尚小平

(定西市水利科學(xué)研究所，甘肅 定西 743000)

隨著河流生態(tài)系統(tǒng)不斷受到人類活動的干擾和損害，科學(xué)有效地評價、恢復(fù)和維持一個健康的河流生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成為近年來河流管理的重要目標。在全面推行河長制工作的背景下，如何評價河流的健康狀況，并修復(fù)和保護已經(jīng)受損的河流生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮其服務(wù)功能，已成為促進區(qū)域經(jīng)濟、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展需要面對并解決的關(guān)鍵問題，是目前生態(tài)健康評價的一個主要方向，也是環(huán)境科學(xué)及景觀生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的新興研究課題之一。

1 流域概況

渭河是黃河最大一級支流，發(fā)源于定西市渭源縣海拔3495 m的壑壑山，干流由西向東流經(jīng)渭源、隴西兩縣后，于鴨兒峽出定西界注入天水市，繼而流經(jīng)陜西省，于陜西、山西、河南三省交界的潼關(guān)入黃河，流域面積13.5萬km2(含甘肅、寧夏、陜西3個省區(qū)、13個地市、86個縣區(qū)，流域面積中甘肅省境內(nèi)5.69萬km2，占42%，寧夏占6%，陜西占52%)，干流總長818km(甘肅段365km，占45%)，多年平均徑流量102.5億m3，輸沙量5.42億t。渭河定西市境內(nèi)含牛谷河、龍川河、榜沙河、渭河干流定西段等流域，總面積9909km2，占流域總面積的7.34%，年徑流量7.938億m3，年輸沙量5044萬t。渭河干流定西段長93km(渭源段47km，隴西段46km)，流域面積3612km2(隴西縣2364km2，渭源縣1198km2，安定區(qū)50km2)。

2 河流健康狀況調(diào)查評估

依據(jù)《流域生態(tài)健康評估技術(shù)指南(試行)》《甘肅省重要河流健康調(diào)查評估技術(shù)大綱》，渭河干流定西段健康狀況的調(diào)查主要從河流的水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、水生生物、社會服務(wù)功能5個方面進行分析和評價，在此基礎(chǔ)上，采用逐級加權(quán)、綜合評分的分級指標評分法，對渭河總體健康狀況進行賦分，見表1。

表1 河流健康評估分級

2.1 水文水資源

水文水資源狀況的調(diào)查主要包括河流的枯水期徑流變差傾向率、徑流年際變差傾向率兩個指標。

通過對流域內(nèi)降雨、徑流等方面的觀測資料和枯水期徑流變差傾向率(LRR)、徑流年際交差傾向率(AVR)兩個指標進行分析，得到枯水期徑流變差傾向率(LRR)為0.0036，賦分100；徑流年際變差傾向率(AVR)為-0.0032，賦分47.1。按照其在渭河水文水資源準則層中的權(quán)重計算，渭河定西段河流水文資源準則層賦分73.6，見表2，為健康狀態(tài)。

表2 渭河定西段水文水資源準則層賦分

2.2 物理形態(tài)

物理形態(tài)狀況的調(diào)查主要包括河流形態(tài)(RS)、河岸帶狀況(RSS)、河流連通阻隔狀況(RC)3個指標，每個指標包括若干個分指標。

利用GPS技術(shù)、GIS遙感影像和現(xiàn)場觀察、取土實驗等方法，分析渭河河流形態(tài)、河岸帶、河流連通阻隔等狀況，采用分級指標評分法，通過定性描述及定量賦分，得出渭河定西段河流物理結(jié)構(gòu)狀況賦分39.2，見表3，為不健康狀態(tài)。

表3 渭河定西段河流物理結(jié)構(gòu)賦分

2.3 水質(zhì)

水質(zhì)狀況的調(diào)查主要包括溶解氧狀況(DO)和耗氧有機污染狀況(OCP)兩個指標。

通過分析2013—2017年渭河渭源段入境斷面(峽口水庫)、出境斷面(三河口)和隴西段上游斷面(西二十鋪)、下游斷面(土店子)4個斷面，根據(jù)豐、枯水期河流溶解氧、高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮5項水質(zhì)指標的季節(jié)變化特征和空間差異，并采用單因子水質(zhì)標識指數(shù)法、單因子評價法對渭河水質(zhì)進行分析。渭河隴西段水質(zhì)準則層賦分61.2，渭河渭源段水質(zhì)準則層賦分84.5，渭河定西段河流水質(zhì)準則層賦分為72.9，見表4，為健康狀態(tài)。

