清原縣大蘇河水系連通綜合整治工程評價

孔慶宇

（撫順市水利勘測設計研究院有限公司，遼寧 撫順 113006）

水系連通工程可以改善水系布局，通過修建水利設施，使原本分散的水域形成完整網(wǎng)絡，有效整合水資源，提高水域利用效率。其次，水系連通有利于恢復河湖的自然溝通，重建生態(tài)廊道，促進物種的遷徙與交換，維持與改善生物多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及抗干擾能力。此外，水系連通逐漸成為提升河流生態(tài)功能的有效手段，可以為水資源的有效利用創(chuàng)造條件，促進區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[1-3]。河湖水系連通需要綜合考慮水利工程現(xiàn)狀，站在戰(zhàn)略全局的視角上進行規(guī)劃和評估，重建生態(tài)廊道與恢復自然溝通，以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的雙重目標[4]。

目前，定量評價水系連通工程的方法有圖論法、生物法、景觀分析和水文模型法等，如朱詩杰等以潘陽湖水系連通工程為例，綜合利用衛(wèi)星遙感技術和模糊綜合法定量評價其生態(tài)效益；郭麗峰等基于整治河段特點，全面探討了生態(tài)環(huán)境效益與河道綜合整治之間的響應關系；呂學研等從水動力和營養(yǎng)鹽的角度上探究了水系連通的生態(tài)效應及影響[5-10]。然而，以上研究大多集中于連通工程的生態(tài)效應，未反映調(diào)水引流作用及對整個流域的影響。鑒于此，文章以清原縣大蘇河水系連通工程為例，充分考慮各因素特點定量評價水系連通工程對社會經(jīng)濟、水生態(tài)環(huán)境、水資源配置及水系格局的影響，可為水系連通工程的科學建設及其效果定量評價提供參考。

1 評價方法

1.1 構(gòu)建評價體系

依據(jù)河流實際情況，全面考慮生態(tài)保護、水環(huán)境整治及水災害防治等目標，遵循以下原則合理選擇水系連通評價指標：①定量與定性相結(jié)合，不僅要選用定量參數(shù)保證評定結(jié)果的客觀性，還要通過定性分析評定難以量化的因子[11]。②層次性，評價體系應該按照主次關系進行分類和排序，從整體到細節(jié)逐層展示。③關鍵性，各項指標應能夠量化反映水系連通對水資源短缺緩解、生態(tài)恢復、經(jīng)濟發(fā)展等方面的影響。④適用性，評價體系應能夠適用于各個階段的水系連通工程，包括規(guī)劃、設計、建設和運營階段，同時要能夠評估對生態(tài)系統(tǒng)的保護和改善效果以及經(jīng)濟發(fā)展的貢獻、效益。

1.2 指標計算方法

綜合考慮現(xiàn)有研究中常用的指標，結(jié)合大蘇河水系連通工程的目的、特征和性質(zhì)，通過尋找其中的差異和共性，從連通性、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟等方面選擇6個指標見表1。然后依據(jù)水系連通工程實施目標與要素層、指標層各參數(shù)之間的相關性及 其重要程度，合理確定相應的權重見表1。

表1 大蘇河水系連通工程評價指標

1）河網(wǎng)密度P1。這是衡量河床發(fā)育程度的主要參數(shù)，表示河流總長與面積之間的關系，其表達式為：

式中：Lh、A表示河流總長和區(qū)域總面積。

2）水系環(huán)度P2。該指標反映了河湖的實際成環(huán)狀況，主要體現(xiàn)河流已有節(jié)點能夠構(gòu)成環(huán)路的情況，其表達式為：

式中：L、N表示連接線數(shù)和節(jié)點數(shù)；P2取0、1時分別代表河網(wǎng)水系中沒有環(huán)路和有最大環(huán)路。

3）河流水質(zhì)達標率Q1。該指標質(zhì)等于總考核斷面中水質(zhì)達標斷面所占的百分比。

1.3 評分標準

根據(jù)清原縣大蘇河水系連通整治工程特點和相關文獻資料，對定量指標參照已有標準和計算成果確定，對于定性指標可以考慮其作用效果的顯著程度確定，如表2所示。

表2 大蘇河水系連通工程評分標準

1.4 總分評價

采用相關計算公式和水系連通項目實施方案中的有關數(shù)據(jù)確定指標值，并針對各項指標參照評分標準賦予相應的分支，最后利用加權平均法計算各項指標及要素的綜合評分Z，其表達式為：

式中：βP、βQ、βR和P、Q、R分別表示連通性、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟效益要素的權重及其評分；βP1、βP2和P1、P2分別表示河網(wǎng)密度、水系環(huán)度指標的權重及其評分；βQ1、βQ2和Q1、Q2分別表示河流水質(zhì)達標率、生物多樣性指標的權重及其評分；βR1、βR2和R1、R2分別表示產(chǎn)業(yè)提升、文化旅游效益指標的權重及其評分[12]。

