李茜 尚潇瑛 赵敏歌 骆建文

摘要：针对渭河陕西段存在的水资源总量不足、开发利用程度高，用水量持续增加、生态流量得不到保障，水質超标、水环境污染严重等问题，结合流域特点、河道形态、功能分区等，对渭河陕西段健康评估关键技术如分段监测方案、监测点位设置、评估指标选取等进行处理，开展渭河陕西段健康评估，得出评估结果为49.36分，为亚健康状态。剖析了渭河陕西段不健康的主要表征：渭河流量过程变异程度较高、水文情势变化较大，生态流量保障程度偏低，生物完整性受损严重，水功能区水质达标率低。不健康的主要压力为渭河来水减少、流域用水压力大、河床稳定性差等。

关键词：河流健康评估;评估指标;生态完整性：渭河

中图分类号：TV882.I：X826

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2019.05.017

河流健康概念是1972年美国《清洁水法》中首先提出的，随着认识的深入.20世纪90年代以来，西方发达国家逐渐重视河流健康评价并广泛应用于流域综合管理中。国内对河流健康问题的研究起步较晚，21世纪初开始陆续引入河湖健康评价的理念。河湖健康评估作为当前河湖健康管理的重要手段，在河湖管理中得到越来越多的认可和重视。我国河湖健康评估工作是在评估指标体系不完善、评估方法不统一、相应评价方法及指标体系等关键技术问题未落实、水生生物监测数据资料匮乏的条件下逐步开展和完善的。渭河是我国西部经济欠发达地区水资源缺乏、水污染严重、水生态系统恶化的典型代表。渭河流域作为关天经济区（关中一天水经济区）发展的自然承载，对区域社会经济的作用不言而喻。随着渭河综合整治的推进，渭河生态环境明显好转，但河流健康状况的具体诊断和健康目标仍未明确。因此，开展渭河健康评估工作，进行关键技术问题处理，构建适宜的健康目标和评估指标体系，科学诊断渭河健康状况，分析识别不健康的主要表征及压力，对合理制定渭河健康保护措施，进而维持渭河正常的自然和社会功能、促进渭河生态文明建设等具有重要意义。

1 渭河陕西段主要生态问题

1.1 水资源总量不足，开发利用程度高

根据《陕西省渭河流域综合规划报告》，渭河流域地表水资源量56. 22亿m³，地下水资源量45.06亿m³，扣除两者重复量28.15亿m³后，流域自产水资源量为73.13亿m³，人均水资源量为307 m³.相当于全国平均水平的17.0%，水资源总量不足，承载能力有限，属资源性缺水地区。2010年渭河流域实际用水量50.57亿m³，开发利用程度达47.2%，总体超过国际公认40%的最高开发利用率限额，属于用水高度紧张地区。2010年地表水供水量为21.37亿m³，流域总体地表水开发利用程度为38%。

1.2 用水量持续增加，生态流量得不到保障

陕西省水资源总量不足，随着流域经济社会的快速发展，用水量持续增加.1990-2010年国民经济各行业用水增加了2亿m³，年均增长0.20%.加之境内来水减少，已严重挤占生态环境用水。渭河河道径流量减少，低限流量不满足，干支流相继出现断流，生态环境日益恶化。1997年枯水季节，渭河下游华县断面第一次出现断流，渭河沿岸大中城市普遍缺水。2003年6月，渭河西安临潼一渭南华县段60 km河水断流。2007年6月，泾河泾川县境内断流70多d，断流河段长达70 km。2010年渭河咸阳控制站以上河段流量较枯，特别是2月，林家村（合）站日平均流量小于1 m³/s的天数达到21 d.河道几近断流，河流生态维系困难;魏家堡、咸阳控制站断面流量均有小于水量调度最小流量控制指标的情况。断流极大影响了流域正常的生活、生产用水，工业停产、农业停灌，同时河流自身的生态环境遭到极大破坏。

1.3 水质超标，水环境污染严重

2015年对渭河干流水功能区进行单因子评价，渭河干流14个水功能区16个断面中，水质类别为I类、Ⅱ类、Ⅲ类水质断面个数占评价断面总数的37.50%，Ⅳ类、V类水质断面个数占31.25%，劣V类水质断面个数占31 .25%。渭河干流14个水功能区达标个数4个，按个数达标比例为28.6%，达标河长占34.2%。