表4 渭河定西段水質(zhì)準則層賦分

2.4 水生生物

水生生物狀況的調(diào)查主要包括底棲動物完整性指數(shù)(BIBI)和魚類生物損失指數(shù)(FOE)兩個指標。

由于本次調(diào)查評估中難以建立河流所在水生態(tài)分區(qū)的底棲生物健康評價體系，故底棲生物評估采用了其他方法，無法按大綱要求賦分。又因魚類位居水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的最高層，在長期禁魚的水體中，魚類組成變化更能直觀、完整地反應(yīng)河流的健康狀況，因此，本次對河流水生生物健康評價采用魚類生物損失指數(shù)。經(jīng)計算，渭河定西市段魚類生物損失指數(shù)賦分為36.0。得出渭河定西段河流生物準則層賦分36.0，見表5，為不健康狀態(tài)。

表5 渭河定西段河流生物準則層賦分

2.5 社會服務(wù)功能

社會服務(wù)功能狀況的調(diào)查主要包括水功能區(qū)達標(WFZ)、水資源開發(fā)利用(WRU)和防洪能力(FLD)3個指標。

通過對渭河干流定西市段干流水功能區(qū)進行達標評價，渭河干流定西市段水功能區(qū)達標比例、水功能一級區(qū)(不包括開發(fā)利用區(qū))達標比例、水功能二級區(qū)達標比例、各分類水功能區(qū)達標比例全部為0。根據(jù)各單項水質(zhì)項目水功能區(qū)超標頻率的高低排序，排序前3位的總氮、五日生化需氧量、氨氮為渭河定西市段水功能區(qū)的主要超標項目。渭河水功能區(qū)達標指標賦分為0；渭河干流定西段水資源利用率19.9%，其中隴西流域內(nèi)水資源利用率6.7%，渭源流域內(nèi)水資源利用率24.6%。渭河河流水資源開發(fā)利用率狀況賦分74.8；渭河現(xiàn)狀防洪堤防工程治理率為90.7%，治理水平較高，渭河防洪指標賦分為86。通過計算得出渭河定西段社會功能準則層賦分56.8，見表6，為亞健康狀態(tài)。

表6 渭河定西段社會功能準則層賦分

綜上所述，渭河定西段河流健康狀況綜合賦分57.5，見表7，為亞健康狀態(tài)。

表7 渭河定西段健康綜合狀況評估賦分

3 河流健康狀況分析

3.1 水文水資源狀況

渭河定西段河流水文水資源狀況為健康狀態(tài)，但與參考狀況或預(yù)期目標有較小差異，分析原因主要為：

a.徑流年內(nèi)分配極不均衡。渭河為季節(jié)性河流，年徑流主要由降雨補給，徑流年內(nèi)變化與降雨相應(yīng)，分配極不均勻。據(jù)典型年徑流量變化趨勢和豐枯水期平均徑流量變化分析，豐水期流量占全年流量的80%，枯水期水量較小。

b.徑流量呈減少趨勢。根據(jù)渭源水文站1980—2017年資料統(tǒng)計，渭河流域多年平均徑流量2016萬m3，年均流量0.635m3/s。年平均流量上下波動，總體呈逐年降低趨勢，表明在退耕還林還草等水土治理項目實施后，渭河的徑流量明顯減少。

3.2 物理形態(tài)狀況

渭河定西段河流物理結(jié)構(gòu)狀況為不健康狀態(tài)，與參考狀況或預(yù)期目標有較大差異，分析原因主要為：

a.河道形態(tài)的改變。近二十年來渭河(監(jiān)測段)河流形態(tài)特征整體未發(fā)生明顯改變，但在人類活動頻繁區(qū)域的多處河段發(fā)生了河道改變、河道渠系化現(xiàn)象。

b.農(nóng)田侵占河道問題比較突出。由于河道確權(quán)劃界工作沒有完成，河道管理界限不清，部分河岸帶被道路侵占。近年來，渭河干流定西段流量減小，河道內(nèi)河灘地裸露，居民在灘地上違章搭建、圍墾種植的現(xiàn)象比較突出，并造成水體化肥、農(nóng)藥污染。

c.河道河流連通阻隔嚴重。渭河干流定西市境內(nèi)共有阻水建筑物18座，全部無魚道，對部分魚類遷移有阻隔。同時漫水橋及涵管過水路面占用行洪斷面較大，不同程度存在攔洪、阻洪問題。

3.3 水質(zhì)狀況

渭河定西段河流水質(zhì)狀況為健康狀態(tài)，但與參考狀況或預(yù)期目標有較小差異，分析原因主要為：

a.河流整體水質(zhì)較差。渭河干流定西段水質(zhì)斷面共4個，根據(jù)斷面水質(zhì)分析，除峽口水庫斷面在汛期為Ⅳ類水質(zhì)，非汛期、全年為Ⅴ類水質(zhì)外，其他3個斷面在非汛期、汛期全部為劣Ⅴ類水質(zhì)。目前總氮為渭河干流定西段主要超標水質(zhì)項目，超標頻率100%，主要由上游灌區(qū)農(nóng)藥化肥隨地表徑流匯入河道和中下游工業(yè)、城鎮(zhèn)居民污水直排所致，需加強上游農(nóng)業(yè)面污染源和城區(qū)河段的截污治污力度。