通過以上計算，如果Z＜6則評定水系連通綜合整治工程較差，若6≤Z＜8則評定水系連通綜合整治工程良好，若Z≥8則評定水系連通綜合整治工程的合理性優(yōu)秀。另外，考慮工程特點可以對個別指標、要素及其權重進行適當調(diào)整，若難以獲取個別指標的計算數(shù)據(jù)，應結(jié)合實際情況選用相近指標替代。隨著河網(wǎng)水系的逐漸完善，未來還要依據(jù)工程實踐進一步完善水系連通工程評價體系。

2 實例應用

2.1 河流概況

清原縣大蘇河水系連通項目區(qū)整治的河道未沙河及其兩條支流大蘇河、正岔河，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)沙河存在過流能力低、缺乏防護和洪水發(fā)生頻繁等問題[13-14]。主要表現(xiàn)為過流能力低，過流壓力很大；局部河段河床淤積、污染和雜物密集；河灘不穩(wěn)且塌岸嚴重，對沿岸耕地及村莊構(gòu)成威脅；農(nóng)村河段險工較多，一些河段險工逼近岸坡，必須盡快整治。根據(jù)規(guī)劃和整治河道現(xiàn)狀，2019年治理河長26.4km，項目區(qū)清淤疏浚總長9.5km，格賓石籠護岸總長8.305km，漿砌石擋墻護岸長2.0km，懸臂擋墻總長1.36km，生態(tài)護岸43.50km，營造親水植物帶0.6km。

2.2 結(jié)果分析

1）連通性指標。清原縣境內(nèi)水系發(fā)達，水源充足，這里也是柳河、渾河、清河、柴河的發(fā)源地，全縣擁有大小河流千余條，流域面積＞20km2的河流53條，萬千河流匯集分別匯入省屬重點的大伙房、清河、柴河、吉林省的海隴四座水庫。經(jīng)計算，清原縣大蘇河水系連通綜合整治項目區(qū)的河網(wǎng)密度P1=3.25，水系環(huán)度P2=0.04，具有較高的河網(wǎng)密度，但其水系連接成環(huán)的程度一般。

2）生態(tài)環(huán)境指標。清原縣大蘇河水系連通整治工程改善了河流生態(tài)環(huán)境，為本地水資源的合理利用和同一開發(fā)提供了條件。項目的實施不僅解決了農(nóng)村人口的生活用水問題，又避免了水資源亂開發(fā)導致的水土流失，促使農(nóng)民對水資源更加珍惜和自愿保護生態(tài)環(huán)境，為涵養(yǎng)水源和促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展做出了巨大貢獻[15]。

3）社會經(jīng)濟指標。經(jīng)濟效益主要反應在提高過流能力和新增改善灌溉面積等方面：首先，項目實施前的種植結(jié)構(gòu)以玉米為主，這是一種常見的經(jīng)濟作物，但其產(chǎn)值相對較低，每6.67hm2地每年產(chǎn)值為10萬元。而在項目實施后，改種苗木3.33hm2、藥材3.33hm2，相比之下具有更高的價值和潛力。苗木的種植周期為3a，每年每公頃可創(chuàng)收22 500元，而藥材種植周期為4a，每年每公頃可創(chuàng)收3萬元。因此，實施后每6.67hm2地收入為17.5萬元，比實施前增加7.5萬元，整個項目區(qū)的增收達到472.5萬元。

其次，通過整治后水源得到合理利用，可以滿足耕地灌溉要求，這樣既節(jié)約了勞動成本，同時也減少了勞動力的投入，使得資源利用更加高效和可持續(xù)。通過大蘇河水系連通綜合整治，大大提升了河道的過流防洪能力以及當?shù)氐纳a(chǎn)力水平，促進地方經(jīng)濟發(fā)展，其社會經(jīng)濟效益顯著。

針對每一項指標按照評分標準賦予相應的分支，采用加權平均法計算各項指標及要素的綜合評分Z，如表3所示。結(jié)果表明，清原縣大蘇河水系連通綜合整治工程評分為8.96，參照Z≥8評定標準，則該水系連通綜合整治工程的合理性優(yōu)秀。

表3 清原縣大蘇河水系連通綜合整治工程評分

3 結(jié) 論

文章綜合考慮已有研究中常用的指標，結(jié)合大蘇河水系連通工程的目的、特征和性質(zhì)，通過尋找其中的差異和共性，從連通性、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟等方面構(gòu)建評價體系。對于定量因子參照已有標準及計算成果確定評分，對于定性指標考慮應其作用效果的顯著程度確定評分，采用加權平均法定量評價了水系連通工程的科學合理性。結(jié)果表明，清原縣大蘇河水系連通綜合整治工程評分為8.96，參照評定標準該水系連通工程的合理性優(yōu)秀。