趙艷紅，徐小松，羅煜寧，于百奎

(1.沂沭泗水利管理局，江蘇 徐州 221018;2.河海大學，江蘇 南京 210098)

河湖健康應該是河湖自然結構狀況、生態(tài)環(huán)境功能和社會服務功能的均衡健康[1]。開展河湖健康評估工作，可為建設河湖健康保障體系提供有力支持。隨著工業(yè)文明的興起，人類對河湖開發(fā)利用及干擾程度顯著增加，河流生態(tài)系統(tǒng)逐步退化，河湖健康問題迫在眉睫。

2006年，耿雷華[2]等探索性的提出了健康河流的評價標準；2007年，吳阿娜[3]等對上海地區(qū)河流健康評價方法進行了探討；2010年水利部建立了統(tǒng)一、全面的河流、湖泊健康評價體系[4- 5]，在全國開展重要河湖健康評估試點工作。近年來，我國學者對不同水體開展了河湖健康評價研究，張浩[6]等對海河流域河湖健康進行了評估，探索適宜海河流域的河湖健康評估技術體系；周婭[7]等以太湖為例從河湖健康評估實踐角度，分析了太湖流域水系治理現(xiàn)狀及問題；王賀[8]對水生態(tài)文明試點城市建設效果綜合評估指標確定及其量化方法進行了研究；何海吉[9]以四川省西充縣為例，基于模糊層次分析法對水生態(tài)文明進行了綜合評價；關艷慶[10]對太子河進行了健康評價，并提出了保護對策。

南四湖位于山東省，地處華北平原與黃淮平原交界區(qū)域。由南陽湖、獨山湖、昭陽湖和微山湖等4個串聯(lián)湖泊組成[11]，是我國北方東部平原地區(qū)最大淡水湖，不僅是山東省重要的水源地之一，也是集防洪、除澇、水產(chǎn)、航運、旅游等功能于一身的多功能湖泊。近年來，隨著地區(qū)經(jīng)濟不斷發(fā)展，南四湖出現(xiàn)了諸多問題：湖泊調(diào)蓄能力變差，水質(zhì)污染嚴重，湖泊多處嚴重淤積，水土流失等。這些問題容易誘發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題及生態(tài)問題，如不加以控制和改善，勢必會對地區(qū)的水資源利用和工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生制約作用，無法實現(xiàn)南四湖的可持續(xù)利用。從湖泊保護和水資源可持續(xù)利用角度出發(fā)，開展南四湖健康評價對促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)、保護南四湖流域水資源具有重要的現(xiàn)實意義。本文對南四湖入湖流量變異程度、湖岸帶調(diào)查、河湖連通狀況、水資源開發(fā)利用、防洪、公眾滿意度等指標進行了評估與討論。

1 評估方法及等級

1.1 評估方法

1.1.1南四湖入湖流量變異程度

入湖流量過程變異程度指環(huán)湖河流入湖實測月徑流量與天然月徑流過程的差異。收集南四湖主要入湖河流代表站2017年實測月均徑流量、代表站控制斷面以上的耗水量、蓄變量、引水量等資料，根據(jù)天然徑流還原的相應規(guī)范和技術要求，計算南四湖主要入湖河流代表站2017年的天然徑流量。在計算各代表站天然徑流量的基礎上，依據(jù)流量變異程度指標，計算南四湖入湖流量變異程度，并予以賦分和評價。

1.1.2湖濱帶調(diào)查

湖濱帶狀況評估包括：湖岸穩(wěn)定性、湖濱帶植被覆蓋率、湖濱帶人工干擾程度三個方面。

岸坡穩(wěn)定性根據(jù)湖岸侵蝕現(xiàn)狀評估。評估指標包括：岸坡傾角、湖岸高度、基質(zhì)特征、岸坡植被覆蓋度和坡腳沖刷強度； 湖濱帶植被覆蓋度重點評估湖濱帶陸向范圍喬木(6m以上)、灌木(6m以下)和草本植物的覆蓋狀況；湖濱帶人工干擾程度是對湖岸帶及其鄰近陸域典型人類活動進行調(diào)查評估，并根據(jù)其與湖岸帶的遠近關系區(qū)分其影響程度。

