山地城市河流与湖库健康度评价研究

摘要

健康的河湖系统才能发挥其正常的生态功能及社会服务功能。快速城市化进程改变了区域的自然地理特征和社会经济状况,进一步加剧了流域内河湖水环境的恶化,阻碍了河湖系统各项功能的正常发挥,使河湖健康受到严重威胁。河湖健康评价为河湖适应性管理和生态恢复提供了科学的依据。
　　论文在综述国内外河湖健康评价研究成果的基础上,以重庆市两江新区范围内的河湖为研究对象进行山地城市河湖健康度评价研究。研究的主要内容及成果如下:
　　①分析了山地城市快速城市化条件下河湖系统6个方面的特殊性:小流域河湖系统、水文及形态结构复杂多变、快速城市化对区域河湖影响较大、河湖综合保护与土地开发利用脱节、点源面源污染严重及河湖系统功能极大的改变和消失。本文关注城市化开发条件下河湖系统本身及人类活动对其影响两方面内容,初步探讨了山地城市河湖健康的概念,即在快速城市化条件下,河湖系统能够保持其自身结构合理、功能健全以及长期稳定,对自然及人为干扰具有抵抗力和恢复力,水系结构通畅、水质良好、生物多样性完整、社会水循环不损害自然水循环的客观规律,自然、生态环境及经济社会发展各子系统之间协调、健康、可持续的发展。并进一步分析了山地城市河湖自然结构和生态系统健康、影响因素健康及健康状态在时间和空间上的连续性3个方面的内涵。将河湖健康界定在人工系统状态,选择可达到的最佳状态(BAC)作为山地城市河湖健康的基准状态。
　　②从评价思路、评价体系构架及评价尺度三方面分析和构建了山地城市河湖健康度评价的总体框架,将河湖健康度划分为“很健康”、“健康”、“亚健康”、“不健康”及“很不健康”五个等级。以山地河湖特性及河湖健康内涵为立足点,依据指标体系构建原则,从河湖本身的自然结构、生态系统及河湖影响因素等方面筛选出了共26项指标,以河湖健康为总目标层,健康内涵为准则层,以各特征变量为指标层,构建了山地城市河流、河段及湖库健康度评价指标体系,明确了各指标的含义、计算方法及评价标准。在数据资料有限的情况下,选择定性与定量结合的层次分析法(AHP)确定指标权重,运用基于模糊数学的模糊综合评价模型、可变模糊评价模型及基于集对理论的集对分析评价模型对山地城市河湖健康状况进行评价,以便互相进行对比和选择,确保评价结果的准确性。
　　③以两江新区特征河湖御临河、中嘴河及龙景湖为例,运用本文建立的山地城市河湖健康度评价体系对其健康状况进行评价。结果表明,御临河健康度较高,各河段处于“健康”或“亚健康”等级,御临河整体处于“健康”等级;中嘴河赵家溪段处于“健康”或“亚健康”等级,而中嘴河下游段处于“亚健康”等级,中嘴河整体上的健康状况不容乐观,三种评价模型得到的结果均为“不健康”;龙景湖健康度较高,处于“健康”等级。三种评价模型得到的评价结果差异不大且均有效,选择以较为简便的模糊综合评价模型为基础,建立了山地城市河湖健康度评价软件系统,应用计算机MATLAB编程软件对河湖健康度评价指标体系的选择、权重计算及模糊综合评价模型等河湖健康度评价过程进行编程,实现了山地城市河湖健康度评价的计算机软件操作,使评价过程更加简便、准确,以期更加快捷地进行更多的山地城市河湖健康度评价实例研究。
　　本文的研究成果为山地城市河湖的综合整治和两江新区健康水系统的构建提供了参考依据。