衛河生態流域健康綜合評價研究

劉陽 董衛 黃強

摘 要：為科學掌握衛河生態流域健康水平，根據河流健康定義、生態流域框架及衛河流域現狀，在融入流域管理思想基礎上，構建了基于水資源、水安全、水生態、水經濟４ 個一級指標，包括１６ 個二級指標的衛河生態流域健康綜合評價指標體系。參考《河湖健康評價指南（試行）》和專家咨詢，確定了各評價指標的評價標準，運用層次分析法確定權重，評價了現狀衛河生態流域健康狀況。結果表明：衛河生態流域健康綜合評價得分為６２．０ 分，屬于四級生態流域、不健康狀態；水安全、水經濟處于健康狀態，水資源、水生態處于劣態，水資源失衡誘發水生態紊亂進而影響整個衛河生態系統；從４ 個一級指標得分排序看，水經濟＞水安全＞水生態＞水資源，水資源和水生態是制約衛河健康發展的根本因素，應制定科學合理調度水資源方案。

關鍵詞：流域健康；水資源；水安全；水生態；水經濟；衛河

中圖分類號：ＴＶ２１２．４ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．１０．０１７

引用格式：劉陽，董衛，黃強．衛河生態流域健康綜合評價研究［Ｊ］．人民黃河，２０２３，４５（１０）：９６－１００．

河流健康直接關系人類生存與發展［１］ ，河流健康概念最早由Ｓｃｒｉｍｇｅｏｕｒ 等［２］ 于１９９６ 年提出，旨在科學管理河流。河流健康評價先后經歷了水質評價、水量評價、環境評價和生態系統服務評價，在此過程中，河流健康及河流健康評價概念不斷完善。本文采用高凡等［３］ 給出的河流健康定義，即特定時期一定社會公眾價值體系下，在保障河流自身基本生存需求的前提下，持續地為人類社會提供高效、合理的生態服務，并實現生態服務功能綜合價值最大化。目前，關于河流健康評價的成果較多，但關于流域健康評價的成果較少。

因此，本文將河流健康理念融入流域管理，基于生態流域框架［４］ 進行衛河生態流域健康綜合評價。

衛河是漳衛南運河的源頭之一，屬于海河流域。過去幾十年衛河流域徑流量下降顯著［５］ ，特別是２０２１年以前，多數年份衛河超半年時間處于幾乎斷流狀態，水資源極度緊缺，生產用水、生活用水、生態用水矛盾突出。衛河發源于太行山脈，地勢陡峭、源短流急，同時衛河干流具有槽小坡緩、泄洪能力弱等特性，因此極易形成洪水災害［６］ 。中華人民共和國成立以來，衛河共發生較大洪水１２ 次，其中５ 次造成嚴重災害，水安全問題不容小覷。衛河流域水生態問題突出［７］ ，一方面衛河流域為重要糧食種植區，面源污染難以控制；另一方面衛河在過去很長一段時間間歇性處于斷流狀態，生態環境遭到毀滅性打擊。因此，需要建立長效機制進行衛河流域水環境綜合治理與生態修復。

本文在全國河湖健康評估體系［８－９］ 基礎上，依據黃強等［４］ 提出的生態流域框架，根據河流健康的定義，結合河流健康與流域一體化管理理念［１０］ ，以及《黃河保護法》中對流域管理機構明確的法定管理地位，構建以河流為核心，以流域管理為落腳點，包括水資源、水安全、水生態與水經濟４ 個一級指標的衛河生態流域健康綜合評價指標體系，運用層次分析法進行衛河生態流域健康等級與狀態評價，并提出提升衛河生態流域健康等級的建議。

１ 衛河生態流域健康綜合評價指標體系構建

１．１ 概念解析

河流健康定義強調保障河流自身基本生存需求，也就是保障河流所在流域內水資源、水安全、水生態處于向好狀態，并能夠持續地為人類社會提供高效、合理的生態服務，也就是實現水經濟的良性發展。生態流域健康各維度內涵［１１－１２］ 如下：水資源既包括水量也包括水文過程，是構成河流生物群落生境的重要條件，在水資源充裕的前提下，可適度考慮水景觀融合，將濱水區域打造成“城市櫥窗”和城市景區；水安全即合理發揮河道內各種水利工程設施作用，采取各種水管理措施，發揮流域管理機構的水行政管理職能，做到防汛抗旱，保障人民生命財產安全；確保水環境長期穩定健康是有序恢復水生態的重要前提，而穩定的水生態系統也是維護水環境持續健康發展的重要保障；在保障河流健康的前提下，科學合理發展水經濟是人類依水而居的初衷，同時推動先進水文化建設，更好地滿足人民日益增長的文化生活需要。