1.1.3河湖連通狀況

河湖連通狀況重點評價主要環(huán)湖河流與湖泊水域之間的水流暢通程度。調(diào)查收集南四湖主要出入湖河流閘壩建設及調(diào)控狀況、斷流情況；分析計算2017實測出入湖徑流量與多年平均實測年徑流量，以及主要入湖河流水質(zhì)達標情況。根據(jù)調(diào)查分析所得數(shù)據(jù)，對主要環(huán)湖河流逐條進行河流順暢狀況判定及賦分。

1.1.4水資源開發(fā)利用指標

收集南四湖流域現(xiàn)狀開發(fā)利用情況，根據(jù)水資源綜合規(guī)劃、水資源公報等相關資料，分析計算南四湖流域地表水資源量及近三年的地表水供水量。計算南四湖地表水資源開發(fā)利用率，并采用概念模型公式對水資源開發(fā)利用指標進行賦分。

1.1.5防洪指標

選擇湖泊防洪工程完好率作為湖泊防洪評價指標。收集南四湖堤防概況、環(huán)湖口門工程現(xiàn)狀及設計資料，防洪工程現(xiàn)狀及規(guī)劃防洪標準，分析堤防閘壩完好情況，堤防工程達標率和環(huán)湖口門工程達標率。

1.1.6公眾滿意度指標

公眾滿意度反映公眾對評估湖泊景觀、美學價值等滿意程度。該指標采用公眾參與調(diào)查統(tǒng)計的方法進行。對所在地區(qū)的公眾，當?shù)卣?、水利、環(huán)保等相關部門發(fā)放公眾參與調(diào)查表，通過對調(diào)查結果統(tǒng)計分析，確定評估公眾對水庫的綜合滿意度。

1.2 評估等級

健康狀況評估中，100～80分為理想狀態(tài)(優(yōu))，80～60分為健康(良)，60～40分為亞健康(中)，40～20分為不健康(差)，20～0分為病變狀態(tài)(劣)。

2 指標計算與評估

2.1 南四湖入湖流量變異程度指標計算與評估

根據(jù)南四湖18條主要入湖河流2017年逐月天然徑流量還原計算成果及實測徑流量資料，依據(jù)以下入湖流量變異程度計算公式：

(1)

(2)

(3)

(4)

經(jīng)計算，南四湖入湖流量變異程度指標計算值為3.84，見表1。根據(jù)南四湖入湖流量過程變異程度指標賦分標準，見表2，進行賦分，南四湖入湖流量過程變異程度指標賦分為7.7分。

2.2 南四湖湖濱帶調(diào)查指標計算與評估

圖1 南四湖湖濱帶調(diào)查斷面示意圖

確定本次湖岸帶調(diào)查監(jiān)測10個監(jiān)測點位，如圖1所示。湖岸帶狀況現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測分別于2018年汛前、汛期各進行一次。將汛前、汛期湖岸帶狀況賦分平均后得出南四湖湖岸帶狀況2018年整體賦分。南四湖湖岸帶狀況賦分為39.0，其中岸坡穩(wěn)定性、湖岸植被覆蓋度、湖岸帶人工干擾程度三項分指標賦分別為52.1、20.1、59.0，見表3。

表1 南四湖入湖流量變異程度指標計算表

表2 南四湖入湖流量過程變異程度指標賦分表

表3 南四湖湖岸帶狀況賦分計算表

2.3 南四湖河湖連通狀況指標計算與評估

在17條有實測資料的環(huán)湖河流基礎上增加界河、洙水河、鄭集河、大沙河、鹿口河等5條較大入湖河流作為賦分的主要環(huán)湖河流，其中鄭集河、大沙河入湖口附近設有水閘控制。對于無實測資料的環(huán)湖河流，入湖口附近未設置水閘控制的視為全年順暢；入湖口附近設有水閘控制的河流則根據(jù)2017年斷流阻隔時間對河流順暢狀況賦分。采用水文比擬法得到無實測資料河流各月徑流量和年徑流量數(shù)據(jù)。環(huán)湖河流連通狀況賦分按式(5)計算。

(5)

式中，NS—主要環(huán)湖河流數(shù)量；Rn—2017年環(huán)湖河流地表徑流量；Wn—各主要環(huán)湖河流河流順暢狀況賦分；RFC—河湖連通性賦分。

