徐 燕，仲兵兵，劉兵兵，黃菁菁

(1.淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 淮安 223005；2.江蘇淮源工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，江蘇 淮安 223005；3.江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127)

1 概述

河流健康狀況是衡量水生態(tài)文明水平的重要指標(biāo)之一，不僅關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與居民飲水安全，也關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。近幾十年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，但在人民生活水平不斷提高之時(shí)，河網(wǎng)及周邊的生態(tài)系統(tǒng)也遭到了不同程度的破壞、水體污染嚴(yán)重、水健康狀況明顯下降[2]；在此背景下，我國(guó)各地在近幾年加強(qiáng)了水生態(tài)文明建設(shè)，使得諸多河流的生態(tài)健康水平有所提升[3]。河流健康狀況的評(píng)價(jià)是水生態(tài)文明建設(shè)方案選擇與工程效果考核的基礎(chǔ)，在水生態(tài)問題日趨嚴(yán)峻的情況下其重要性日益突顯[4]。但是，目前針對(duì)我國(guó)河流健康狀況的評(píng)價(jià)主要是采用定性描述的方式，其客觀化、透明化程度不高；而大部分的定量描述也只偏重于一個(gè)或幾個(gè)方面，而未反應(yīng)河流健康的綜合狀況，因此河流健康狀況的定量化綜合評(píng)價(jià)方法尚不成熟[5- 6]。鑒于此，本文以淮安市境內(nèi)的6條主要河流為例，采用基于葉貝斯公式與組合賦權(quán)法的評(píng)價(jià)指標(biāo)與權(quán)重體系，利用模糊識(shí)別法確定河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)值與權(quán)重化指標(biāo)值，并最終得到淮安市各主要河流的健康狀況綜合指數(shù)，為河流健康狀況的綜合評(píng)價(jià)提供經(jīng)驗(yàn)，并為淮安市的河道治理與水文明生態(tài)建設(shè)提供參考。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 研究區(qū)域與評(píng)價(jià)河流

淮安市區(qū)地處江蘇省中北部、淮河流域下游，面積10072km2，人口564.45萬，境內(nèi)地勢(shì)低平，河網(wǎng)密布，自南向北有蘇北灌溉總渠、淮河入海水道、大運(yùn)河、里運(yùn)河、廢黃河、鹽河6條流域性河流。選取以上河流為研究對(duì)象，主要代表斷面分別為蘇嘴、盱眙水文站、平橋、水門橋、北京路大橋和殷渡；參考數(shù)據(jù)與資料的時(shí)間2010～2015年，主要來源于當(dāng)?shù)氐乃Y源公報(bào)、統(tǒng)計(jì)年鑒、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、水利普查成果與相關(guān)文獻(xiàn)[7- 8]等。據(jù)筆者所知，目前針對(duì)淮安市河流健康狀況的定量式綜合評(píng)價(jià)幾乎沒有被報(bào)道過。

2.2 評(píng)價(jià)體系與等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

王笑宇等人[9]基于貝葉斯公式與組合賦權(quán)法建立了河流健康狀況的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與權(quán)重值，該評(píng)價(jià)體系可綜合反映河流在形態(tài)、環(huán)境、調(diào)節(jié)能力等多方面的健康狀況，評(píng)價(jià)方法合理、可行，與實(shí)際情況相符，因此本文應(yīng)用該體系對(duì)淮安市的河流健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)河流健康狀況綜合指數(shù)的大小可將河流健康水平分為“優(yōu)”、“良”、“中”、“差”4個(gè)等級(jí)，根據(jù)淮安市河流的具體情況與專家意見，確定該市河流健康狀況綜合評(píng)價(jià)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

2.3 河流健康狀況綜合指數(shù)

河流健康狀況綜合指數(shù)可由權(quán)重化指標(biāo)值之和來表示，公式為：

表1 河流健康狀況綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)與權(quán)重體系及等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

(1)

式中，Ri—第i條河流的健康狀況綜合指數(shù)；j—第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)；n—評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)(共11個(gè)，見表1)；wj—第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，wj值的確定主要采用王笑宇等人的研究成果，即基于貝葉斯公式與組合賦權(quán)法的權(quán)重矩陣；xij—第i條河流的第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值；xij值的確定主要基于各河流的健康狀況指標(biāo)數(shù)據(jù)，參考GB 3838- 2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范，采用閆曉惠等人[10]所提出的模糊識(shí)別法確定。

在模糊識(shí)別過程中，首先要消除不同指標(biāo)量綱的影響，即對(duì)各評(píng)價(jià)因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對(duì)越大越優(yōu)型和越小越優(yōu)型指標(biāo)的處理公式分別為：

(2)

(3)

式中，r(i)—處理值；y(i)—原始數(shù)據(jù)，ymax(i)、ymin(i)—原始數(shù)據(jù)中的最大值和最小值。模糊指標(biāo)中的其它步驟與計(jì)算實(shí)例可參考文獻(xiàn)[10]。