2016年12月，陕西省对渭河流域进行了水质评价。评价断面19个，达标断面5个，按个数达标比例为26.3%，其中Ⅱ类断面1个、Ⅲ类断面4个、Ⅳ类断面10个、V类断面2个、劣V类断面2个，主要超标项目为氨氮、总磷、生化需氧量。

2 渭河健康评估关键技术处理

2.1 河段划分

渭河是黄河最大的支流，发源于甘肃省渭源县鸟鼠山，干流全长818 km，陕西段干流河长512 km。渭河陕西段宝鸡林家村站以上河段为上游，属山区峡谷河道，河长124 km;林家村一咸阳铁路桥河段为中游，河长180 km;咸阳铁路桥一河口河段为下游，河长208 km。

按照《河流健康评估指标、方法与标准》中河流分段评估技术规定，结合渭河陕西段地貌形态、水资源分区、水功能区、行政区界、控制站点、河岸陆域土地利用状况（城市河段、农村河段）等因素，将渭河陕西段分为10个评估河段。按照《全国河湖评估技术导则》（简称“导则”）规定，评价河段长度应小于50 km，但考虑到渭河陕西段上游河段为山区峡谷河道，河道形态结构差异小，受人类活动扰动少，且水功能区水质目标一致，故将上游124 km河段作为一个评估河段。

2.2 监测点位设置

在每个评估河段设置1个监测点位，共计10个监测点位。监测点位的设置应考虑采样的代表性、一致性，监测的便利性和安全性，数据的可获得性和连续性，同时，将监测点位与水功能区水质监测断面结合起来统筹考虑，因此，本次评估监测点位设置在所在河段的国控或省控水质监测断面。按照导则规定，渭河陕西段干流深弘水深大于Sm.监测河段采用固定长度法，设置长度为1 km。即以监测点位所在断面为中心，向上下游沿河岸线按照50 m等宽将监测点位上下游监测河段等分为10个单元，作为监测河段范围。河段尺度的流量、生态流量等指标数据采用河段内代表水文站或上下游相邻水文站数据。各监测断面监测单位均为陕西省生态环境厅。具体评估河段分段及监测点位设置见表1，分段图及监测断面布设见图1。

2.3 评估指标设置

河流健康评估指标设置与河流治理目标息息相关，对河流管理與修复起着导向作用，因此河流健康评估指标的选取是进行河流健康评估的关键，指标的选择直接决定了评价结果的合理性。每条河流其自然生态属性及社会服务功能都不相同，不同时期、不同发展阶段河流的管理目标不同，对河流健康的诠释及需求程度也不同，如何科学设置最适合于待评估河流的健康评估指标体系将是河流健康评估工作的前提。指标体系的选择应具有代表性、典型性、独特性，能体现评估河流的自然属性、环境特点、功能定位，体现河流的自然生态功能与社会服务功能的协调发展。

生态完整性表征的是河流自然状态的健康程度，影响着生态系统的恢复力[1]：可持续社会服务功能是指河流对社会经济发展和人类健康的支持推动作用[2].是生态系统管理的主要目标。只有二者协调发展，才能维持河流生态系统的良性循环与社会服务功能的正常运行，促进人与自然和谐发展[3]。参考《河流健康评估指标、方法与标准》及已有研究成果[4-7]，结合渭河流域特点，考虑数据的可获得性及监测的时效性，渭河健康评估指标体系采用目标层、准则层、指标层3级体系13个评价指标，构建包括水文水资源、物理结构、水质、生物和社会服务功能等5个方面的河流健康评估指标体系。其中：针对渭河冲淤特点，物理结构层增加了“河床稳定”指标，从平面摆动及纵向冲淤幅度来反映渭河河床稳定性：针对渭河开发利用特点及生态环境问题，社会服务功能完整性选择“水功能区达标”“水资源开发利用”“防洪指标”“公众满意度”来评价。具体评估指标体系见表2，其中水质、生物准则层指标赋分采用最小分值法：DO水质状况最小分值是指采用全年12个月月均浓度，按照汛期和非汛期进行平均，分别评估汛期和非汛期赋分，将其最小赋分作为该指标的赋分：耗氧有机污染状况最小分值是指取高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮分别赋分，选用评估年12个月月均浓度，按照汛期和非汛期进行平均并赋分，将其最小赋分作为4项水质的赋分，将4项水质赋分的平均值作为耗氧有机污染状况赋分：生物准则层最小分值是将大型无脊椎动物生物完整性指数和鱼类生物损失指数2个指标的最小分值作为生物准则层赋分。

