河湖健康评价体系在山口湖水库的运用探究

程永辉，佘 惠，徐江申，王立权

(黑龙江大学 水利电力学院，哈尔滨 150080)

1 概 述

河湖具有重要的生态功能、环境功能和社会服务功能，为人类生存和社会发展提供重要的物质基础和保障条件[1]。自20世纪80年代起，河湖健康问题越来越引发人们的关注[2]。随着人们对江河湖泊自然属性认识的不断深入和面临的挑战，江河湖泊管理的目标已经从单一的水资源管理向生态系统管理的方向转变[3]。近年来，科学有效的评估、恢复和维护健康的河流湖泊生态系统已成为河流和湖泊管理的重要目标。

在河湖健康评估新概念的基础上，针对当前河流湖泊健康评估与保护的需要，建立河湖健康评估系统相关体系[4]。该体系涵盖的指标层包括水文水资源、物理结构、水质、生物和社会服务功能等5个方面的要素，并以黑龙江省山口湖水库为例进行相关研究。通过该评价系统，可以综合评估我国河流健康状况，为制定有效的江河湖泊保护政策及合理开发决策提供技术支持，同时分析江湖健康可持续发展的可能性[5]。开展河湖健康评估是抓住水资源动态变化、进行生态系统保护及河湖生态恢复的基础，是河湖生态文明建设的重要组成部分。通过对江河湖泊健康状况的评估，保持其独特的生态、环境和社会服务功能，促进三者之间协调有序的合作，从而达到更好地为人类社会发展服务的最终目标。

2 国内外研究现状

目前，国内正在逐步推行河湖健康评估指标、河湖健康评估方法、河湖可持续经营等方面的研究工作[6]。唐涛等多位知名学者[7]发表在各类学术期刊上的论文已达300余篇[8]，针对河湖健康的不同阶段和河流健康评价方法及其应用开展了更多的理论探讨，研究不同类型的流域健康评价指标体系来对更多的国内河流、湖泊进行健康评估[9]。美国采用生态完整性指数和河流无脊椎动物预测和分类计划[10]进行河湖健康评价和生物监测。澳大利亚根据河流地貌类型和河流状况调查等，利用水文地质、物理和化学参数、无脊椎动物和鱼类组合、水质和生态毒理学等方法对河流进行评价[11]。最近几年，有关学者提出关于河流水文学、水质、物理构造特征、河岸区状况及生物等5方面22项指标体系计分基础上的溪流状况指数[12]理论。该理论较之前的河流健康评估方法更综合、更全面。

3 河湖健康评估在山口湖水库的初步应用

山口湖水库位于黑龙江省五大连池市东南部、嫩江一级支流讷谟尔河上游，流域面积3 745 km2(图1)。山口湖水库处于寒温带大陆性季风气候区，多年平均降水量470～510 mm。

图1 山口湖水库流域位置分布图

3.1 评价指标体系

本次关于山口湖水库的调查研究选用的是水文水资源、水质、物理结构、生物、社会服务功能五大要素，彼此之间相互作用、互相影响，共同完成河湖健康的评价过程。

水文水资源可以相对全面地反映河流湖泊水系中相对细微的变化和水体相关的主要运动，是研究河湖健康不可或缺的一项指标。

水质是直接反映水体健康状况的重要因素之一，同时也是生产生活、人民健康生产的根本保证。

物理结构的变化是人类物理重建活动的直接后果，可从河湖滨带状况、河湖连通状况、天然湿地保存率等指标来表达健康基本状况。

生物是生态系统的重要组成部分，生物群落结构的变化将对水生生态系统，渔业资源和环境产生重大影响，对水文、污染物等环境因子的变化敏感。通过水生生物检测不仅可以评价水体生态环境，而且可以调查人为干扰下某一水域生物的变化趋势，为制定水生生态系统健康标准提供重要依据。

社会服务功能表现为水资源对社会的一种价值体现，实现水资源利用价值的显像化，除了关于水生态自然环境的价值，其水资源反馈社会的价值也是我们对河湖健康评价的重要依据。

3.2 评价方法

河湖健康评估采用层次分析法、权重平均分配法和经验判断法进行综合评分。该系统主要研究生态完整性，包括水文水资源、物理结构、水质、生物、社会服务功能等5个部分。5个部分分别采用不同的指标来描述，每个指标有不同的变量。因此，每个部分从不同的准则层采用权重平均分配法确定，最终根据河流健康评价表来得出其河流的健康状况(表1)。

表1 河湖健康评估分级表(国家标准)

