某河道治理過程中健康河流評價及原因分析

解 騫

（山東新匯建設(shè)集團有限公司臨沂分公司,山東 臨沂 276000）

1 河道現(xiàn)狀

某河道流域面積8582 km2,全長約257 km,本次規(guī)劃治理河段長 9.385 km,現(xiàn)狀河道大部分處于天然狀態(tài),基本無堤防工程,岸坎多為土坎,穩(wěn)定性較差,抗沖能力弱,常毀于洪水,河道兩岸現(xiàn)狀土地為農(nóng)田和村莊,受人類活動影響現(xiàn)狀愈發(fā)嚴重,主要表現(xiàn)為沿河兩岸居民在灘地上開墾耕地,致使河道原有的行洪空間被壓縮,影響了河段的防洪安全。河道兩岸河灘地上間斷的種植有滇楊,河道灘地上生長著部分水生植物,河道生態(tài)環(huán)境較好,河道中河水水質(zhì)較好,但沿江群眾防洪減災(zāi)意識薄弱,防洪政策法規(guī)貫徹執(zhí)行力度不夠,農(nóng)田侵占河道現(xiàn)象普遍存在,沿河傾倒垃圾和廢土,河道內(nèi)的采沙也沒有納入規(guī)范化管理,使河道水質(zhì)有惡化趨勢,也在一定程度上加劇了洪災(zāi)的損失。本次河道治理中首先應(yīng)構(gòu)建河流健康評價體系,對河道水文特征等五個層面進行綜合評價,從而可以準確地指導(dǎo)河道治理。

2 評價指標體系的構(gòu)建

2.1 評價指標體系結(jié)構(gòu)

為客觀真實、準確及時地反映河流健康狀況及其變化趨勢、研究河流健康衰退原因,本次河流健康評價指標的篩選應(yīng)該遵循科學性、系統(tǒng)性、層次性、獨立性、定量性和可操作性等原則,結(jié)合亞熱帶型城市河流的自然地理、社會經(jīng)濟,特別是水環(huán)境、水生生物、地質(zhì)地貌、服務(wù)功能方面的特點,從水文特征、物理結(jié)構(gòu)、水體理化特征、生物結(jié)構(gòu)、社會服務(wù)功能等五個層面構(gòu)建評價指標體系[1]。河流健康評估框架見圖1。通過篩選本次河流健康評價選擇流速、水量和河岸穩(wěn)定性等18 個指標組成評價指標體系進行河道評價。評價指標可以反映河流現(xiàn)狀、河流生態(tài)系統(tǒng)的特點,以及影響河流健康的主要因素。

圖1 河流健康評估框架

2.2 河道健康評價方法

2.2.1 綜合評價方法選擇

本文河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法采用層次分析法,其本質(zhì)在于對復(fù)雜系統(tǒng)進行分析和綜合評價[2],進而對評價的元素進行數(shù)學化和計算機化。應(yīng)用層次分析法進行河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價,一般分以下幾個步驟（見圖2）：

圖2 河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價步驟

2.2.2 綜合評價模型

評價方法采用質(zhì)量指數(shù)法：通過現(xiàn)場實測、取值估算和資料調(diào)查分析獲得的各項指標的數(shù)值,通過比較標準值或參照值,換算成質(zhì)量指數(shù),然后采用加權(quán)疊加法計算出整個系統(tǒng)的總指數(shù)值[3],再根據(jù)總指數(shù)值的分級范圍,確定河流生態(tài)系統(tǒng)健康的等級。

式中：IT為河道規(guī)劃治理河段生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況值；n 為綜合評價指標的個數(shù)；Ij為第j 種指標的歸一化值,0 ≤ Ij≤100；Wj為j 指標的權(quán)重,可通過專家打分后經(jīng)層次分析法求得。

2.2.3 評價標準

評價標準直接影響到評價結(jié)果的合理性,考慮到河流健康評價標準具有相對性特征,處于不同區(qū)域、不同規(guī)模、不同類型的河流,評價標準也不相同。評價標準的確定是河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價的重點,也是難點[4]。結(jié)合河流的實際情況,評價標準分為“理性狀況、健康、亞健康、不健康、病態(tài)”5個級別[5],該河道健康評價標準見表 1。

表1 待治理河道健康評價標準

3 河道生態(tài)健康評價

3.1 指標權(quán)重的確定

指標 AHP 圖示：根據(jù)對將要治理河道的初步分析,將所含因素分系統(tǒng)、分層次地構(gòu)筑成一個屬性層次結(jié)構(gòu)即 AHP 圖,見圖3。根據(jù)2.2.1 指標權(quán)重的確定的步驟,建立待治理河道健康評價的層次總排序,通過一次性檢驗,結(jié)果表明總排序結(jié)果具有一致性。

圖3 河道健康指標 AHP 圖

3.2 評估結(jié)果及問題分析

由表2 可以看出,待治理河道健康水平評分為 45 分,屬于亞健康狀態(tài),河道治理中應(yīng)從河道防洪與整治、水污染、生態(tài)景觀三方面分析河道現(xiàn)狀存在問題。

表2 各指標權(quán)重及各層指標間的相對權(quán)重

續(xù)表2

3.2.1 河道防洪與整治存在問題

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和資料整理分析,河道防洪與整治存在問題可歸結(jié)為七個方面：

（1）部分河道河岸高度不滿足防洪要求

根據(jù)設(shè)計洪水淹沒范圍圖（圖4）可以看出,區(qū)域一500 m河道河岸高度不滿足防洪要求,區(qū)域二610 m 河岸高度不滿足防洪要求,區(qū)域三僅樁號7+940～9+385 段左岸河岸滿足防洪要求,其余河岸均不滿足防洪要求,區(qū)域三為規(guī)劃城區(qū),區(qū)域三防洪不達標嚴重的威脅下游城市的安全。

