文章编号：１００７‐２２８４（２０１５）１１‐０１０６‐０４
马 涛
（辽宁省水利水电科学研究院，沈阳１１０００３）
摘 要：以全国枟河流健康评估指标、标准与方法（试点工作用）枠为基础，结合太子河实际情况，对部分指标赋分方法及标准做了修订，围绕水文水资源、物理结构、水质、生物和社会服务功能５个方面，开展太子河生命健康综合评估，分析太子河生命健康存在问题及保护对策，对太子河生态治理及恢复具有重要意义。 关键词：太子河；生命健康；评估 中图分类号：T V ６９７ 文献标识码：A
The Comprehensive Evaluation of Prince Edward River ＇s Life Health
MA Tao
（Liaoning Provincial Research Institute of Water Resources and Hydropower ，Shenyang １１０００３，China ）
Abstract ：Based on the situation of Prince Edward River ，The Index ，Evaluation Criteria and Methods of River Health （the Pilot Work ）is improved partly ．According to hydrology and water resources ，p hysical structure ，water quality ，biology and social service function ，the life health of Prince Edward River is evaluated ，and existing problems and strategy are analyzed ．They are of great sig ‐
nificance for ecological management and restoration of Prince Edward River ．
Key words ：Prince Edward River ；life health ；evaluation
收稿日期：２０１５‐０３‐２３
基金项目：水体污染控制与治理科技重大专项“重点流域环境流量
保障与容量总量控制管理关键技术与应用示范”课题（２０１３ZX ０７５０１桘００４）；２０１４辽宁水利科技指导性计划项目（２０１４０３０８）。
作者简介：马 涛（１９８０桘），女，博士，高级工程师，主要从事农田水利
及水环境方面的研究。E 桘mail ：matao ０５１４＠１６３．com 。
0 引 言
由于长期以来人类对河流无节制地开发利用，加之自然因素的影响，致使当今世界范围内许多河流都面临生存危机，河床萎缩、河道断流、水质恶化、生物种类锐减等问题日益严重。因此，开展河流生命健康评估，诊断河流生命健康存在问题是十分必要和迫切的。
目前，国内外在河流生命健康评价方面已经开展了大量的工作，并取得一定成果，但大多停留在对水质水量、生物生境等单方面的评价，综合河流的水文特性、形态结构、水生物等生态功能和服务功能的系统性评价还少见报道。本文以太子河为例，评价指标体系以全国枟河流健康评估指标、标准与方法（试
点工作用）枠为基础，结合太子河实际情况，对部分指标赋分方法及标准做了修订，围绕水文水资源、物理结构、水质、生物和社会服务功能５个方面，开展河流生命健康评估，指出河流生命健康存在问题及保护对策，对河流生态系统恢复，加快推进水生态文明建设具有重要意义。
1 河流生命健康评估指标体系与赋分方法
1．1 河流生命健康评估指标体系
评估指标体系的选取对评估结果的准确性至关重要。本文提出的河流生命健康评估指标体系采用目标
层（河流健康状况）、亚目标层（生态健康和功能健康）、准则层和指标层４级体系。准则层包括水文水资源完整性、物理结构完整性、化学完整性、生物完整性和服务功能完整性５个方面。
权重体现指标在评价中的重要程度。本文提出的河流生命健康评价指标权重由专家咨询法确定，具体指标情况及各指标权重如表１所示。
1．2 河流生命健康评估指标赋分方法
采空区处理方法（１）流量过程变异程度。流量过程变异程度指水资源现状开发状态下，评价河段评价年内实测月径流过程与天然月径流
６
０１中国农村水利水电·２０１５年第１１期
表1 河流生命健康评估指标体系
