 發，袁義杰

(1.北京市東水西調管理處，北京 100192； 2.華北水利水電大學，鄭州 450046)

1 概 述

清河流域位于北京城區北部，發源于西山碧云寺，流經海淀、朝陽、昌平，在順義區境內入溫榆河，全長28.69 km，流域面積174.8 km2。清河是北京實施“西蓄東排、南北分洪”的北分洪通道和北部重要的景觀河道，在北京城市發展總體布局上具有重要戰略地位。多年來，隨著城市規模不斷擴大和人口急劇增加，流域內污水排放總量逐漸增加，污水處理設施相對滯后，大量污水直排入河，再加上流域內缺少清水資源的補充，致使河流自凈能力明顯不足，河道水體污染嚴重，河流生態功能急劇退化，清河流域水環境容量已與該區域的經濟、社會發展極不相適應。因此，著力完善清河流域防洪排水體系和恢復健康的生態水環境，既是該地區必不可少的基礎設施和保障，又是清河濱河地帶和流域區域經濟社會可持續發展的需要[1]。為適應城市發展需要，完善清河流域防洪體系，改善河道周邊環境，北京市政府分別于2000-2004年和2006-2008年分兩期對清河河道進行綜合整治。清河生態治理后評價通過分析已經完成生態治理工程對清河流域產生的影響，從中總結經驗和教訓，以期為今后進一步改善清河流域水環境、促進流域長效治理提供參考。

2 清河生態治理與管理概況

2.1 清河生態治理工程

清河生態治理工程以“三環碧水繞京城”和“水清、岸綠、安全、宜人”為目標，按照改善環境與防洪排水相結合、維護自然生態與滿足行洪排水要求相結合、生態濕地與滯洪蓄洪相結合的原則[2]，從防洪、排水、蓄水、污水治理、景觀綠化、生態護岸和濱水地帶開發等6個方面對清河進行綜合治理[3]，主要工程內容包括河道環境整治、蓄滯洪區建設、雨污水口治理、景觀綠化工程、道路工程、水質改善工程、地下管線改移、閘站自動化管理系統建設等。其中在河道治理上，運用“近自然治理”的理念，在滿足河道行洪排水要求的同時，盡可能保持河道的蜿蜒性和斷面形狀的多樣性，同時采用生態磚、鉛絲石籠等透水性材料護砌，以適應水生動植物生存需求；在景觀綠化工程上，主要采用生態斷面，增加水生動植物生存空間，合理布設景點，為人們提供休閑、娛樂、賞水的親水空間，岸坡通過綠色植物喬、灌、草的搭配形成不同水陸過渡、展現自然的景觀效果，使整條河流形成綠色的生態廊道；在水質改善工程上，主要采用曝氣充氧、生物膜凈化、人工濕地、閘下滲濾系統、水生植物、新建截污管線等物理、生物及工程措施達到改善水質的目的；同時采用閘站自動化管理系統實現水資源配置和防洪調度的快捷、智能、合理[4]。

2.2 清河后期運行管理情況

清河經過一期、二期綜合整治以及兩岸污水截流，行洪能力達到20年一遇設計、50年一遇校核標準，周邊環境也得到明顯改善。2008年以后，因清河流域經濟社會快速發展，人口遠超規劃預期，排污量提高，城市發展遠遠快于污水處理設施建設，導致污水“季節性、時段性”通過已經截流的雨污合流口溢流和污水直排入河兩大排污問題日益凸顯，在暫未實現污水管網全覆蓋、污水全收集、全處理之前，水務部門采取一系列措施緩解污水直排問題，其中包括督促沿河污水處理廠優化挖潛、在重點河道干支流排污口建設臨時治污工程、對“掛賬”排污口進行截污、采取生物及物理等措施改善水質及加強水環境管理執法力度等措施，清河水環境狀況得到有效改善，目前清河全線已實現“三全”目標，水質也已達到相關標準要求。

3 研究方法

3.1 評價方法的選擇

由于河流生態治理是一項復雜的系統工程，由眾多因子構成，涉及到經濟社會、生態環境以及管理服務等諸多方面[5]。在對清河生態治理進行后評價時，首先應建立能夠從各個方面綜合體現和衡量其治理后的影響、效益、目標等的指標體系，然后選取比較科學的評價方法來建立評價模型。通過綜合比較各評價方法優缺點，并結合清河實際情況，本文選取模糊層次綜合評價法[6]對治理效果進行后評價。

