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(xué)，江蘇 南京 210098)

河湖健康應(yīng)該是河湖自然結(jié)構(gòu)狀況、生態(tài)環(huán)境功能和社會(huì)服務(wù)功能的均衡健康[1]。開展河湖健康評(píng)估工作，可為建設(shè)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(duì)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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；2007年，吳阿娜[3]等對(duì)上海地區(qū)河流健康評(píng)價(jià)方法進(jìn)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(píng)價(jià)體系[4- 5]，在全國(guó)開展重要河湖健康評(píng)估試點(diǎn)工作。近年來，我國(guó)學(xué)者對(duì)不同水體開展了河湖健康評(píng)價(jià)研究，張浩[6]等對(duì)海河流域河湖健康進(jìn)行了評(píng)估，探索適宜海河流域的河湖健康評(píng)估技術(shù)體系；周婭[7]等以太湖為例從河湖健康評(píng)估實(shí)踐角度，分析了太湖流域水系治理現(xiàn)狀及問題；王賀[8]對(duì)水生態(tài)文明試點(diǎn)城市建設(shè)效果綜合評(píng)估指標(biāo)確定及其量化方法進(jìn)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(duì)水生態(tài)文明進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)；關(guān)艷慶[10]對(duì)太子河進(jìn)行了健康評(píng)價(jià)，并提出了保護(hù)對(duì)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(dú)山湖、昭陽湖和微山湖等4個(gè)串聯(lián)湖泊組成[11]，是我國(guó)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(yùn)、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(jì)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(yán)重，湖泊多處嚴(yán)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(shì)必會(huì)對(duì)地區(qū)的水資源利用和工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生制約作用，無法實(shí)現(xiàn)南四湖的可持續(xù)利用。從湖泊保護(hù)和水資源可持續(xù)利用角度出發(fā)，開展南四湖健康評(píng)價(jià)對(duì)促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)、保護(hù)南四湖流域水資源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)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(biāo)進(jìn)行了評(píng)估與討論。

1 評(píng)估方法及等級(jí)

1.1 評(píng)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(shí)測(cè)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(shí)測(cè)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(yīng)規(guī)范和技術(shù)要求，計(jì)算南四湖主要入湖河流代表站2017年的天然徑流量。在計(jì)算各代表站天然徑流量的基礎(chǔ)上，依據(jù)流量變異程度指標(biāo)，計(jì)算南四湖入湖流量變異程度，并予以賦分和評(píng)價(jià)。

1.1.2湖濱帶調(diào)查

湖濱帶狀況評(píng)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(gè)方面。

岸坡穩(wěn)定性根據(jù)湖岸侵蝕現(xiàn)狀評(píng)估。評(píng)估指標(biāo)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(qiáng)度； 湖濱帶植被覆蓋度重點(diǎn)評(píng)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(duì)湖岸帶及其鄰近陸域典型人類活動(dòng)進(jìn)行調(diào)查評(píng)估，并根據(jù)其與湖岸帶的遠(yuǎn)近關(guān)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(diǎn)評(píng)價(jià)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(shè)及調(diào)控狀況、斷流情況；分析計(jì)算2017實(shí)測(cè)出入湖徑流量與多年平均實(shí)測(cè)年徑流量，以及主要入湖河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況。根據(jù)調(diào)查分析所得數(shù)據(jù)，對(duì)主要環(huán)湖河流逐條進(jìn)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(biāo)

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(bào)等相關(guān)資料，分析計(jì)算南四湖流域地表水資源量及近三年的地表水供水量。計(jì)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(duì)水資源開發(fā)利用指標(biāo)進(jìn)行賦分。

1.1.5防洪指標(biāo)

選擇湖泊防洪工程完好率作為湖泊防洪評(píng)價(jià)指標(biāo)。收集南四湖堤防概況、環(huán)湖口門工程現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)資料，防洪工程現(xiàn)狀及規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)，分析堤防閘壩完好情況，堤防工程達(dá)標(biāo)率和環(huán)湖口門工程達(dá)標(biāo)率。

1.1.6公眾滿意度指標(biāo)

公眾滿意度反映公眾對(duì)評(píng)估湖泊景觀、美學(xué)價(jià)值等滿意程度。該指標(biāo)采用公眾參與調(diào)查統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行。對(duì)所在地區(qū)的公眾，當(dāng)?shù)卣?、水利、環(huán)保等相關(guān)部門發(fā)放公眾參與調(diào)查表，通過對(duì)調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，確定評(píng)估公眾對(duì)水庫(kù)的綜合滿意度。

1.2 評(píng)估等級(jí)

健康狀況評(píng)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(biāo)計(jì)算與評(píng)估