Tab．1The evaluation indexes of river life health
目标层亚目标层准则层指标层指标权重
河流健康生态健康
（W＝０．７）
水文水资源
（W＝０．２）
流量过程变异程度
生态流量保障程度
０．３０
０．７０
物理结构
（W＝０．２）
河岸带状况
河流连通阻隔状况
０．６７
０．３３
水质
（W＝０．２）
DO水质状况
耗氧有机物
重金属污染状况
最小分值
生物
（W＝０．４）
底栖动物完整性指数
鱼类生物损失指数
０．４０
０．６０
功能健康
（W＝０．３）
社会服务功能
（１．０）
水功能区达标率
水资源开发利用率
防洪指标
公众满意度
０．２５
０．２５
０．２５
０．２５
注：亚目标层与准则层括号中数据为该层的权重。过程的差异。计算公式为：
FD＝∑１２
m＝１q m
－Q m
珚Q m
２１／２
，珚Q m＝１１２∑
１２
m＝１
Q m（１）
式中：FD为流量过程变异程度指标；q m为评价年实测月径流
量；Q m为评价年天然月径流量；珚Q m为评价年天然月径流量年
均值，m＝１、２、…１２，为月份。赋分标准如表２。
表2 流量过程变异程度指标赋分表
Tab．2Score standard of flow process variability
FD０．０５０．１００．３０１．５０３．５０５．００
赋分１００７５５０２５１００
（２）生态流量满足程度。采用最小生态流量表征。根据水
生物活动规律，将年径流量分为２个时期，４－９月和１０月－翌
年３月，生态流量保障程度（EF）表达式：
EF１＝min q d珚Q３
m＝１０
EF２＝min
q d
珚Q
９
m＝４
（２）
式中：q d为评价年实测日径流量；珚Q为多年平均天然径流量；
EF１为１０月－翌年３月日径流量占多年平均天然流量的最低
百分比；EF２为４－９月份日径流量占多年平均天然流量的最
低百分比，赋分标准见表３。
表3 分期基流标准与赋分表（多年平均流量）
Tab．3Score standard of staging base flow（average annual flow）
分级
栖息地等
定性描述
推荐基流标准（年平均流量百分数）／％
EF１：一般水期
１０月－翌年３月
EF２：鱼类产卵
育幼期４－９月
赋分
１极佳２００２００１００
２最佳６０～１００６０～１００１００
３极好４０６０１００
４非常好３０５０１００
５好２０４０８０
６一般１０３０４０
７差１０１０２０
８极差＜１０＜１００
计算出EF１、EF２后，取最小值为本指标的最终赋分。
（３）河岸带状况。通过河岸稳定性和岸坡植被覆盖度两个
分指标进行评估。河岸稳定性主要包括岸坡基质、河岸冲刷状
况、斜坡倾角和斜坡高度，赋分标准如表４。植被覆盖度赋分标
准如表５。最后取其平均值作为河岸带状况指标分值。
表4 河岸稳定性评估指标赋分标准
Tab．4Score standard of riparian stability
岸坡特征稳定基本稳定次不稳定不稳定
分值９０７５２５０
斜坡轻角／（°）１５３０４５６０
斜坡高度／m１２３５
基质类别基岩岩土河岸黏土河岸非黏土河岸
河岸冲刷状况无冲刷迹象轻度冲刷中度冲刷重度冲刷
表5 河岸植被覆盖度指标赋分标准
Tab．5Score standard of riparian vegetation coverage
植被覆盖度／％说明赋分
０无植被覆盖０
０～１０植被稀疏２５
１０～４０中度覆盖５０
４０～７５重度覆盖７５
＞７５极重度覆盖１００时钟显示器
（４）河流联通阻隔状况。对评估断面下游河段每个闸坝按
照阻隔分类分别赋分，然后取所有闸坝的最小分值赋分，具体
赋分见表６。
表6 闸坝阻隔指标赋分标准
Tab．6Score standard of dam block
鱼类迁移阻隔特征水量及物质流通阻隔特征赋分
无阻隔对径流没有调节作用０
有鱼道，且正常运行
对径流有调节，
下泄流量满足生态基流
－２５
无鱼道，对部分鱼类
迁移有阻隔作用
对径流有调节，
下泄流量不满足生态基流
－７５
迁移通道完全阻隔部分时间导致断流－１００
（５）DO溶解氧。采用全年月均浓度，按照汛期和非汛期进
行平均，取其最低赋分为指标赋分，具体赋分见表７。
表7 DO指标赋分标准
Tab．7Score standard of DO
DO／
（mg·L－１）（＞）
ip调度系统饱和率９０％
（或７．５）
６５３２０
DO指标赋分１００８０６０３０１００