模糊綜合評判法是以模糊數學為基礎，并將其應用于實際工程項目，以影響工程項目的多種因素為評價指標，結合其影響項目的不同程度，對工程項目進行評估的方法。該方法是對受多種因素影響的事物作出全面評價的一種十分有效的多因素決策方法，能夠解決生活和生產中存在的模糊概念，并用定量的方法表示出來，從而為提高定性評價的客觀性提供了一種輔助手段，具有對多層次、多因素復雜問題評價效果的優點[7]，模糊綜合評判法的具體步驟如下：

1) 確定評價對象的評價指標。

P={p1,p2,p3,…,pn}

(1)

根據實際情況，分析影響因素，確立評判指標因素集P={p1,p2,p3,…,pn}。

2) 評判集。

V={v1,v2,v3,…,vm}

(2)

如果被評判的因素p有v1,v2,v3,…,vm種評判(m為有限值)，則可確定評判集V={v1,v2,v3,…,vm}，其中每一種評判對應一個模糊子集。

3) 單因素評判。建立一個從P到V的模糊映射f：

f∶P→F(V)

(3)

由模糊映射f可得到模糊關系Rf∈F(P×V)，即：

(4)

其中i=1,2,…,n;j=1,2,…,m; 0≤rij≤1。rij表示某個被評判因素pi對評判vj的隸屬度，進而可得到模糊矩陣R，即

(5)

稱R為單因素評判矩陣。

4) 確定被評判因素的權重。通常情況下，n個被評判因素p1,p2,p3,…,pn非同等重要，并且各因素對總體的影響也有差異，因此需要確定每一個評判因素相對于評判總體的重要程度，即模糊權重：W={w1,w2,…,wn}，其中wi為被評判因素pi相對于總體的重要程度[8]。權重計算的方法上節已有介紹，采用層次分析法確定。

5) 綜合評判。將W與單因素評判矩陣R合成就得到被評判對象的最終隸屬度，即：

B=W·R=(w1,w2,…,wn)·

(6)

通過最終隸屬度B，確定評判對象的等級，并計算最終隸屬度與等級分值的乘積，確定評判對象最終得分，得到評判結果。

3.2 指標體系的構建

本研究中評價指標體系包括3層，即目標層、準則層和指標層。目標層以清河生態治理綜合指數作為綜合指標[9]；準則層包括經濟社會、生態環境以及管理服務3個方面；對準則層各子系統進行具體細化分解得到指標層，共分析和歸納出河道綠化率、水域面積率、渾濁度、化學需氧量、生化需氧量、水景觀美化效果、休閑適宜度、經濟內部收益率、公眾滿意度、管理組織、管理制度、管理措施等12個因子指標，見圖1。為確定指標閾值，對于部分定性指標按照優(0.8～1.0)、良(0.6～0.8)、中(0.4～0.6)、差(<0.4)評估標準劃分等級；對于定量指標，結合評價對象實際劃分指標標準；對于部分有規范或標準的指標按相關規范標準劃分。

圖1 清河生態治理后評價指標體系

3.3 指標閾值確定

本文將評估標準分為4個等級。對于部分定性指標，可按照優(1.0)、良(0.8)、中(0.6)、差(0.4)進行劃分；對于定量指標，結合評價對象實際劃分指標標準。對于部分指標有規范或標準的按相關規范標準劃分，見表1。

表1 指標的分級標準表

3.4 指標權重的計算

針對圖1所示的指標體系，建立相應的判斷矩陣并檢驗其一致性(均通過一次性檢驗)。利用層次分析法計算得到各指標的權重，見表2。其中權重1為準則層的權重，權重2為指標層對于準則層的權重，權重3為指標層對于目標層的權重。

表2 清河生態治理后評價指標體系權重表

最終得到指標層的總權重向量矩陣：W={0.0769，0.0769，0.0610，0.1370，0.1370，0.0610，0.0525，0.1049，0.0525，0.0801，0.0810，0.0801}

4 結果與分析

4.1 指標計算值

本文綜合考慮指標體系確定的原則以及河流生態治理后的主要因素，參考《河流健康評估指標、方法與標準》(1.0版)、《建設項目環境影響后評價管理辦法(試行)》等行業規范，借鑒已有研究成果，結合當地實際情況和資料的獲取情況，并廣泛征求專家學者及相關人員的意見和建議，得到的指標計算值見表3。

表3 指標計算值

4.2 模糊綜合評判

1) 建立評判因素集。

P={p1,p2，…，p12}

(7)

