王瑞琪,宋浩田

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院,哈爾濱 150030;2.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院,哈爾濱 150080)

0 引 言

河湖健康評(píng)價(jià)對(duì)于河湖管理工作至關(guān)重要,不僅為組織河湖管理及保護(hù)工作指明方向,同時(shí)也是檢驗(yàn)河湖長(zhǎng)制工作及河湖管理成效的重要參考[1]。本文選取流經(jīng)寶清縣的寶石河為例,通過(guò)利用層次分析法對(duì)寶石河進(jìn)行健康分析,根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,建立能夠?yàn)楹娱L(zhǎng)制工作服務(wù)的河湖健康評(píng)價(jià)模型。

1 研究區(qū)自然概況

寶石河為撓力河左岸的一級(jí)支流,位于寶清縣西部。寶石河上游稱為千溝河里,發(fā)源于寶石山,千溝河里與大百石河交匯后稱為寶石河,自西向東南折向東北,從上游到下游依次流經(jīng)寶石村、青龍山、小城子鎮(zhèn)、東泉村、四新村、夾信子鎮(zhèn),于寶清縣夾信子鎮(zhèn)合作村東1.65km處匯入撓力河。流域面積908km2,干流長(zhǎng)約41.5km,彎曲系數(shù)1.27,平均河道比降2.54%。寶石河流域總地勢(shì)西南高東北低,小城子鎮(zhèn)太平橋以上為山區(qū)河流段,往東流入平原區(qū)至夾信子鎮(zhèn)合作村東側(cè),從左岸進(jìn)入撓力河。寶石河入撓力河口處距離寶清縣城直線距離2.3km。寶石河左岸有大百石河、小百石河和大梨樹(shù)溝河匯入,右岸無(wú)流域面積50km2以上支流匯入。

2 研究方法

本文基于河長(zhǎng)制建立寶石河健康評(píng)價(jià)模型,旨在識(shí)別人類活動(dòng)對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的影響范圍和影響程度?？紤]到層次分析法具有簡(jiǎn)單、靈活和實(shí)用的特點(diǎn),且容易被基層技術(shù)人員掌握,特別是對(duì)多準(zhǔn)則評(píng)價(jià)決策和難以完全定量分析的問(wèn)題具有較強(qiáng)的適用性,因此本文采用AHP層次分析法建立寶石河健康評(píng)價(jià)。

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇

本文指標(biāo)的選取參考2022年省河湖長(zhǎng)制辦公室印發(fā)的《黑龍江省河湖健康評(píng)價(jià)技術(shù)指南》(以下簡(jiǎn)稱《指南》),包括水文水資源、水環(huán)境、物理結(jié)構(gòu)、水生生物、社會(huì)服務(wù)功能5個(gè)方面,共19項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)寶石河進(jìn)行健康評(píng)估[2]。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣是針對(duì)上一層中的某一個(gè)因素來(lái)判斷,本層次與上一個(gè)層次相關(guān)的每個(gè)因素之間的相對(duì)重要性,對(duì)應(yīng)的數(shù)值代表其重要程度。通常情況下,采用1-9及其倒數(shù)的標(biāo)度方法。判斷矩陣必須滿足以下條件:

rij>0

rii=1

式中:rij為i指標(biāo)與j指標(biāo)的比例標(biāo)度值[3]。

本文采用的比例標(biāo)度含義見(jiàn)表1。

表1 判斷矩陣元素標(biāo)值依據(jù)

2.3 一致性判斷

本文所選用的指標(biāo)較多,數(shù)據(jù)較為復(fù)雜,且對(duì)相同的事物認(rèn)識(shí)都有一定的客觀性和模糊性,因此需要計(jì)算矩陣的一致性,來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)判斷。一致性指標(biāo)CI的計(jì)算公式如下:

(1)

式中:n為判斷矩陣的階數(shù);λmax為最大特征值;當(dāng)判斷矩陣具有完全一致性時(shí),CI=0。

需要引入平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI來(lái)衡量和計(jì)算是否有偏差,公式如下:

(2)

通過(guò)式(2),計(jì)算CR是否小于0.1。若小于0.1,則認(rèn)為判斷矩陣的一致性通過(guò)檢驗(yàn)。見(jiàn)表2。

表2 RI 取值

3 層次分析法在示范河湖評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)

根據(jù)層次模型與河湖健康評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建河湖健康評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu),分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層,見(jiàn)圖1。

圖1 河湖健康評(píng)價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)

3.2 計(jì)算因素的相對(duì)權(quán)重

利用SPSSAU平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算,準(zhǔn)則層各因素權(quán)重見(jiàn)表3;一致性檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4;指標(biāo)層各因素權(quán)重見(jiàn)表5。

表4 一致性檢驗(yàn)

表5 河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)權(quán)重

河流健康評(píng)價(jià)采用百分制5級(jí)分值賦分評(píng)價(jià),對(duì)應(yīng)設(shè)定5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)和健康類型,健康水平集合可設(shè)為{非常健康,健康,亞健康,不健康,劣態(tài)},根據(jù)河流健康評(píng)價(jià)結(jié)果,識(shí)別人類活動(dòng)對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的影響范圍和影響程度,揭示河流受損成因,并采取相應(yīng)的治理措施。本文采用的河流健康評(píng)價(jià)等級(jí)、健康類型、預(yù)警顏色、賦分范圍見(jiàn)表6。