3 渭河健康评估结果及分析

3.1 评估结果

分别采用2016年水文站实测数据及1970-2015年多年平均径流量数据、2017年10个河段监测断面物理结构实地测量调查和生物监测数据，以及2016年水质监测数据、实地调查及问卷资料等对各指标进行计算、赋分，对水文水资源、物理结构、水质、生物及社会服务功能准则层进行综合评估，得出渭河陕西段干流健康评估综合赋分结果，渭河健康评估综合得分为49.36分，见表3。对照导则中河流健康评估赋分标准（见表4），渭河陕西段健康状况为亚健康。各河段得分为45.61- 52.38分，均为亚健康状态。

3.2 不健康的主要表征

（1）渭河流量过程变异程度较高，水文情势变化较大。流量过程变异程度表达的是评估年逐月实测径流量与天然月径流量的平均偏离程度，能够反映流域水资源开发利用对天然水文情势的影响。此次评估选取了渭河林家村（合）、林家村（三）、魏家堡、咸阳、临潼和华县6个水文站，基本能代表渭河不同河段流量变异的真实情况，渭河干流整体流量过程变异程度赋分为33.75分，主要受下垫面变化、水土保持、水利工程等影响，水文情势变化较大。其中宝鸡峡至蔡家坡宝鸡城区评估河段得分最低，为16. 00分，表现为病态。蔡家坡至杨凌界乡村、杨凌城区、户县兴平乡村3个评估河段得分也较低，为20. 65分。究其原因，这4段属于渭河中游，灌溉用水量大，受宝鸡峡灌区及冯家山水库、石头河水库、羊毛湾水库、金盆水库农灌取水影响，加上来水减少的不利因素改变了河流水文情势，渭河流域内用水压力大，流量过程变异程度较高。

（2）生态流量保障程度偏低。根据各水文站2016年逐日实测径流资料，林家村（合）站生态流量保障程度好（81.66分），咸阳站、临潼站、华县站生态流量保障程度赋分在40分以上，基本能满足生态流量要求。林家村（三）站（24.37分）、魏家堡站（25.82分）生态流量保障程度介于差与一般之间，不能满足生态流量要求，且鱼类产卵育幼期（4-9月）赋分较低，为不健康状态，对鱼类幼期生长影响较大。渭河上游来水持续减少，干流缺少控制性水利调节工程，灌溉用水量大，干流水电梯级开发，魏家堡电站、杨凌电站等水电开发对河流流量过程造成较大影响，致使个别河段生态流量满足程度得不到保障。

（3）生物完整性受损严重。藻类、浮游动物、鱼类及大型底栖动物等最常被用来监测和评价河流健康状况[8]。当河流受到干扰时，会使河流生态系统的结构和功能发生变化，最终使河流健康受损[9]。渭河干流大型底栖无脊椎动物资源量多年来呈减少趋势，有的种类产量大幅下降，有的已形不成产量。相比上游，渭河下游大型底栖无脊椎动物明显偏少，尤以泾河口至零河口乡村河段、零河口至赤水河口渭南城区河段、赤水河口至方山河口乡村河段为甚。监测区域鱼类物种数与历史鱼类物种数相比明显较低，鱼类物种损失严重，现有鱼类以2-3龄鱼为主，清徐胡鲍和棒花鲍等鲤科种类在数量上占优。可以看出，陕西省渭河生物群落结构不稳定，干流水生生物结构不尽合理。