圖4 設(shè)計洪水淹沒范圍圖

（2）沿河開墾農(nóng)田或堆積雜物,侵占河道現(xiàn)象嚴重

治理河段兩岸大部分為農(nóng)田,屬人口較為稠密地區(qū),河段受人類活動影響日益嚴重。河道兩岸的農(nóng)民不斷在灘地上開墾耕地,侵占河道的過水面積,局部河段的河寬不足30 m,大大降低了河道的過流能力,進一步增加了洪水的威脅,同時多處河道被人為堆積雜物侵占。

（3）河道淤積嚴重

經(jīng)現(xiàn)場踏勘,河道沿線有三段嚴重淤積,其一為樁號zx6+700～zx7+900 段,樁號zx6+700 右岸的竹園砂場源源不斷的水土流失造成本段河道的淤積。據(jù)當?shù)卮迕穹从?樁號zx6+700 位置原河槽深約2 m～3 m,現(xiàn)已經(jīng)基本與左岸齊平,只有河床中間留有一個寬度約1.0 m 的過流河槽。其二為zx9+200～zx9+370 段,樁號zx9+240 左岸的車坪采石廠的不規(guī)范采砂造成的水土流失淤積了本段河道,枯水季節(jié),淤積導(dǎo)致河道斷流。另外,永興大道施工帶來的大量水土流失也造成河道一定程度的淤積,見圖5。

圖5 竹園段河道嚴重淤積

（4）河道彎道較多

本次治理河段存在多處彎段及急轉(zhuǎn)彎,對水流頂沖較大。

（5）局部被圍河造塘形成瓶頸

樁號zx7+730～zx7+920 段河道右岸部分河道被圍塘,該段河道主槽寬度僅20 m 左右,嚴重限制了河道的行洪能力。

（6）部分河岸堤坎單薄,洪水期存在安全隱患

樁號zx0+920～zx1+140、zx2+320～zx2+560 段河道堤坎單薄,堤寬僅0.5 m～0.8 m,洪水期間容易被水流沖毀,存在安全隱患,見圖6。

圖6 部分河岸單薄

（7）防洪減災(zāi)意識薄弱,防洪政策法規(guī)貫徹執(zhí)行力度不夠

廣大群眾防洪減災(zāi)意識薄弱,防洪政策法規(guī)貫徹執(zhí)行力度不夠,影響了防洪救災(zāi)工作。沿河傾倒垃圾和廢土；河道內(nèi)的采沙也沒有納入規(guī)范化管理。這些因素的存在,也在一定程度上影響了河道的泄流能力。

3.2.2 水污染存在問題

（1）兩岸農(nóng)業(yè)面源污染嚴重

僅從監(jiān)測的理化指標來說,河流水體尚可,上游段可以達到IV 類水標準,中下游則為V 類水體,TN 嚴重超標。本流域的水功能區(qū)水質(zhì)要求為III 類,僅有50%河段可以達標,導(dǎo)致河道水質(zhì)超標的原因之一為流入河道的農(nóng)業(yè)灌溉回歸水。

（2）中上游河道枯水季節(jié)水質(zhì)富營養(yǎng)化

在枯水季節(jié),由于無外來補水,水陂上游和六屯大閘上游壅水區(qū)水體營養(yǎng)化嚴重,水葫蘆生長旺盛,部分河面甚至完全被水葫蘆覆蓋,水質(zhì)嚴重惡化。

（3）環(huán)保意識不強,導(dǎo)致河道污染加劇

沿河兩岸村莊居民、農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水、畜禽養(yǎng)殖糞便等棄置河邊或入河現(xiàn)象屢禁不止,降雨一來,垃圾全部隨徑流進入河道,造成河道污染、河床淤積。

3.2.3 生態(tài)景觀存在問題

本次需治理河道全長9.385 km,上游段河道兩岸主要為基本農(nóng)田保護區(qū),河道駁岸形態(tài)自然,生態(tài)環(huán)境較好；中游河道呈自然形態(tài),河道斷面形式多樣,為復(fù)式斷面,由于上游水陂的存在,造成中游河段水量較少；下游河道靠近城區(qū),是未來城市發(fā)展的主要區(qū)域,規(guī)劃河道兩岸為城市建設(shè)區(qū)域,河道右岸現(xiàn)狀為山體,左岸為規(guī)劃居住區(qū)。通過實地勘查,該河道生態(tài)景觀主要存在以下幾個方面的問題：

（1）河道兩岸入侵樹種生長迅速,未形成生態(tài)美觀的植物景觀；（2）河道范圍內(nèi)存在大量的菜地,河道空間被侵占；（3）上游水資源開發(fā)強度過大,無法滿足枯季流量和生態(tài)需水要求；（4）枯水期大部分河道斷流,部分河道干涸；（5）河道與周邊聯(lián)系不足,社會功能缺失；（6）水生生態(tài)系統(tǒng)快速退化。

4 結(jié)論及建議

本文通過健康河流評價可知,待治理河道健康水平評分僅為 45 分,屬于亞健康狀態(tài),現(xiàn)狀河道在河道防洪與整治、水污染、生態(tài)景觀三方面存在諸多問題,若不及時采取整治措施,不僅影響到下游及兩岸居民、農(nóng)田防洪問題,水污染、水生態(tài)也會日趨嚴重。因此,通過河流健康評價,對河道現(xiàn)狀存在的問題分析,可以更準確地進行河道治理,提高河道的行洪能力、改善河流水質(zhì)和營造河道生態(tài)景觀,從而提高居民的居住幸福感,提升流域內(nèi)生態(tài)經(jīng)濟效益。