b.水污染防治滯后。流域內(nèi)存在化肥、農(nóng)藥、尾菜、農(nóng)膜、禽畜排泄物等農(nóng)業(yè)面源污染；存在部分村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活污水未全部集中收集處理，未開展入河排污量監(jiān)測等問題；局部河段存在垃圾入河等影響河道水環(huán)境現(xiàn)象。

c.水源地保護難度大。渭河干流定西段流域內(nèi)有峽口、石門兩個集中飲用水水源地保護區(qū)，保護區(qū)內(nèi)有村社和居民居住，水庫周邊農(nóng)田較多，存在一定的農(nóng)村生活污染源和農(nóng)業(yè)面源污染源。雖然在供水設(shè)施建設(shè)的同時建設(shè)了水源保護工程，但仍存在水源地分散、面廣，保護措施跟進慢、難度大等問題。

3.4 水生生物狀況

渭河定西段河流生物狀況為不健康狀態(tài)，與參考狀況或預(yù)期目標有較大差異，分析原因主要為：

a.底棲類動物完整性明顯降低。渭河干流底棲動物的種類、生物量和密度均少于歷史資料記載的結(jié)果，峽口水庫底棲動物種類最少，未監(jiān)測到渭河干流分布的大型底棲動物鉤蝦和椎實螺，自然河段監(jiān)測到底棲動物的種類由上而下呈遞減趨勢，生物量和個體數(shù)量呈遞增趨勢。由此可見，峽口水庫的建成運行時間較長，隨著泥沙的大量沉降，形成很厚的淤泥層，破壞了底棲動物的生存環(huán)境，對底棲動物的生長繁殖產(chǎn)生了不利影響。底棲動物不符合河流水生生物變動規(guī)律。

b.魚類生物資源衰退加劇。渭河干流魚類種類減少，峽口水庫指示性魚類渭河裸重唇魚已無捕撈記錄，自然河段己無指示性魚類分布。魚類的種群數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種群、優(yōu)勢度已發(fā)生了一定的變化。由此可見，峽口水庫水文情勢較好，尚具備指示性魚類生存的水生生態(tài)環(huán)境，魚類的種群數(shù)量和種群組成相對較為穩(wěn)定，水庫區(qū)生活的魚類為優(yōu)勢種群，優(yōu)勢度明顯，但一些喜流水生活的魚類和部分土著魚類在庫區(qū)已很難捕到標本；自然河段魚類的生長和繁殖規(guī)律發(fā)生了一定的變化，無指示性魚類分布，小型魚類為優(yōu)勢種群，魚類的種群數(shù)量和種群組成極不穩(wěn)定。

3.5 社會服務(wù)功能狀況

渭河定西段社會功能狀況為亞健康狀態(tài)，與參考狀況或預(yù)期目標有中度差異，分析原因主要為：

a.水功能區(qū)水質(zhì)不達標。渭河干流定西段水功能區(qū)兩個，總河長93km。其中渭河渭源至峽口水庫段為保護區(qū)，河長6km，水質(zhì)目標為Ⅱ類。峽口水庫至出境段為農(nóng)業(yè)用水區(qū)，河長87km，水質(zhì)目標為Ⅲ類。目前總氮為渭河定西段主要超標水質(zhì)項目，主要為上游灌區(qū)農(nóng)藥化肥隨地表徑流匯入河道和中下游工業(yè)、城鎮(zhèn)居民污水直接排放所致，需加強上游農(nóng)業(yè)面污染源和城區(qū)河段的截污治污力度。

b.水資源利用不均衡。非汛期徑流很小，可利用量少，洪水期徑流量大，卻無法利用，是渭河干流定西段徑流的顯著特點。渭河干流定西段隴西流域內(nèi)水資源利用率6.7%，渭源流域內(nèi)水資源利用率24.63%，存在上、下游水資源利用不均衡問題。

c.防洪工程影響河道生態(tài)。通過防洪工程的實施，渭河已治理段行洪能力明顯增強，設(shè)防標準顯著提高。但已建堤防工程全部為混凝土堤防，導(dǎo)致了護岸的人工化和均一化，對生態(tài)平衡環(huán)境的調(diào)節(jié)功效較差。堤防將河岸表面封閉起來，阻隔了水土的連接通道，破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的整體平衡，使河道的自凈能力遭到破壞，在一定程度上影響了河流的健康狀況。

4 結(jié) 語

對渭河生態(tài)系統(tǒng)健康評價的結(jié)果可以直觀地反映河流所處的狀態(tài)，了解流域存在的主要問題，并為今后河流可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境綜合保護開發(fā)提供重要的理論基礎(chǔ)和實踐指導(dǎo)。同時，也為河流管理提供科學(xué)的參考依據(jù)，是實施“一河一策”實施方案的最基礎(chǔ)工作。