3 結(jié)果

3.1 河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)值

淮安市主要河流健康狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)值評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1所示。由圖可知，在水質(zhì)綜合指標(biāo)方面，大運(yùn)河的評(píng)價(jià)值相對(duì)最高為0.64，而里運(yùn)河相對(duì)最低為0.39。近年來，淮安市將里運(yùn)河定義為該市重要景觀河道，進(jìn)行了大力的治理，水質(zhì)情況明顯改善，但由于之前的狀況較差，因此其多年(2010～2015年)平均值較低；各河流按照綜合水質(zhì)由好到壞排序分別為大運(yùn)河、蘇北灌溉總渠(以下簡(jiǎn)稱“蘇北灌渠”)、廢黃河、鹽河、淮河入海水道(以下簡(jiǎn)稱“淮河水道”)、里運(yùn)河。同理，根據(jù)圖1結(jié)果可得到淮安市6條主要河流在其它各項(xiàng)河流健康狀況指標(biāo)方面的相對(duì)水平。

圖1 淮安市主要河流健康狀況綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值

3.2 權(quán)重化河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)值

河流健康狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)值只反應(yīng)各河流在評(píng)價(jià)指標(biāo)方面的優(yōu)劣程度而無法反映其指標(biāo)本身的重要程度，因此計(jì)算淮安市主要河流健康狀況綜合評(píng)價(jià)權(quán)重化指標(biāo)值，該值是評(píng)價(jià)指標(biāo)值與相應(yīng)指標(biāo)權(quán)重值的乘積，可綜合反映各河流在某評(píng)價(jià)方面的水平與該指標(biāo)本身在河流健康狀況綜合評(píng)價(jià)中的重要性，例如，蘇北灌渠在生態(tài)流量滿足程度指標(biāo)方面的評(píng)價(jià)值為0.67，高于其在水質(zhì)綜合指標(biāo)方面的評(píng)價(jià)值0.6，但在河流健康狀況評(píng)價(jià)中水質(zhì)綜合指標(biāo)的重要性(權(quán)重值為0.138)明顯高于生態(tài)流量滿足程度指標(biāo)(權(quán)重值為0.070)，因此蘇北灌渠在生態(tài)流量滿足程度指標(biāo)方面的權(quán)重化指標(biāo)僅為0.047，低于其在水質(zhì)綜合指標(biāo)方面的權(quán)重化指標(biāo)值0.083?；窗彩懈髦饕恿髟诓煌u(píng)價(jià)指標(biāo)方面的權(quán)重化指標(biāo)值計(jì)算結(jié)果見表2。

3.3 淮安市河流健康狀況綜合指數(shù)

根據(jù)圖1與表2數(shù)據(jù)，結(jié)合公式(1)計(jì)算淮安市河流健康狀況的綜合指數(shù)，結(jié)果見表3。

根據(jù)表3結(jié)果可知，淮安市各河流中綜合健康狀況最高的為大運(yùn)河，綜合指數(shù)為0.724，該河流為淮安地區(qū)重要飲用水源地與航道，歷代水利工作者均很重視對(duì)它的保護(hù)與利用，因此其河流健康狀況整體良好；相對(duì)最低的為里運(yùn)河，綜合指數(shù)為0.64，在之前的許多年里，淮安市城區(qū)部分企業(yè)工業(yè)廢水與居民生活污水直接或間接排入里運(yùn)河，嚴(yán)重影響了該河流的健康狀況，近年來相關(guān)部門已經(jīng)加大了對(duì)里運(yùn)河的治理力度且取得

表2 淮安市主要河流健康狀況綜合評(píng)價(jià)權(quán)重化指標(biāo)值

表3 淮安市河流健康狀況綜合指數(shù)

明顯效果，但多年平均的健康狀態(tài)還處于較低水平。根據(jù)表3可知，各條河流的平均健康狀況綜合指數(shù)為0.683、即中等健康水平；淮安市境內(nèi)各河流的綜合健康狀況均處于中或者良的狀態(tài)，其健康水平由低到高排序?yàn)椋豪镞\(yùn)河、鹽河、淮河入海水道、廢黃河、蘇北灌溉總渠、大運(yùn)河。

以上研究成果可為淮安市的河道管理與整治提供參考。例如，里運(yùn)河的綜合健康狀況相對(duì)其它河流較差，因此相關(guān)部門應(yīng)繼續(xù)重點(diǎn)加強(qiáng)該河流的治理；大運(yùn)河的綜合健康狀況較好，因此應(yīng)積極總結(jié)并借鑒對(duì)該河流的利用與保護(hù)經(jīng)驗(yàn)。明確的河流治理目標(biāo)與效果考核是提升水生態(tài)文明建設(shè)水平的關(guān)鍵，而本文所得出的健康狀況綜合指數(shù)可為此提供科學(xué)基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

淮安市6條主要河流的平均健康狀況綜合指數(shù)為0.683；淮安市境內(nèi)各主要河流的綜合健康狀況均處于“中”或“良”的狀態(tài)，其健康水平由低到高排序?yàn)椋豪镞\(yùn)河、鹽河、淮河入海水道、廢黃河、蘇北灌溉總渠、大運(yùn)河。本文研究成果可為淮安市的河道管理與整治提供參考，也可為河流健康狀況的定量式綜合評(píng)價(jià)提供經(jīng)驗(yàn)，但評(píng)價(jià)指標(biāo)值與等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的確定還存在一定的主觀性，因此在以后的研究中還應(yīng)該進(jìn)一步對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)值與等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的客觀化確定方法進(jìn)行探索。

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