（６）耗氧有机物。耗氧有机物指导致水体中溶解氧大幅度
洗水
下降的有机污染物，取高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需
氧量、氨氮等４项对河流耗氧污染状况进行评估，具体赋分见
表８。
（７）重金属污染状况。选取砷、汞、镉、铬（六价）、铅等５项
评估水体重金属污染状况。根据地表水环境质量标准
（GB３８３８桘２００２）确定汞、镉、铬、铅及砷赋分标准。
表8 耗氧有机污染状况指标赋分标准
Tab．8Score standard of oxygen consumption of organic pollution
指标／（mg·L－１）浓度／赋分
高锰酸盐指数２４６１０１５２
化学需氧量（COD）１５１７．５２０３０４０１５
五日生化需氧量（BOD５）３．０３．５４．０６．０１０．０２３．０氨氮（N H３－N）０．１５０．５０１．００１．５０２．０００．１５赋分１００８０６０３００１００
（８）底栖动物完整性指数。底栖动物目前已被广泛应用于生态监测评估中，通过构建底栖动物完整性指数（B－IBI）可以对河湖的水生态现状进行较为全面和科学的评估。
（９）鱼类生物损失指数。
计算公式如下：
FOE＝FO FE×１００（３）
式中：FOE为鱼类生物损失指数；FO为评估河段调查获得的鱼类种类数量；FE为１９８０年以前评估河段的鱼类种类数量。具体赋分见表９。
表9 鱼类生物损失指数赋分标准
Tab．9Score standard of fish loss index
鱼类生物损失指数１．０００．８５０．７５０．６００．５００．２５０指标赋分１００８０６０４０３０１０１
（１０）水功能区达标率。评估河流达标水功能区个数占其区划总个数的比例为评估河流水功能区水质达标率。指标赋分计算如下：
W FZr＝W FZP倡１００（４）式中：W FZr为评估河流水功能区水质达标率指标赋分；W FZP为评估河流水功能区水质达标率。
（１１）水资源开发利用率。水资源开发利用率是指评估河流流域内供水量占流域水资源量的百分比。其指标赋分模型呈抛物线，在３０％～４０％为最高赋分区，过高（超过６０％）和过低（０％）开发利用率均赋分为０。
（１２）防洪指标。重点评估防洪工程措施的完善状况，主要通过堤防、险工的达标情况进行评价。具体计算公式为：
FL D＝∑
NS
n＝１
（RIV L Bn×RIV W Fn）
∑
NS
n＝１
（RIV L n×RIV EFn）
（５）
式中：FL D为河流防洪指标；RIV V ln为河段n的长度；N S为评估河流划分的河段总数量；RIV L Bn为河段n中堤防达标河段的长度；RIV W Fn为河段n规划防洪标准重现期。
（１３）公众满意度。该指标采用公众参与调查统计的方法进行，调查内容包括公众对河流水量、水质、河滩地、鱼类、沿河景观、文化古迹等的评估。根据不同调查对象的权重及分值进行加权，得到公众满意度赋分。
1．3 河流生命健康分级标准
河流生命健康评估采用分级指标评分法，逐级加权，综合评分。河流生命健康分为５级：理想状况、健康、亚健康、不健康、病态。
表10 河流健康评估分级表
Tab．
10Assessment grading of river health
2 太子河生命健康评价
2．1 太子河概况
太子河发源于辽宁省新宾县大红石砬子，依次流经本溪、鞍山及辽阳三市，至三岔河处汇入浑河。干流全长３６３km，控制流域面积１３４９３km２，多年平均降水量在６５０～８００mm之间，多年
平均水面蒸发量在１１００～１７００mm之间，流域水资源开发利用率较高，建有观音阁、葠窝及汤河三座大型水库，对流域经济发展起到了重要作用。
2．2 太子河生命健康评估指标调查与监测2．2．1 太子河评估河段划分
根据河流上工程建设情况，考虑数据可获取性、地理概况及区域社会经济，太子河河段划分情况如表１１所示。
表11 太子河评估河段划分表
Tab．11Classification of evaluation reach of Prince Edward River
评估河段河段长度／km
源头－观音阁水库出口９８
观音阁水库出口－葠窝水库出口１０９
葠窝水库出口－入浑河河口１５６2．2．2 太子河生命健康评估指标调查监测２．２．２．１ 水文水资源准则层
考虑数据的全面性与准确性，本文选取本溪市、辽阳市各水文站２００９－２０１３年共５年的实测数据进行计算，最后取其平均值。