１．２ 指標體系構建

根據衛河生態流域健康綜合評價指標體系的內涵，基于科學性、實用性、可操作性等指標選取原則，在查閱國內外河流、流域健康評價研究成果基礎上，構建了水資源、水安全、水生態與水經濟４ 個一級指標，包括１６ 個二級指標的衛河生態流域健康綜合評價指標體系，見表１（其中月均流量Ｑ 在０～１００ ｍ３ ／ ｓ 內屬性為正向）。參考水利部《河湖健康評價指南（試行）》和專家咨詢確定各評價指標計算公式及賦分標準。

式中：Ｑｂ為流量過程變異程度；ｑｎ為評價年第ｎ 月徑流量，ｎ ＝ １～１２；Ｑｎ 為參考年第ｎ 月徑流量；Ｑ 為參考年月徑流量年均值。

２）水安全。防洪工程措施達標率為完成的達標防洪工程數量／ 應完成的防洪工程數量×１００％，防洪非工程措施達標率為完成的達標非防洪工程數量／ 應完成的非防洪工程數量×１００％，達標率ｄ≤５０％、５０％ ＜ｄ≤７０％、７０％＜ｄ≤８５％、８５％＜ｄ≤９０％、９０％＜ｄ＜９５％、ｄ≥９５％分別賦分０、２５、５０、７５、９０、１００ 分。過洪能力變化率為治理后流量變化值／ 治理前相同條件（同一斷面同一水位）流量×１００％，采用專家打分法賦分。洪澇災害災后恢復能力直接采用專家打分法賦分。

３）水生態。采用評價年內平均最差水質斷面的水質表征河流的水質類型，水質為劣Ⅴ類、Ⅴ類、Ⅳ類、Ⅲ類、Ⅱ類、Ⅰ類分別賦分１０、４０、７０、８０、９０、１００ 分。魚類保有指數為評價年河流魚類種數占河流歷史記錄存在魚類種數的百分比， 魚類保有指數為０、（０，２５％］、（２５％，５０％］、（５０％，７５％］、（７５％，１００％］分別賦分０、２０、４０、８０、１００ 分。根據平均百千米河長內，對河流縱向連通性有影響的水工設施或建筑物數量確定縱向連通性指數得分，其中有生態水量或生態流量保證、可正常運行過魚設施的水工設施或建筑物不予統計，縱向連通性指數為＞１．５０、（０．５０，１．５０］、（０．２５，０．５０］、（０，０．２５］、０ 分別賦分０、２０、４０、８０、１００ 分。河岸寬度指數指評價河流長度內滿足河岸寬度要求的長度占比，河岸寬度指數為＜０．５、［０．５，０．６）、［０．６，０．７）、［０．７，０．８］、＞０．８ 分別賦分０、２０、５０、７０、１００ 分。

４）水經濟。供水水量保證程度指評價年內河流日尺度流量達到可供水保證流量天數占當年天數的百分比，衛河供水保證流量基準值為２０ ｍ３ ／ ｓ，供水水量保證程度為［０，２０％）、［２０％，６０％）、［６０％，８０％）、［８０％，９５％）、［９５％，１００％］ 分別賦分１０、４０、６０、８０、１００ 分。單位ＧＤＰ 用水量將河南省單位ＧＤＰ 用水量平均值３７．９ｍ３ ／ 萬元作為基準值，采用模糊數學法賦分。統籌考量河流清“四亂”開展情況、入河排污口建設規范化比例、入河排污口合理化布局程度，并分別賦權重為０．６、０．２、０．２，采用這三項指標的加權平均值確定違規開發利用水域岸線程度。入河排污口建設規范化比例指入河排污口中按照標準規范化建設的數量占入河排污口總數的百分比，入河排污口建設規范化比例為［０，２５％）、［２５％，５０％）、［５０％，７５％）、［７５％，１００％）、１００％分別賦分０、１０、３０、６０、１００ 分。入河排污口合理化布局程度賦分標準：入河排污口設置于一級飲用水源保護區內或取水口上游０．５ ｋｍ 內，賦分０分；入河排污口設置于二級飲用水源保護區內或取水口上游１ ｋｍ 內，賦分２０ 分；入河排污口均未設置于一、二級飲用水源保護區內，且未設置于取水口上游１ ｋｍ內，賦分６０ 分；入河排污口均未設置于一、二級飲用水源保護區內，僅在排污控制區內設置，賦分８０ 分；入河排污口未設置于評價河流水域內賦分１００ 分。河流清“四亂”開展情況賦分標準見表２，每發現１ 處扣除相應分值，分數扣完為止。公眾水文化滿意度指數采用專家打分法賦分。