3.3 数据分析

本次调查在山口湖水库位置上设立3个监测点。采集3个监测点的 2017 年水文数据，对各监测点进行数据分析计算，结果见表2～表6。

表2 山口湖水库水文水资源赋分计算表

表3 山口湖水库物理结构赋分计算表

表4 山口湖水库水质赋分计算表

表5 山口湖水库生物赋分计算表

表6 山口湖水库社会服务功能赋分计算表

山口湖水库的水文水资源研究选取最低生态水位状况、流量变异程度和下泄生态流量程度3个指标，结果表明山口湖水库得分83.4分，处于理想状态。山口湖水库的物理结构是根据河湖连通状况和湖滨带状况2个指标来选定的，计算得分为37.9分，表明物理结构指标层处于不健康状态。山口湖水库的水质选用溶解氧状况、耗氧污染状况以及富营养化状况等指标，结果表明山口湖水库水质评分为42分，水质处于亚健康状态。而生物方面，本次选用浮游植物数量、大型水生植物覆盖度和鱼类生物损失指数，经计算生物指标得分为53.6分，处于亚健康状态。根据上述指标，山口湖水库生态完整性评分为53分，河流生态健康状况处于亚健康状态。社会服务功能选取水功能区达标指标、水资源开发利用指标、防洪指标、公众满意度指标和灌区供水满足程度等方面指标，最后得分为95.7分，处于理想状态。最后，结合社会服务指标得出山口湖水库健康得分为65.8分，水库整体健康处于健康状态，但与理想状态还是有着显著的差距。山口湖水库健康评价系统在山口湖水库健康评价中的应用，既符合指标选择，又符合评价体系的建立，同时也符合山口湖水库的实际情况。最终的评估结果基本反映出山口湖水库的健康状况。由此可见，基于河湖特征建立的河湖健康评价指标体系，能够客观地反映河湖健康状况，可以用来评价江河湖泊的健康状况。

4 结 论

河流湖泊健康评估是生态价值和人文价值的综合体现，健康的河流湖泊体系服务于社会经济发展与生态保护的协调[13]。在评价指标体系方面，应尽可能涵盖水文水资源、物质结构、水质、生物和社会服务等因素，充分体现评价体系的全面性、客观性和准确性。本文以黑龙江省山口湖水库为例，采用逐步加权和综合计算的方法，根据河湖健康评价体系的实际情况，建立符合山口湖水库健康评价指标体系，并根据2017年收集的监测数据对山口湖水库健康状况进行初步评估。结果表明，山口湖水库健康状况良好，但与理想状态存在较大差距；河湖健康评价系统具有简单、全面、实用的可操作性，可以评价河流的生态完整性，也可以用于河流湖泊健康评价的研究与分析。

5 讨 论

河湖生态系统构成复杂，涉及因素多，内部机制研究作用不够深入。此外，评价指标涉及范围广泛，制约河流和湖泊生态系统维护和发展的因素也较为复杂。这些不确定因素对江河湖泊健康指标的选择、制度的建立以及指标的量化都会产生一定的影响。同时，山口湖水库的河湖健康评估也存在以下问题，需要进一步研究及探索。

1) 水文指标中的下泄生态流量满足程度赋分56.36分，处于亚健康状态，说明山口水库下泄流量相对下游生态流量较小，不满足下游生态流量需求。山口湖水库对下游河流生态系统运转、保障河流水环境质量、维持水生生态系统稳定具有关键影响，因此有必要开展山口湖水库生态调度研究，维护下游河流生态基流与生态健康。

2) 依据《黑龙江省水功能区水质背景值研究报告(一期)》研究成果，山口湖水库入湖河流水质超标，是由于山口湖水库上游处于源头区的环境背景值超标所致。经过实际调查，上游源头区内出现开垦耕地、畜牧业等人为环境污染现象，需要加强监管与控制。

3) 山口湖水库处于中等富营养化状况，从山口湖水库环境监测资料分析，山口湖水库水质状况超标因子是高锰酸盐指数、氨氮和化学需氧量。主要原因是上游分布大面积林场，同时部分河段被开垦成农田，生态受到破坏，一到暴雨季节，水土流失导致湖面泛黄，加上农药化肥过度使用以及上游部分村庄的生活污水，导致山口湖水库富营养化状况。

4) 山口湖水库生物指标处于亚健康状态，主要由于大型水生植物指标得分较低。主要原因是山口湖水库处于山区型河流与平原型河流交界点，水深、水流急等条件不适合大型水生植物繁衍。鉴于大型水生植物对入湖污染物净化作用较好以及山口湖水库处于中等富营养化状态，建议在入湖河流区进行人工培育大型水生植物，减轻外来污染物对山口水库水质影响，降低水体富营养化水平。