孔慶宇

（撫順市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)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(shè)施，使原本分散的水域形成完整網(wǎng)絡(luò)，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(fù)河湖的自然溝通，重建生態(tài)廊道，促進(jìn)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(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)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(jìn)行規(guī)劃和評(píng)估，重建生態(tài)廊道與恢復(fù)自然溝通，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的雙重目標(biāo)[4]。

目前，定量評(píng)價(jià)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(shù)和模糊綜合法定量評(píng)價(jià)其生態(tài)效益；郭麗峰等基于整治河段特點(diǎn)，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(yīng)關(guān)系；呂學(xué)研等從水動(dòng)力和營養(yǎng)鹽的角度上探究了水系連通的生態(tài)效應(yīng)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(yīng)，未反映調(diào)水引流作用及對(duì)整個(gè)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(diǎn)定量評(píng)價(jià)水系連通工程對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、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(xué)建設(shè)及其效果定量評(píng)價(jià)提供參考。

1 評(píng)價(jià)方法

1.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)體系

依據(jù)河流實(shí)際情況，全面考慮生態(tài)保護(hù)、水環(huán)境整治及水災(zāi)害防治等目標(biāo)，遵循以下原則合理選擇水系連通評(píng)價(jià)指標(biāo)：①定量與定性相結(jié)合，不僅要選用定量參數(shù)保證評(píng)定結(jié)果的客觀性，還要通過定性分析評(píng)定難以量化的因子[11]。②層次性，評(píng)價(jià)體系應(yīng)該按照主次關(guān)系進(jìn)行分類和排序，從整體到細(xì)節(jié)逐層展示。③關(guān)鍵性，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)能夠量化反映水系連通對(duì)水資源短缺緩解、生態(tài)恢復(fù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的影響。④適用性，評(píng)價(jià)體系應(yīng)能夠適用于各個(gè)階段的水系連通工程，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營階段，同時(shí)要能夠評(píng)估對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和改善效果以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)、效益。

1.2 指標(biāo)計(jì)算方法

綜合考慮現(xiàn)有研究中常用的指標(biāo)，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(huì)經(jīng)濟(jì)等方面選擇6個(gè)指標(biāo)見表1。然后依據(jù)水系連通工程實(shí)施目標(biāo)與要素層、指標(biāo)層各參數(shù)之間的相關(guān)性及 其重要程度，合理確定相應(yīng)的權(quán)重見表1。

表1 大蘇河水系連通工程評(píng)價(jià)指標(biāo)

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(guān)系，其表達(dá)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(biāo)反映了河湖的實(shí)際成環(huán)狀況，主要體現(xiàn)河流已有節(jié)點(diǎn)能夠構(gòu)成環(huán)路的情況，其表達(dá)式為：

式中：L、N表示連接線數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)；P2取0、1時(shí)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(dá)標(biāo)率Q1。該指標(biāo)質(zhì)等于總考核斷面中水質(zhì)達(dá)標(biāo)斷面所占的百分比。

1.3 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)清原縣大蘇河水系連通整治工程特點(diǎn)和相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)定量指標(biāo)參照已有標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算成果確定，對(duì)于定性指標(biāo)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 總分評(píng)價(jià)

采用相關(guān)計(jì)算公式和水系連通項(xiàng)目實(shí)施方案中的有關(guān)數(shù)據(jù)確定指標(biāo)值，并針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)參照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)賦予相應(yīng)的分支，最后利用加權(quán)平均法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)及要素的綜合評(píng)分Z，其表達(dá)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益要素的權(quán)重及其評(píng)分；βP1、βP2和P1、P2分別表示河網(wǎng)密度、水系環(huán)度指標(biāo)的權(quán)重及其評(píng)分；βQ1、βQ2和Q1、Q2分別表示河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、生物多樣性指標(biāo)的權(quán)重及其評(píng)分；βR1、βR2和R1、R2分別表示產(chǎn)業(yè)提升、文化旅游效益指標(biāo)的權(quán)重及其評(píng)分[12]。

通過以上計(jì)算，如果Z＜6則評(píng)定水系連通綜合整治工程較差，若6≤Z＜8則評(píng)定水系連通綜合整治工程良好，若Z≥8則評(píng)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(diǎn)可以對(duì)個(gè)別指標(biāo)、要素及其權(quán)重進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，若難以獲取個(gè)別指標(biāo)的計(jì)算數(shù)據(jù)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選用相近指標(biāo)替代。隨著河網(wǎng)水系的逐漸完善，未來還要依據(jù)工程實(shí)踐進(jìn)一步完善水系連通工程評(píng)價(jià)體系。

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 河流概況

清原縣大蘇河水系連通項(xiàng)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(hù)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(yán)重，對(duì)沿岸耕地及村莊構(gòu)成威脅；農(nóng)村河段險(xiǎn)工較多，一些河段險(xiǎn)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(xiàng)目區(qū)清淤疏浚總長9.5km，格賓石籠護(hù)岸總長8.305km，漿砌石擋墻護(hù)岸長2.0km，懸臂擋墻總長1.36km，生態(tài)護(hù)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(biāo)。清原縣境內(nèi)水系發(fā)達(dá)，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(diǎn)的大伙房、清河、柴河、吉林省的海隴四座水庫。經(jīng)計(jì)算，清原縣大蘇河水系連通綜合整治項(xiàng)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(biāo)。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(xiàng)目的實(shí)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(dǎo)致的水土流失，促使農(nóng)民對(duì)水資源更加珍惜和自愿保護(hù)生態(tài)環(huán)境，為涵養(yǎng)水源和促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)[15]。

3）社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)效益主要反應(yīng)在提高過流能力和新增改善灌溉面積等方面：首先，項(xiàng)目實(shí)施前的種植結(jié)構(gòu)以玉米為主，這是一種常見的經(jīng)濟(jì)作物，但其產(chǎn)值相對(duì)較低，每6.67hm2地每年產(chǎn)值為10萬元。而在項(xiàng)目實(shí)施后，改種苗木3.33hm2、藥材3.33hm2，相比之下具有更高的價(jià)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(shí)施后每6.67hm2地收入為17.5萬元，比實(shí)施前增加7.5萬元，整個(gè)項(xiàng)目區(qū)的增收達(dá)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(dòng)成本，同時(shí)也減少了勞動(dòng)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(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)力水平，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

針對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)賦予相應(yīng)的分支，采用加權(quán)平均法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)及要素的綜合評(píng)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(píng)分為8.96，參照Z≥8評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，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(píng)分

3 結(jié) 論

文章綜合考慮已有研究中常用的指標(biāo)，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(huì)經(jīng)濟(jì)等方面構(gòu)建評(píng)價(jià)體系。對(duì)于定量因子參照已有標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算成果確定評(píng)分，對(duì)于定性指標(biāo)考慮應(yīng)其作用效果的顯著程度確定評(píng)分，采用加權(quán)平均法定量評(píng)價(jià)了水系連通工程的科學(xué)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(píng)分為8.96，參照評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)該水系連通工程的合理性優(yōu)秀。