１．３ 評價方法

研究采用層次分析法確定評價指標權重，并將指標得分與對應權重乘積相加得到衛河生態流域健康綜合評價得分。以２０２２ 年為現狀年，評估衛河生態流域健康水平。借鑒水利部《河湖健康評價指南（試行）》中的河流健康劃分標準，將生態流域健康情況劃分為５ 個等級，見表３。

首先，根據收集的數據，確定各評價指標最終得分，其中部分評價指標與基準值（國家、地區、行業標準等）對比，并無量綱化處理后，得到最終指標得分。然后，統籌考量流域現狀基礎上，采用專家咨詢法與層次分析法計算各評價指標權重。對專家打分的判斷矩陣進行一致性檢驗后，運用Ｍａｔｌａｂ 計算得到判斷矩陣的最大特征值和與之對應的特征向量，對特征向量歸一化處理得到各指標權重。最后，各評價指標得分與其對應權重乘積累加，得到評價年生態流域健康綜合評價得分，并確定生態流域健康等級。

１．４ 數據來源

衛河生態流域健康綜合評價指標相關數據主要來源于衛河流域管理機構、地方統計年鑒、統計公報及實地考察資料等，主要包括：漳衛南運河水文查詢系統、衛河河務局水文中心水質檢測報告、流域內各市統計年鑒、公眾問卷調查等。

２ 研究區概況

衛河干流河長３４４．５ ｋｍ，流域面積１５ ２２９ ｋｍ２。衛河發源于山西省陵川縣奪火鎮，在河北省館陶縣徐萬倉與漳河相匯流入衛運河，主要支流有峪河、淇河、湯河、安陽河等。衛河流域屬溫帶大陸性季風氣候區，春季風速大、蒸發能力強，極易形成干旱天氣；夏季降水多、氣溫高，旱澇災害頻發；秋季降水少；冬季寒冷且少雪。衛河流域內有焦作、新鄉、鶴壁、安陽、濮陽５ 個地級市，流域內總人口２ ０４２ 萬人，ＧＤＰ 為１１ ６５６ 億元，其中農業、工業以及第三產業發展迅速，在河南省國民經濟發展中占有重要地位。

３ 結果與討論

３．１ 結果分析

衛河生態流域健康綜合評價的水資源、水安全、水生態、水經濟４ 個一級指標，１６ 個二級指標權重見表１。

１）水資源得分為４８．１ 分，處于劣態。月均流量處于健康狀態，得分為８０ 分，“２１·７”洪水后，衛河水資源得到充分補給，地下水位大幅回升。水景觀保護利用指數處于亞健康狀態，得分為７０ 分，依衛河而建的水景觀包括百泉風景區、云臺山風景區，衛河有湯河濕地公園，但是水景觀建設數量占衛河整體河流比例較小。生態流量滿足程度與流量過程變異程度均處于劣態，得分分別為２０ 分和１０ 分。從年內看，衛河２０２２年平均流量為７１ ｍ３ ／ ｓ，而最小日均流量僅為１．５ ｍ３ ／ ｓ，流量變化顯著，無法持續滿足河流生態流量需求；從年際看，衛河流量過程變異程度十分顯著，與２０２０ 年（“２１·７”洪水前）相比，２０２２ 年流量過程變異程度為２０。可以看出，衛河經過“２１·７”洪水，河道水資源得到充分補給，但是對于水資源的調控，特別是保障生態流量與維持年際流量變異程度方面，還需要制定科學有效的調控措施。

２）水安全得分８０．３ 分，總體達到健康狀態。其中，洪澇災害災后恢復能力與防洪非工程措施達標率均處于非常健康狀態，得分分別為１００ 分和９０ 分。防洪工程措施達標率處于亞健康狀態，得分為７５ 分，以提高流域防洪能力、增強水安全為出發點的衛河流域綜合治理項目還在進行中，預計２０２３ 年底衛河防洪工程措施達標率可達到非常健康狀態。過洪能力變化率處于劣態，得分為５０ 分，根據衛河流域綜合治理項目初設報告，衛河與共產主義渠交匯口至老觀嘴行洪流量由３５０ ｍ３ ／ ｓ 增大至４００ ｍ３ ／ ｓ，從衛河流域整體防洪規劃來看，衛河流域防洪能力得到大幅度提升。