經(jīng)計算，2017年南四湖河湖連通狀況賦分為13.2分，見表4。

表4 南四湖河湖連通狀況賦分計算表

2.4 南四湖水資源開發(fā)利用指標計算與評估

根據(jù)南四湖1956—2010年系列多年平均水資源量及近3年供水量的平均值來計算南四湖水資源開發(fā)利用指標，經(jīng)計算，南四湖地區(qū)地表水資源開發(fā)利用率為76.8%，見表5。按照概念模型公式計算水資源開發(fā)利用指標賦分，水資源開發(fā)利用率超過60%得0分，因此南四湖水資源開發(fā)利用指標賦分為0分。

表5 南四湖流域地表水資源開發(fā)利用率

2.5 南四湖防洪指標計算與評估

選擇湖泊防洪工程完好率和湖泊蓄泄能力作為湖泊防洪評價指標。其中，南四湖防洪工程完好率為91.5%，賦分82.5分；南四湖蓄泄能力為100%，賦分100分。根據(jù)湖泊防洪指標變量表，見表6，按指標式(6)

FLDr=FLDEr×FLDEw+FLDVr×FLDVw

(6)

式中，F(xiàn)LDr—湖泊防洪評價指標賦分；FLDEr—湖泊防洪工程完好率指標賦分；FLDEw—湖泊防洪工程完好率指標所占權重；FLDVr—洪水調(diào)蓄能力指標賦分；FLDVw—洪水調(diào)蓄能力指標所占權重。經(jīng)計算，南四湖防洪指標賦分為94.8分。

表6 湖泊防洪指標變量表

2.6 南四湖公眾滿意度指標計算與評估

采用公眾參與調(diào)查統(tǒng)計的方法進行。對評估南四湖所在地區(qū)的公眾，當?shù)卣?、水利、環(huán)保等相關部門發(fā)放公眾參與調(diào)查表，通過對調(diào)查結果的統(tǒng)計分析，公眾對南四湖的評估在基本滿意到滿意之間，綜合確定公眾對南四湖的評估賦分為：78分。

3 結論

本文根據(jù)《湖泊健康評估指標、標準與方法(試點工作用)》，對南四湖入湖流量變異程度等指標進行了評估，得出如下結論。

南四湖入湖河流入湖流量變異程度指標計算值為3.84，賦分為7.7分，健康狀況為病變狀態(tài)，表明南四湖水文情勢受人類活動影響的程度比較大；湖岸帶狀況賦分為39.0分，健康狀況為不健康；河湖連通狀況賦分為13.2分，屬于連通性比較差的狀況，健康狀況為病變狀態(tài)；地表水資源開發(fā)利用指標賦分為0分，健康狀況為病變狀態(tài)；防洪指標賦分為94.8分，健康狀況為理想狀態(tài)；公眾滿意度指標賦分為78分，健康狀況為健康。

4 存在問題及建議

(1)入湖河流月徑流量還原計算中，數(shù)據(jù)資料來源于水文年鑒水量調(diào)查成果，還原方法采用水文計算中計算天然徑流的傳統(tǒng)方法-分項還原法，計算成果符合計算規(guī)范，但是由于南四湖流域涉及引黃及南水北調(diào)等工程，例如梁濟運河后營站等，情況復雜，受人類活動影響較大，傳統(tǒng)的方法與南四湖入湖流量變異程度分析不協(xié)調(diào)，導致入湖流量變異程度賦分偏低。建議今后繼續(xù)探討更適合南四湖入湖流量變異程度分析的天然徑流還原方法。

(2)湖岸帶狀況現(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測手段較為傳統(tǒng)，獲取的數(shù)據(jù)類型較單一，數(shù)據(jù)量較少，直觀展示仍然以圖片或照片為主。建議探索無人機、衛(wèi)星遙感等先進監(jiān)測手段與大數(shù)據(jù)、GIS等信息處理技術相結合的方式，從全湖尺度及時獲取湖岸帶變化動態(tài)，提高數(shù)據(jù)的多樣性和連續(xù)性。

(3)南四湖沿湖眾多取水口門，大部分未建立取用水監(jiān)管設施和取水計量監(jiān)測設施，取用水資料收集難度大，取用水情況難以掌握。建議補充完善南四湖水資源監(jiān)控能力建設，建立完善的水文水資源監(jiān)測體系，提高水資源監(jiān)測、計量監(jiān)督和信息化管理水平，實現(xiàn)對取、用、耗、排水的動態(tài)監(jiān)測和全過程管理。