表6 河流健康評(píng)估分級(jí)表

3.3 寶石河健康評(píng)價(jià)結(jié)果

本文從水文水資源、水環(huán)境、物理結(jié)構(gòu)、水生生物、社會(huì)服務(wù)功能5個(gè)方面,分析了寶石河健康情況,并運(yùn)用層次分析法,建立了適合寶石河健康評(píng)價(jià)的3層指標(biāo)模型[4]。綜合計(jì)算該評(píng)價(jià),并根據(jù)《指南》中河湖健康評(píng)估分級(jí)表,寶石河健康賦分為57.3分,評(píng)估等級(jí)為亞健康。見(jiàn)表7和圖2。

圖2 河湖健康評(píng)價(jià)指標(biāo)賦分

表7 寶石河健康得分表

4 問(wèn)題與對(duì)策分析

4.1 主要問(wèn)題

從圖2中可見(jiàn),水環(huán)境指標(biāo)層的分?jǐn)?shù)屬于劣態(tài)范圍,社會(huì)服務(wù)功能指標(biāo)層的分?jǐn)?shù)接近于不健康的范圍,是影響寶石河健康的兩個(gè)重要因素。分析原因,由于近代的經(jīng)濟(jì)社會(huì)加速發(fā)展、環(huán)境資源開(kāi)發(fā)利用等,引起的生態(tài)破壞,間接導(dǎo)致了流域環(huán)境結(jié)構(gòu)和功能的退化,從而導(dǎo)致寶石河流域產(chǎn)生了水環(huán)境不穩(wěn)定、生物多樣性受損、濕地退化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題;個(gè)別堤防段防洪能力達(dá)不到國(guó)家現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn),而產(chǎn)生的水毀、洪澇災(zāi)害等防洪安全問(wèn)題;由于水資源開(kāi)發(fā)利用和水污染防治監(jiān)管不力,使得岸帶植被覆蓋率下降,對(duì)河湖健康造成不利影響[5],同時(shí)也導(dǎo)致了公眾對(duì)流域滿意程度較低。

4.2 對(duì)策建議

為加強(qiáng)寶石河流域的高質(zhì)量發(fā)展,加快幸福河湖的建設(shè),在全面分析寶石河健康問(wèn)題基礎(chǔ)上,提出對(duì)策建議:

1)加強(qiáng)流域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù),以推動(dòng)森林、河湖、濕地生態(tài)系統(tǒng)的綜合整治和自然恢復(fù)為導(dǎo)向,進(jìn)一步突出對(duì)流域珍稀和特有魚(yú)類資源及其棲息地的保護(hù)和恢復(fù),增強(qiáng)流域生物多樣性維護(hù)等生態(tài)功能。結(jié)合流域現(xiàn)狀和水生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo),采取工程措施、林草措施與耕作措施等相結(jié)合,實(shí)施局部重點(diǎn)治理,按計(jì)劃綜合開(kāi)展河道整治、污染治理等。

2)強(qiáng)化流域水資源剛性約束,合理優(yōu)化配置流域水資源,提高用水效益和效率,強(qiáng)化生態(tài)流量管控,維護(hù)流域健康水生態(tài)[6]。嚴(yán)格分區(qū)、分類實(shí)施生態(tài)流量目標(biāo)保障與管控。根據(jù)寶石河生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn),考慮生態(tài)環(huán)境功能、自凈功能,分區(qū)分類確定管理斷面、考核斷面枯水期、生態(tài)敏感期等不同時(shí)段最小生態(tài)流量(水位)和適宜生態(tài)流量(水位),將生態(tài)流量目標(biāo)設(shè)立為流域水資源調(diào)度方案及年度調(diào)度計(jì)劃中的重要部分,作為流域水量分配、水資源統(tǒng)一調(diào)度、取用水總量控制的重要依據(jù)。加強(qiáng)生態(tài)流量日常監(jiān)管,完善寶石河生態(tài)流量監(jiān)測(cè)考核斷面的生態(tài)流量監(jiān)測(cè)預(yù)警體系建設(shè),嚴(yán)格生態(tài)流量考核斷面與控制斷面下泄流量考核與監(jiān)督檢查[5]。積極推進(jìn)大中型灌區(qū)開(kāi)展節(jié)水型灌區(qū)創(chuàng)建,完善農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施,強(qiáng)化用水管理,進(jìn)一步提高灌區(qū)灌溉有效利用效率,推行科學(xué)節(jié)水灌溉技術(shù),樹(shù)立節(jié)水意識(shí),并提高水文化建設(shè)宣傳力度。

3)加大水污染防治力度,堅(jiān)持精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污,突出系統(tǒng)謀劃、綜合施策,建管并重、標(biāo)本兼治,盯緊水污染重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)問(wèn)題、重點(diǎn)環(huán)節(jié),實(shí)施流域綜合治理,強(qiáng)化入河排污口、水功能區(qū)規(guī)范化管理,優(yōu)化健全水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)體系,鞏固提升流域水環(huán)境質(zhì)量[7]。以事故頻發(fā)區(qū)域、水質(zhì)較差支流為重點(diǎn),加強(qiáng)水環(huán)境突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)防控,完善預(yù)警體系與預(yù)防設(shè)施建設(shè),根據(jù)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題成因分析,提出預(yù)防性措施,提升應(yīng)急處置能力。補(bǔ)齊流域防洪工程體系短板,持續(xù)推進(jìn)寶石河流域防洪體系工程建設(shè),加快中小河流整治項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)展,重點(diǎn)對(duì)有險(xiǎn)工險(xiǎn)段的堤防工程補(bǔ)齊短板。

5 結(jié) 論

本文通過(guò)層次分析法,共選取5個(gè)方面19個(gè)指標(biāo),對(duì)寶石河的健康情況進(jìn)行了分析。根據(jù)河流各準(zhǔn)則層的得分和整體得分,基本能夠反映河流的健康狀態(tài)以及影響河流健康的主要因素。本文評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)寶石河流域的治理,具有一定的參考價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。