（１）流量过程变异程度。对小市站、本溪站和唐马寨水文站２００９－２０１３年逐月实测流量、径流还原量进行整理，计算出太子河流量变异程度指标赋分。
（２）生态流量满足程度。收集和整理各水文站２００９－２０１３年４－９月、１０月－翌年３月期间日最小流量、多年平均还原量，计算得到太子河生态流量满足程度指标赋分。
表12 太子河水文水资源准则层赋分表
Tab．12Score table of hydrology and water
resources of Prince Edward River
评估河段
流量变异
程度吸音墙
生态流量
保障程度
水文水资源
准则层赋分源头－观音阁水库出口６０．５２４．６３５．４
观音阁水库出口－葠窝水库出口２２．９３７．３３３．０
葠窝水库出口－入浑河河口２６．１２６．５２６．４
全河段３４．４２９．２３０．８
２．２．２．２ 物理结构准则层
（１）河岸带状况。在太子河干流选取１４个典型断面，对岸坡稳定性、植被覆盖度进行调查。调查结果表明，１４个断面的岸坡稳定性均处于基本稳定与次不稳定之间，两岸植被覆盖度在６０％～１００％之间进行变化，平均植被覆盖度达到了９０％。
（２）河流联通阻隔状况。太子河上共有１６处闸坝，其中观音阁水库－葠窝水库之间１１座，葠窝
水库－入浑河河口段５座。
经计算，太子河物理结构准则层赋分情况见表１３。
表13 太子河物理结构准则层赋分表
Tab ．13Score table of physical structure of Prince Edward River
评估河段
河岸带状况河流连通阻隔状况物理结构准则层赋分
源头－观音阁水库出口９０．０１００９３．３观音阁水库出口－葠窝水库出口８９．３７５８４．６葠窝水库出口－入浑河河口
８０．１７５７８．４全河段
８１．４
７５
７９．３
２．２．２．３ 水质准则层
水质监测时间为２０１３年１月－１２月，每月１次。经计算，太子河各河段及全河段水质准则层赋分结果见表１４。
表14 太子河水质准则层赋分表
Tab ．14Score table of water quality of Prince Edward River 评估河段
DO 耗氧有机物重金属污染水质准则层赋分源头－观音阁水库出口１００．０１００．０１００１００．０观音阁水库出口－葠窝水库出口１００．０９８．６１００９８．６葠窝水库出口－
入浑河口８９．５６９．４１００６９．４全河段
８９．５
６９．４
１００
６９．４
２．２．２．４ 生物准则层
水生生物指标全年监测２次，调查监测时间分别为２０１３年５月－６月和８月－９月，具体监测点位布设如图１所示。基于太子河上１２个监测样点２次监测数据，计算得到太子河生物准则层赋分如表１５
所示。
图1 生物监测点分布图
Fig ．1Biological distribution of monitoring points
２．２．２．５ 社会服务功能准则层
（１）水功能区达标率。对太子河１３个水功能区进行监测，达标率为３０．８％。
（２）水资源开发利用率。太子河流域１９５６－２０００年地表
表15 太子河生物准则层赋分表
Tab ．15Score table of biology of Prince Edward River
评估河段
底栖动物完整性指数鱼类生物损失指数
生物准则层赋分源头－观音阁水库出口９３．０６５．０７６．０观音阁水库出口－葠窝水库出口６８．０６．０３１．０葠窝水库出口－入浑河河口
６９．０１８．０３９．０全河段
７５．０
２７．０
４６．２
水资源总量为３３３０２０万m ３，２０１３年太子河地表水资源开发量１９８０９２．８万m ３，开发利用率为５９．５％。
（３）防洪指标。根据辽宁省第一次全国水利普查成果及现场调研，太子河防洪指标达标率为７６％。
（４）公众满意度。共调查沿途市县水利局工作人员、沿河居民、沿河商户及旅游者５０人，最后计算得分为７８．８９分。
2．3 太子河生命健康评价成果
太子河生命健康评价赋分５１．４７分，其中生态状况赋分５７．７８分，社会服务功能赋分３６．７５分，总体处于亚健康状况，其中水文水资源准则层、鱼类损失指数、水资源开发利用率及防洪指标分值较低，物理结构、水质准则层相对分值较高。太子河流域经济发达，沿河本溪、辽阳、鞍山等
