基于健康与宜居协调发展的飞云江“幸福河”建设评价

2022-05-16陈隆吉董增川周月娇王诗韵王文卓

水利水电科技进展 2022年3期

陈隆吉,董增川，周月娇，任杰，王诗韵，王文卓

(1.温州市水文管理中心，浙江温州 325000； 2.河海大学水文水资源学院，江苏南京 210098)

近年来，河流生态系统功能退化、结构混乱、水质恶化等问题突出，人民群众对水资源、水生态、水环境的需求和水利行业的监管能力之间的矛盾成为我国主要的治水矛盾。2019年9月，习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会中强调“要将黄河建设成为造福人民的幸福河”，这对河流保护和治理工作提出了新要求。在“幸福河”理念的解读上，不同学者发表了自己的观点，左其亭等[1]认为“幸福河”需具有功能稳定、系统健康以及与人类社会和谐发展的特点；唐克旺[2]将“幸福河”界定为与人水关系中获得幸福感的河流；谷树忠[3]采用“安澜”“民生” “美丽”“和谐”等术语表述对“幸福河”的认知。综上可知，“幸福河”概念的提出是在要求河流自身保持生态健康的同时，考量人类对幸福的追求，旨在建立人与河流和谐发展的关系，其研究对象不只是河流生态系统，也包括人类社会，更重要的是人水关系[4]。

目前在河流评价角度上，国内外学者大多以水安全、水生境、水管护、社会服务[5-7]为切入点，关注的重点在河流的结构与功能上；而忽略了对人类社会与河流状态相互作用、协调发展状况的分析。本文在关注河流生态系统自身状况的基础上，把人的因素考虑进来，将“幸福河”建设所强调的人水和谐的原则，细化为河流的健康性和宜居性。从健康与宜居两方面构建基于主客观赋权法的隶属度加权评价模型以及协调发展度模型，进行“幸福河”建设状况的评价[8]，并采用障碍度模型，对阻碍幸福等级提升的关键指标进行识别，据此提出改进措施。通过该思路，引导人们树立人水和谐、人与河流协调整合的河流治理价值取向，促使决策者与管理者将河流治理的眼界变宽，推动相关部门深化协调发展理念，为今后制定河流治理方针与措施提供决策依据。

1 计算方法与模型

1.1 原始数据规则化

假设评价项目中存在m个评价指标，并对应k个评价等级，n个样本。为消除由于指标量纲不同给评价造成的不便，对评价指标分级矩阵S=(sij)m×k和样本数据矩阵C=(cij)m×n进行转换。采用式(1)将S转化为E=(eih)m×k。

(1)

对于数值越小“幸福河”建设状况越优的逆向指标，采用式(2)将C转化为F=(fij)m×n；反之，采用式(3)进行转化。

(2)

(3)

1.2 主客观赋权法

“幸福河”建设评价涉及多种影响因素，各影响因素在评估过程中的贡献度会直接影响最终的结果。以主客观赋权方法相结合的方式，避免了单一赋权方法仅考虑主观偏好或仅依赖数据的问题。该方法在参考主观经验的同时，结合因素的客观属性，得到影响因素对整体的权重系数[9]。

(4)

(5)

式中：W、W′分别为G1赋权法与变异系数法求得的权重矩阵；a1,a2分别为赋权法与变异系数法对应的组合权重系数。

1.3 评价等级的确定

(6)

式中：B为正参数，一般取10[15-16]；eih为标准化后的等级值；h为等级值[17]。

1.4 协调发展度模型

协调是指各部分在组织、结构以及变化上呈现出的和谐关系；各部分之间相互促进，以达到提高系统综合状况的目的[18]。根据上述等级评价确定方法，分别得到健康与宜居的评价指数f、g，并构建健康与宜居两者间的协调度R：

(7)

式中t为调节系数，一般取2[18-19]。R∈[0,1]，R越接近1，各部分协调关系越好。

1.5 障碍度模型

在对“幸福河”建设整体状况与内部各要素间的协调发展情况进行评价后，引入障碍度模型识别障碍因子。采用式(8)计算各指标与理想目标之间的偏离度Yij，结合各指标的组合权重Wi，采用式(9)得到障碍度Vij。

Yij=1-fij

(8)

(9)

2 飞云江“幸福河”建设评价

2.1 研究区概况

飞云江位于浙江省东南部，是温州地区的第二大河，全长193 km，流域面积3 719 km2，其河道上的珊溪水利枢纽、赵山渡饮水工程，是温州市最重要的供水水源，兼具发电、灌溉、防洪等作用；沿岸的泰顺廊桥、百丈飞瀑、石胜林海等水文化景点承担着提升温州市人民生活水平的重要职责。本文以飞云江干流作为研究对象，从“幸福河”建设的角度对这条事关温州地区生态环境、防洪供水安全、人民生活水平的河流进行评估。