2.1 南四湖入湖流量變異程度指標(biāo)計(jì)算與評(píng)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(jì)算成果及實(shí)測(cè)徑流量資料，依據(jù)以下入湖流量變異程度計(jì)算公式：

(1)

(2)

(3)

(4)

經(jīng)計(jì)算，南四湖入湖流量變異程度指標(biāo)計(jì)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(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)，見表2，進(jìn)行賦分，南四湖入湖流量過程變異程度指標(biāo)賦分為7.7分。

2.2 南四湖湖濱帶調(diào)查指標(biāo)計(jì)算與評(píng)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(cè)10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，如圖1所示。湖岸帶狀況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、監(jiān)測(cè)分別于2018年汛前、汛期各進(jìn)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(xiàng)分指標(biāo)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(biāo)計(jì)算表

表2 南四湖入湖流量過程變異程度指標(biāo)賦分表

表3 南四湖湖岸帶狀況賦分計(jì)算表

2.3 南四湖河湖連通狀況指標(biāo)計(jì)算與評(píng)估

在17條有實(shí)測(cè)資料的環(huán)湖河流基礎(chǔ)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(shè)有水閘控制。對(duì)于無實(shí)測(cè)資料的環(huán)湖河流，入湖口附近未設(shè)置水閘控制的視為全年順暢；入湖口附近設(shè)有水閘控制的河流則根據(jù)2017年斷流阻隔時(shí)間對(duì)河流順暢狀況賦分。采用水文比擬法得到無實(shí)測(cè)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(jì)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(jì)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(jì)算表

2.4 南四湖水資源開發(fā)利用指標(biāo)計(jì)算與評(píng)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(jì)算南四湖水資源開發(fā)利用指標(biāo)，經(jīng)計(jì)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(jì)算水資源開發(fā)利用指標(biāo)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(biāo)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(biāo)計(jì)算與評(píng)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(píng)價(jià)指標(biāo)。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(biāo)變量表，見表6，按指標(biāo)式(6)

FLDr=FLDEr×FLDEw+FLDVr×FLDVw

(6)

式中，F(xiàn)LDr—湖泊防洪評(píng)價(jià)指標(biāo)賦分；FLDEr—湖泊防洪工程完好率指標(biāo)賦分；FLDEw—湖泊防洪工程完好率指標(biāo)所占權(quán)重；FLDVr—洪水調(diào)蓄能力指標(biāo)賦分；FLDVw—洪水調(diào)蓄能力指標(biāo)所占權(quán)重。經(jīng)計(jì)算，南四湖防洪指標(biāo)賦分為94.8分。

表6 湖泊防洪指標(biāo)變量表

2.6 南四湖公眾滿意度指標(biāo)計(jì)算與評(píng)估

采用公眾參與調(diào)查統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行。對(duì)評(píng)估南四湖所在地區(qū)的公眾，當(dāng)?shù)卣?、水利、環(huán)保等相關(guān)部門發(fā)放公眾參與調(diào)查表，通過對(duì)調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，公眾對(duì)南四湖的評(píng)估在基本滿意到滿意之間，綜合確定公眾對(duì)南四湖的評(píng)估賦分為：78分。

3 結(jié)論

本文根據(jù)《湖泊健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》，對(duì)南四湖入湖流量變異程度等指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)估，得出如下結(jié)論。

南四湖入湖河流入湖流量變異程度指標(biāo)計(jì)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(shì)受人類活動(dòng)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(biāo)賦分為0分，健康狀況為病變狀態(tài)；防洪指標(biāo)賦分為94.8分，健康狀況為理想狀態(tài)；公眾滿意度指標(biāo)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(jì)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(jì)算中計(jì)算天然徑流的傳統(tǒng)方法-分項(xiàng)還原法，計(jì)算成果符合計(jì)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(jì)運(yùn)河后營(yíng)站等，情況復(fù)雜，受人類活動(dòng)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(dǎo)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(chǎng)調(diào)查監(jiān)測(cè)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(jī)、衛(wèi)星遙感等先進(jìn)監(jiān)測(cè)手段與大數(shù)據(jù)、GIS等信息處理技術(shù)相結(jié)合的方式，從全湖尺度及時(shí)獲取湖岸帶變化動(dòng)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(shè)施和取水計(jì)量監(jiān)測(cè)設(shè)施，取用水資料收集難度大，取用水情況難以掌握。建議補(bǔ)充完善南四湖水資源監(jiān)控能力建設(shè)，建立完善的水文水資源監(jiān)測(cè)體系，提高水資源監(jiān)測(cè)、計(jì)量監(jiān)督和信息化管理水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)取、用、耗、排水的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和全過程管理。