城市规模不断壮大，流域水资源开发利用程度较高，加之观音阁、葠窝两座大型水库的调节，河道径流量变化较大；挖沙采石等人类活动导致水体环境变化，鱼类减少，此外，防洪工程建设滞后于城市发展要求，因此太子河上述指标分值较低。近几年通过“水专项”应用示范，太子河干流，尤其是葠窝水库以上河段水质有了较大改善。由此可知，本次评价结果与太子河实际情况相符合，评价结果真实可信。太子河健康评价成果如表１６所示。
表16 太子河健康评估指标赋分成果表
Tab ．16Score table of health evaluation indexes of Prince Edward River 目标层亚目标层准则层
指标层赋分健康分级河流健康
生态健
康
水文水资源
流量过程变异程度生态流量保障程度
水文水资源３４．４０２９．２０３０．８０不健康不健康
不健康物理结构河岸带状况
河库连通阻隔状况
物理结构８１．４０７５．００７９．３０理想状况健康健康水质
DO 水质状况
有机污染水质状况重金属污染状况
水质
９５．５０８６．４０１００．００８６．４０理想状态理想状态理想状态理想状态生物
底栖动物完整性指数鱼类生物损失指数
生物生态状况７５．００２７．００４６．２０５７．７８健康不健康亚健康亚健康功能健康
水功能区达标率３０．８０不健康水资源开发利用率
３．３１病态防洪指标３４．００不健康公众满意度７８．８９健康社会服务功能
３６．７５不健康河流健康指数
５１．４７
亚健康
（下转第114页）
Fig．7Groundwater level and ion concentration variations of99＃observation well
降雨量和地下水水位相关，２０１３年各离子浓度均有增长趋势，推测为混合作用的结果。２０１３年Ca２＋、HCO－３浓度增长，说明南水北调通水后，９９号观测井周围地下水流速加快，矿化度低、含有大量CO２的水混入原有溶解能力降低的水中，石灰岩的组分得以分解，Ca２＋、HCO－３浓度增加。Na＋＋K＋、HCO－３含量增长，Na＋＋K＋成为主要的阳离子，说明通水后９９号观测井周围地下水矿化度降低，形成低矿化的以Na＋＋K＋及HCO－３为主的地下水。总体来看，通水对９９号观测井周围地下水化学成分的影响较大。
4 结 语
（１）通水前梁济运河流域南部滨湖区浅层地下水化学类型以Ca２＋－Mg２＋－HCO－３型为主，北部黄泛平原区以Na＋＋K＋－Cl－－SO２－４型和Ca２＋－M g２＋－Cl－－SO２－４型为主。
（２）通过离子比例系数分析可知，与未通水期（２０１２年１２月）相比，通水期（２０１３年１２月）黄泛平原区浅层地下水流动速度加快，易溶盐的累积过程发生改变，由在９０号－９７号－９９号方向上的递增改为递减。在矿化度方面，通水期滨湖区地下水矿化度高于未通水期，通水期黄泛平原区地下水矿化度低于未通水期。
（３）从地下水化学成分的年际变化来看：①通水对滨湖区地下水化学成分的影响较小，通水期各离子的浓度主要受降雨和地下水水位的影响；②通水期黄泛平原区浅层地下水中汇入矿化度低、含有大量CO２的水，促进石灰岩组分分解并降低了地下水矿化度，致使Na＋＋K＋、Ca２＋、HCO－３浓度明显增加。
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英姿带（上接第109页）
3 结果分析及保护对策
根据本次评估结果，太子河生命健康问题主要包括以下方面。
（１）水资源量开发过度，由于太子河流经本溪、辽阳、鞍山几大工业城市，流域内经济发达，水资源开发利用程度较高，已临近国际警戒线，导致生态流量难以满足，实际径流过程与天然径流差异较大。因此建议合理开发利用水资源，科学规划水资源配置，保障太子河生态基流。
（２）生境栖息地环境较差。太子河鱼类生物损失指数赋分较低，主要是由于观音阁－葠窝水库区间存在违法挖沙、采石活动，影响河道底质，对生物栖息地破坏较为严重，河流鱼类、大型底栖动物、河岸带植被等生物多样性明显下降，因此应规范挖沙采石活动，加强生物多样性监测管理。
（３）防洪工程达标率有待提高。随着本溪、辽阳等沿河城市的发展，部分河段已提高防洪规划标准，导致现有防洪工程未达到规划要求，建议加快防洪工程设施建设，切实保障沿河居民生命财产安全。□参考文献：
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４１１南水北调通水对梁济运河流域地下水化学成分影响 王雅欣 冯忠伦 邱庆泰 等
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