2.2 评价指标体系构建

在对以往“清洁河流”“生态河流” “健康河流” “美丽河流”评价指标进行分析以及对“幸福河”内涵深入挖掘的基础上，本文从河流生态系统结构与功能出发，结合经济、社会发展需求，从健康、宜居两方面构建河流幸福评价准则层。健康旨在强调河流生态系统的发展；宜居突出河流带给其流域居民生活、生产、精神上的价值。

依据内在性、外在性和导向性原则，选取11个指标从河道形态、水量、水质角度描述河流自身特点，从防洪供水能力、水资源利用、流域经济水平、水文化服务角度表现河流与人的相互作用。各指标相互独立，可对“幸福河”的建设状况全面评价，并采用主客观赋权法得到各指标权重，见图1。

图1 “幸福河”建设评价指标体系

根据SL/T 793—2020《河湖健康评估技术导则》，以及国内相关研究成果[22-23]，将各评价指标分为Ⅰ级(高度幸福)、Ⅱ级(幸福)、Ⅲ级(中度幸福)、Ⅳ级(低度幸福)等4个等级。各指标分级标准见表1。

表1 “幸福河”建设评价指标分级标准

2.3 数据来源及评价结果

以2016—2019年为研究年份，对该时期内温州市水利局、生态环境局、文化广电旅游局发布的各类公告进行整理，确定各评价指标数值，见表2。

表2 2016—2019年飞云江“幸福河”建设评价指标值

a.利用隶属度加权评价模型进行评价。根据上述隶属度确立和等级评价的计算方法，计算出飞云江不同年份“幸福河”建设评价等级的隶属度，见表3。

表3 2016—2019年飞云江“幸福河”建设评价等级隶属度

由表3可知，4年来飞云江“幸福河”建设偏向Ⅱ级(幸福)水平，2019年“幸福河”建设有向Ⅰ级(高度幸福)变化的趋势。幸福等级变化的主要原因是河流连通性、流量过程变异程度以及文旅活动活跃性评价等级的下降。在各项指标中，河流连通性与流量过程变异程度均针对河流空间状态、水文过程连续性进行描述，两指标的变动表明在后续建设“幸福河”建设过程中，应尽量减少人为因素对河流形态和水文过程的干扰，维持河流自然状态。

b.利用协调发展度模型开展评价。从健康与宜居两方面进行评估，得到表4，可知两者相互配合协调度很高，协调度在0.980左右；但由于两者等级状况均较低，使得整体处于中级协调发展阶段。因此，飞云江“幸福河”建设存在着向良好型协调发展状态转变的趋势。

表4 2016—2019年飞云江健康与宜居协调发展状况

c.通过障碍度模型分析障碍因子。基于评价结果构建了障碍度模型，计算各指标对飞云江“幸福河”建设的影响程度，见表5。据此分析影响“幸福河”建设的障碍因子，并提出改进意见。

表5 2016—2019年飞云江“幸福河”建设指标障碍度

由表5可知，各指标障碍度基本处于趋于稳定和趋于上升的状态，仅河流连通性与流域城乡居民经济水平指标趋于下降状况。这表明河道形态、河道治理力度不断加强，流域居民经济生活具有高质量发展趋势，但在河流开发利用、生态建设方面仍存在不足。此外，在河流自身健康方面，主要障碍因子为生态用水满足程度、流量过程变异程度、河流连通性；在流域宜居性方面，主要障碍因子是水资源开发利用效率与流域城乡居民经济水平(占比50%以上)。由此可见，流域宜居性成为限制飞云江幸福等级提升的重要因素，在关注河流生态系统建设的同时，需提升居民幸福感的获得，注重流域社会与河流之间的相互作用。在所有指标中最大障碍因子为水资源开发利用效率。高效的水资源开发利用效率不仅是河流生态系统维持正常结构与功能的保障，还是流域社会经济高质量低成本发展的基础。

针对目前飞云江干流的“幸福河”建设状态，提出以下改进措施：①减少河道整治人为干扰。疏浚、沟通河道，逐步恢复河流、湿地等各类水体的自然连通；加强飞云江干流岸线管控，依法划定岸线管理范围，减少过度的人类活动对于河流水文过程的影响。②修复水生态并保障需水量。开展水环境的综合整治工作，对污水进行集中、深度治理。持续进行生态修复工程，改善水生态环境，涵养水源；在保证防洪安全的基础上，储备水资源，保证生态需水量，维持河流自身结构与功能稳定。③合理规划水资源配置。加强科技创新能力，提高工业用水中水资源循环使用效率；加强节水政策推行力度以及资金投入，强化节水意识；推行废水资源化，加快建设河流沿岸城市污水处理厂、城镇雨污分流和污水收集管网。④深化河流社会服务功能。挖掘河流的历史文化、自然景观价值，以景观营造、人文展示、休闲娱乐为主体，打造河流沿岸的景观节点，持续关注河流两岸居民对于美好宜居生活的要求，做好河流水文化、水景观的宣传工作。