３）水生態得分５９．３ 分，處于劣態。其中，河岸寬度指數處于非常健康狀態，得分為１００ 分。水質類型處于亞健康狀態，得分為７０ 分，衛河水質斷面大部分時間可達Ⅲ類水標準，最差為Ⅳ類水，因此判定衛河水質為Ⅳ類水，其主要為面源污染。魚類保有指數和縱向連通性指數均處于劣態，得分均為２０ 分。根據資料顯示，衛河曾有魚類８ 種，包括茴魚、鳙魚、旗魚、草魚、泥鰍、鯉魚、鯽魚和中華鱘，而２０２２ 年衛河僅存在鯽魚和泥鰍，以及極少數的草魚。衛河滑縣和浚縣段有兩處橡膠壩，影響了衛河連通性。重建衛河生態系統，應統籌考慮全流域水資源調控以及水工程建設的生態屬性。

４）水經濟得分８１．２ 分，總體達到健康狀態。其中，供水水量保證程度處于非常健康狀態，得分為１００分。違規開發利用水域岸線程度處于亞健康狀態，得分為７８ 分，衛河河長制實施以來，取得了顯著成效，但還存在河道管理范圍內有違章建筑等歷史遺留問題。單位ＧＤＰ 用水量處于亞健康狀態，衛河沿線新鄉市、鶴壁市、濮陽市和安陽市平均單位ＧＤＰ 用水量高于河南省平均值。公眾水文化滿意度指數處于不健康狀態，得分為６０ 分，衛河沿線浚縣古城、滑縣道口大運河遺址是寶貴的文化遺產，應以點帶面，帶動整個衛河文化產業的發展。衛河水經濟發展整體向好，應從流域角度出發，整體規劃，科學發展衛河流域水經濟。綜合生態流域健康４ 個一級指標的得分情況，衛河生態流域健康綜合評價得分為６２．０ 分，為四級生態流域，此結果比較符合現狀。

３．２ 討論

２０２１ 年衛河干流治理工程開始實施，為期４ ａ，要從根本上解決衛河水安全問題。同時，“２１·７”洪水后，河道內水資源得到充分補給，水生態得到逐步恢復。在此過程中，河長制持續發力，衛河正有序剜除各種“頑疾”，為穩定發展水經濟提供了有力支撐。但是，在本次生態流域健康綜合評價中，衛河仍處于不健康狀態，為了使衛河達到健康狀態，還需要在以下方面開展工作：衛河干流缺乏控制性調水工程，河道內存在生態用水不足與水資源調節紊亂等問題，急需構建生態調度模型，并制定生態調度方案；衛河缺乏現代化預警機制，水資源管理與保護、水生態監測與預警、水工程運行與調度難以滿足水利現代化要求，急需提升治理能力現代化水平；衛河長久以來水資源極度短缺，局部地區地下水超采嚴重，水生態急劇惡化，急需制定階段性生態修復規劃。同時，狠抓河長制工作，從根本上解決衛河各項歷史遺留問題，嚴格控制水污染，保護水環境，杜絕各類影響水安全的事故發生，充分發揮流域管理機構職能；完善水景觀、水文化基礎設施建設，打造或提升水景觀、水文化產業，增強衛河沿線人民群眾滿意度，為衛河水經濟發展提供新的增長點。

４ 結論

以２０２２ 年為現狀年，在河流健康定義及生態流域框架基礎上，融入流域管理思想，構建了衛河生態流域健康綜合評價指標體系，共包括水資源、水安全、水生態、水經濟４ 個一級指標的１６ 個二級指標，在確定生態流域健康綜合評價標準的基礎上，進行了衛河生態流域健康綜合評價，結果表明：衛河生態流域健康綜合評價得分為６２．０ 分，為四級生態流域，處于不健康狀態；衛河水安全、水經濟達到健康狀態，水資源、水生態處于劣態，水資源失衡誘發水生態紊亂進而影響整個衛河生態系統；從４ 個一級指標得分排序看，水經濟＞水安全＞水生態＞水資源，水資源和水生態是制約衛河健康發展的根本因素，應制定科學合理調度水資源方案。

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【責任編輯 呂艷梅】