2.2 河流健康理論研究

河流生態(tài)環(huán)境的惡化以及過去河流管理理論方法的落后，促使了河流健康理論的產生和發(fā)展，成為研究河流可持續(xù)發(fā)展和水生生態(tài)多樣性的熱點，并成為河流恢復和管理的目標與方向，因此，河流健康的提出為水庫調度提供了目標和方向。

河流健康理論目前仍不完善，在概念理解上和評價指標體系建立上仍然存在分歧，本節(jié)著重闡述河流健康內涵，并且根據指標選擇的原則，構建了河流健康評價指標體系，同時提出了評價標準，以供參考。

2.2.1 河流健康內涵

河流健康概念，源于人類對河流環(huán)境退化的關注，是人們要求從水質、生物、生態(tài)等眾多角度科學評價河流生態(tài)系統狀況、改進河流管理而提出的一種嶄新的評價工具和技術手段。由于它易被決策者與公眾理解和接受，迅速成為河流管理的目標與方向，但目前對河流健康還沒有統一的概念，缺乏明確的定義，隨著人們對河流健康理解的逐步加深，河流健康概念也逐步發(fā)展，圖2-3為河流健康概念發(fā)展過程。

在國內外專家學者對河流健康概念理解的基礎上，筆者認為河流健康指河流生態(tài)系統不僅能保持化學、生物及物理上的完整性，而且能維持其對人類社會提供的各種服務功能。健康的河流是指在河流生命存在的前提下，相應時期或河段的人類利益和其他生物利益能夠取得平衡，或河流的社會功能與自然功能能夠取得平衡的河流。只注重河流的生態(tài)環(huán)境，拒絕人類經濟社會發(fā)展對其服務功能的需求；或者只注重河流的服務功能，忽視對其生態(tài)環(huán)境的保護，都是片面的。健康的河流應是生態(tài)環(huán)境保護和服務功能的發(fā)揮兩方面達到的辨證的統一，它應該既是生態(tài)良好的河流，又是造福人類的河流，不僅應維持其生態(tài)環(huán)境功能，而且能可持續(xù)的滿足人類經濟社會發(fā)展對其服務功能的需求。

河流健康狀況受制于眾多因素影響，通常分為自然變化和人類活動兩類，河流健康影響因子如圖2-4所示。

前者是指自然界正常的環(huán)境因子變化，如溫度、光周期、光強、流速、營養(yǎng)、溶解氧等，此外也包括規(guī)律性的季節(jié)變化和周年變化因素。這些因子的變化不但會導致水環(huán)境在組分與功能上的改變，并且有可能引起河流生態(tài)系統功能的削弱甚至消失。后者則強調人為干擾對河流健康狀況的影響，工業(yè)廢水和生活污水能夠改變河流生態(tài)系統的結構和功能；改變河流結構的物理重建措施（如防洪墻的建立、堤壩的設置等）則會破壞水生生態(tài)系統的完整性，并且由于生境條件變化使得生物多樣性降低；此外，外來種入侵以及水資源的不合理開發(fā)利用等也在一定程度上影響河流生態(tài)系統的結構和功能。

2.2.2 河流健康評價指標體系的構建

根據河流健康評價指標體系建立的原則，河流健康評價指標體系擬定由3個層次構成，分別為目標層、準則層和指標層。目標層（A）為單一目標——河流健康狀況水平，準則層（B）包括5個子目標，指標層（C）共有20個，全面反映河流健康的各個方面，其構成見表2-2。

（1）目標層。河流健康評價的目的在于綜合評價河流的健康狀況，既河流在自然和認為擾動狀態(tài)下表現出來的癥狀，使我們判斷河流的健康水平，最終指導河流的開發(fā)利用。

（2）準則層。從河流的自然和社會屬性兩個方面分析，準則層分為6個方面，其中河流的自然屬性包括河流水環(huán)境狀況、河流形態(tài)結構、河岸帶狀況和河流水生物4個方面，社會屬性包括防洪能力和服務功能兩個方面，較為全面地涵蓋了河流的特性。