2) 建立評判集。

V={“優”,“良”,“中”,“差”}

={1,0.8,0.6,0.4}

(8)

3) 分別求出12個評判因素對4個評判的隸屬度。

(9)

4) 計算最終隸屬度B。

B=W·R=(w1,w2,…,w12)·

(10)

其中，經計算最終隸屬度與等級分值的乘積，確定其最終得分為0.892；清河生態治理工程的模糊綜合評價結果處于第一等級，為“優”。

5 結 論

1) 在生態環境層面。通過對主河道進行綜合整治，提高了河道洪水標準，完善了城市防洪體系；通過對河道水環境進行治理，清河主河道水質和植被條件得到明顯改善，河道生態系統逐步復原，綠化覆蓋率不斷提高，實現了清河“水清、岸綠、安全、宜人”的總體目標。

2) 在經濟社會層面。以自然生態為主線，根據河道走勢、沿河建筑、地理位置等特點，結合周邊規劃進行建設，使水環境的持續改善帶動該區域社會、經濟的可持續發展；清河治理堅持功能與景觀相結合，賦予河道以人性化的休閑空間，形成豐富的水景觀和水文化，清河逐漸成為公眾休閑娛樂的好去處。

3) 在管理服務層面。管理部門適應水務改革發展要求，逐步建立較為健全的長效管護機制，實現了河道管理的規范化、長效化和法制化。

清河生態治理工程不僅有效改善了清河水生態環境，而且促進了區域經濟社會發展，為北京城市發展創造了巨大的生態效益、經濟效益和社會效益。

6 建 議

清河經過近十年的綜合治理，水生態環境得到極大改善。但新的管理難題也日益凸顯，如部分河段尚未實現雨污分流、水源補給單一、水綿極易滋生、蓄滯洪區功能未實現及沿河亂停車輛、亂倒垃圾渣土、非法捕撈等不良行為時常發生。為鞏固清河治理成果，避免清河水生態環境再次陷入被污染的困局，清河流域水環境綜合治理仍然需要繼續深入推進。

1) 加強污水治理工作。將污水管網建設與區域規劃、再生水廠建設相結合，實現雨污分流，加強對溢流污水的控制；采取適當措施消減城市地表徑流帶來的面源污染；采取截污治污、清淤疏浚、水系循環、生態修復等綜合措施，繼續治理流域內黑臭水體，持續改善清河流域水質。

2) 保證生態用水質量。首先提高回用于景觀水體的再生水和污水處理廠退水水質標準，盡可能增加補給水量，以恢復水體自凈能力，使河道水體活起來，達到恢復和改善水質的目的；其次是根據水生植物的生態功能，篩選多種類水生景觀植物，在促進河流生態循環、恢復和凈化水質的同時，美化周邊環境。

3) 提升河道防洪能力。嚴格水生態空間管控，落實規劃岸線分區管理要求，強化岸線保護和節約集約利用，對清河保護范圍內亂占濫用、過度開發等突出問題開展綜合整治，恢復清河水域岸線防洪和生態功能。同時，推進清河入溫榆河口處的溫榆河公園建設，利用流域內的蓄滯洪區蓄滯洪水和凈化水質功能增加水資源、改善水環境；加強支流綜合治理，提高防洪標準，同時充分利用沿河綠地、透水地面等吸納雨水、蓄滲和緩釋功能，逐步實現流域內小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭的目標，積極推進海綿城市建設。

4) 推進河長制工作有效落實。清河要以全面推進河長制工作為契機，打破治水壁壘，強化法制建設，加強水污染防治，統籌水上、岸上污染治理，排查入河污染源，優化入河排污口布局[]；加強水環境治理和水生態修復，加大黑臭水體治理力度；加強清河生態水系沿線環境衛生，組織實施生態水系環境衛生責任制，堅決整治亂堆亂倒垃圾、捕撈、綠地燒烤等行為；切實加強管控和執法，進一步加大投入，提高科技監測和環保執法水平，構建綜合監控平臺，實現對清河的動態監測嚴格管控、嚴格執法、嚴查偷排，著力營造良好的水域周邊環境。

5) 加強宣傳教育，動員社會民眾廣泛參與。隨著清河水環境的改善，水環境管理重點必然會從水環境污染治理逐步向水環境生態修復、水文化建設和濱河景觀建設轉變，因此河道管理部門應加大宣傳力度，大力開展形式多樣的環保宣傳教育活動，提高群眾水環境保護意識，讓公眾都積極參與到水生態保護中。