（4）水功能区水质达标率低。渭河干流水功能区水质达标率低，2016年渭河干流14个水功能区中只有2个水功能区水质达标，达标率仅为14%。林家村断面到人黄口12个水功能区水质均不达标，污染物主要是COD、氨氮、总磷。渭河干流虢镇桥、新丰桥监测断面氨氮污染较严重，废污水排放、化肥和农药过量施用是导致水功能区水质不达标的重要因素。目前面源污染并未采取相应的治理措施，而城镇污染尚处于治理之中，水污染治理有待加强。

3.3 不健康的主要压力

（1）渭河来水减少。从1970-2015年长系列水文资料分析来看，渭河干流年平均径流量呈显著递减趋势，渭河流域下垫面改变、降水减少等均对渭河产水有一定影响.1995-2015年渭河林家村断面径流量均值10.5亿m3比1970-1990年的20.2亿m3减少近一半。2000年以后渭河处于平枯水期，渭河河道径流量减少，导致生态流量保障率降低，河流生态环境遭到破坏。

（2）流域用水压力大。渭河流域对陕西省经济发展起重要支撑作用，缺水是制约全省经济社会发展的“瓶颈”。随着经济社会的快速发展，流域内用水量持续增加，渭河流域水资源总量不足，加之境内来水减少，造成渭河干流流量过程变异程度较高，水文情势变化较大，同时干流缺少控制性调蓄工程，枯水期（特别是鱼类产卵育幼期）流量低，生态流量保障程度不高，水生态破坏，水生生物数量及种类减少，水生态失衡问题突出。目前引汉济渭、引乾济石等跨流域调水工程虽已开始实施，但仍未调水，渭河流域内用水量并未减少，用水压力依然很大。

（3）水污染治理任重道远。随着用水量的增加，废污水排放量持续增大。化肥和农药过量施用，并随雨水、农田灌溉用水进入河流和土壤，使水体水质恶化。水环境的质量受来水量、排污量、底质等综合影响。渭河严重的水污染状况，影响了水生生物的完整性。

（4）渭河河床稳定性差。干支流水库的拦沙作用下，推移质补充减少而采砂不断，渭河中游河床持续下切，加之潼关高程抬升引起渭河下游特别是临潼以下河段淤积，使河流水沙循环通道受阻，造成渭河中下游河床稳定性较差。

总体来看，渭河不健康的压力，一方面受渭河产水减少、流域高密度人口分布与经济快速发展，以及对水资源不合理开发利用等影响：另一方面受渭河干流水生态系统自身特点的限制，诸如多闸坝建设造成河流连通片段化。另外，受潼关高程及三门峡水库淤积上延等因素影响，渭河干流水环境破坏，水生态失衡问题突出。

4 维护渭河健康的对策和建议

考虑渭河陕西段的典型性及特殊性，选取1 3个评价指标，构建渭河健康评估关键技术处理方案，对陕西渭河段健康状况进行了评估，评估结果为49.36分，为亚健康状态。结合对渭河不健康的主要表征和主要压力的剖析判断，提出维护渭河健康的对策和建议。

（1）实施生态调度，改善河流生态。上游拓石水文站流量≥25 m3/s时林家村断面下泄流量5-8 m³/s，上游拓石水文站流量<25 m³/s时通过宝鸡峡灌溉系统调节保证生态流量5 m³/s;渭河中游魏家堡水文断面下泄流量不低于10 m³/S，咸阳水文断面下泄流量不低于15 m³/s;渭河下游临潼水文断面下泄流量不低于37 m³/s，华县水文断面下泄流量不低于12 m³/s。以上各站保证率均不低于90%。

（2）开展水污染专项治理。对渭河干流虢镇桥、新丰桥监测断面氨氮污染开展专项治理，继续严格控制沿岸废污水人河排放量，同时建立溶解氧及耗氧有机物等水污染物质的日常监测预警制度，提高水功能区达标率，改善渭河干流水质，提高水环境质量，同时提供良好的生物栖息地。

（3）建立渭河健康评估工作制度。将渭河物理结构及与其联系的生态水文学、生态环境及生物作为长期监测指标，扩大监测范围和监测样点，形成完善的定期监测制度与方法：逐步规范评估时间间隔，建立}胃河健康定期评估制度;开展重大水利工程对河流健康影响审查制度与健康保护方案审批制度、河流健康维护补偿制度等，保障渭河健康评估工作取得实效。

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【责任编辑吕艳梅】