（3）指標層。

1）河流水環(huán)境狀況：河流水環(huán)境狀況是反映河流健康狀況的重要指標。包括河道內生態(tài)需水量保證率、河流水質達標率、水土流失比例、水體自凈率等具體指標。

2）河流形態(tài)結構：河流地貌過程決定河流形態(tài)，進而決定河流生物的生態(tài)環(huán)境結構，而河流生態(tài)環(huán)境結構是水生生物健康的基礎，因此河流形態(tài)結構狀況直接影響河流健康狀況。包括河床、河岸穩(wěn)定性、河流水系連通性等指標。

3）河岸帶狀況：河岸帶是處于水陸交界處的生態(tài)脆弱帶，具有削減面源污染、提供野生動、植物生態(tài)環(huán)境、改善河流生態(tài)環(huán)境諸多功能，并可提供多用途的娛樂場所和舒適環(huán)境以提高河流景觀價值，而河流正常功能的發(fā)揮在很大程度上取決于河岸帶的狀況。包括河岸帶植被覆蓋、景觀多樣性指數、水域濕地率等指標。

4）河流水生物：河流生物群落具有整合不同時間尺度上各種化學、生物和物理影響的能力，能夠反映人類活動對河流脅迫及河流自然生態(tài)演替的累積效應，采用魚類生物完整性指數（IBI）、珍稀水生動物存活狀況以及生物多樣性等指標。

5）社會經濟功能：河流的社會經濟功能是指河流的社會經濟服務功能，河流不僅給人類提供生存必需的水和其他生產原料，而且維持了人類賴以生存和發(fā)展的生命支持系統本身具有的服務功能，河流系統服務功能是人類文明和可持續(xù)發(fā)展的基礎，包括防洪工程措施完善率、水資源開發(fā)利用率、萬元GDP用水水平、飲水安全保證率、供水保證率、水電開發(fā)率、通航水深保證率等。

2.2.3 河流健康評價模型及劃分標準

（1）河流健康評價模型。評價模型采用近年發(fā)展起來的，利用定性與定量分析相結合的層次分析法，它具有實用、簡潔特點，是解決復雜系統中多層次、多目標評價的較好方法。考慮計算方法的可操作性，為得出河流健康狀況測評總得分，綜合評價指數按式2-1計算

式中 P——河流健康狀況綜合評價指數，反映某一河流健康狀況水平，指數越大，說明河流越健康；

ωi——第i個準則層的權重；

Eik——第i個準則層中選取的第k個指標的質量值（評分值）；

γk——某準則層選取的第k個指標在該準則層所占的權重。

指標權重的合理選擇關系到綜合評價的正確性和科學性，根據層次分析法要求，通過專家咨詢和打分結合試驗判斷按結構圖的層次結構關系進行判別比較，分別構建判斷矩陣，然后計算出河流健康各評價指標的權重。判斷矩陣正確與否關系到評價結果準確度，一般采用分級定量法給判斷矩陣指標賦值。

（2）河流健康狀況水平的評判。河流健康狀況是一個動態(tài)的不斷變化的過程。參照其他評價模式，將河流健康狀況水平劃分成5級：①一級河流健康狀況很好（很健康），綜合指數為0.8～1.0; ②二級河流健康狀況較好（健康），綜合指數為0.6～0.8; ③三級河流健康狀況一般（亞健康），綜合指數為0.4～0.6; ④四級河流健康狀況較差（不健康），綜合指數為0.2～0.4; ⑤五級河流健康狀況很差（病態(tài)），綜合指數為0～0.2。

由于河流健康評價指標體系涉及的研究領域較寬，內容較多，制約河流生態(tài)系統維持和發(fā)展的因素以及相互之間的關系也較為復雜，因此其健康評價還處于摸索階段，其評價標準和評價方法有待于進一步研究。