一种水系连通工程指标体系构建及评价方法

技术领域

本发明涉及河道整治、水环境治理和水生态修复领域，特别是涉及一种水系连通工程指标体系构建及评价方法。

背景技术

河湖水系连通工作的主要目标是：通过10～20年的努力，以水资源紧缺、水生态脆弱和水环境恶化等地区为重点，逐步构建国家、区域、城市层面布局合理、功能完备、工程优化、保障有力的河湖水系连通格局，水资源统筹调配能力、供水安全保障能力、防洪除涝减灾能力、水生态环境保护能力和应急保障能力得到明显提高。

河湖水系连通的工作重点：一是着力突出水资源配置、防洪减灾、水生态环境修复与保护等不同类型河湖水系连通的功能要求，二是准确把握东部、中部、西部、东北地区河湖水系连通的区域特点，三是注重国家、区域、城市和农村等不同层面的连通特征。

受江湖关系与水文情势变化影响，洞庭湖区河流湖泊淤积萎缩，日益衰减；垸内渠系和内湖、哑河由于建成年代久远，建设标准低，以及规划布局不当，加之长期以来缺少资金投入，目前渍堤单薄，沟渠淤塞严重，断头颇多，水流不畅，水资源调配功能下降，导致旱涝灾害频繁发生。同时，由于水体不活，水环境质量、水体降解能力急剧下降，水污染严重，水生态环境日益恶化，对区内防洪安全、供水安全、粮食安全和生态安全造成严重威胁。针对上述水资源短缺问题逐步凸显、水生态环境恶化趋势加剧等情况，国内对于洞庭湖区的河湖水系格局形成机理及其构成仍缺少深入且系统的研究成果。当前洞庭湖区的水系连通格局与水资源配置、防洪抗旱能力、生态环境治理与修复的关联性与适配性，以及水系连通的需求与甄选是本项目从水系连通治理理论与工程实际的纽带，也是一个尚未解决的重要问题。尽管洞庭湖区已开展多个水系连通工程，但是如何构建与区域经济社会发展和生态文明建设相适应的河湖水系连通评价指标体系，构成一个关键技术问题。

发明内容

本发明提供一种水系连通工程指标体系构建及评价方法，具体技术方案如下：

一种水系连通工程指标体系构建及评价方法，包括以下步骤：

步骤一、指标的选取和构建指标体系，具体是：综合考虑洞庭湖区已有水系连通工程的性质、特征和目的，寻找其中的共性和差异，最终确定结构连通性A、水力连通性B、生态环境效益C和社会经济效益D共四个主要评价要素构建指标体系；

步骤二、确定指标的权重，具体是针对城市水系连通工程、针对跨水系跨垸连通工程和针对垸内水系连通工程确定指标的权重；

步骤三、确定指标的评分规则，将指标评分规则分为至少两个等级；

步骤四、计算获得单类指标得分和综合评价得分Z。

可选的，所述指标体系中含河网密度、水系环度、水系连通度、换水周期、河道流速、河道流量、水体纳污能力、最小换水流量、水功能区达标率、土地增值效益、防洪效益、灌溉效益共12个指标。

可选的，确定指标的权重中：

针对城市水系连通工程：结构连通性A取值0.1，水力连通性B取值0.2、生态环境效益C取值0.4，社会经济效益D取值0.3；

针对跨水系跨垸连通工程：不考虑结构连通性A，水力连通性B取值0.2、生态环境效益C取值0.35，社会经济效益D取值0.45；

针对垸内水系连通工程：不考虑结构连通性A，水力连通性B取值0.4、生态环境效益C取值0.3，社会经济效益D取值0.3。

可选的，将指标评分规则分为好、良、中和差四个等级，依次计10、8、6和4分。

可选的，所述步骤四中：

结构连通性的计算表达式为：A＝β

综合评价得分Z的计算表达式为：Z＝β

其中：A

应用本发明的技术方案，效果是：

本发明选取了结构连通性、水力连通性、生态环境效益和社会经济效益等4大要素构建评价指标体系。根据实际工程类型不同，对单类指标赋相应权值，并确定了单个指标在单类指标评价中的权重。制定了综合评价方法，可用于评价洞庭湖区水系连通工程实施的综合影响，也为其他区域的水系连通工程综合评价提供参考；本发明采用的指标加权计算方法具有较好的可操作性和适用性。

附图说明

图1为本发明实施例中澧县城区水系连通工程示意图、澹水、涔水和澧水交汇段以及活水南线景观带示意图，其中：(a)为澧县城区水系连通工程示意图；(b)为澹水、涔水和澧水交汇段(c)为活水南线景观带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：

一种水系连通工程指标体系构建及评价方法，包括以下步骤：

步骤一、指标的选取和构建指标体系，具体是：综合考虑洞庭湖区已有水系连通工程的性质、特征和目的，寻找其中的共性和差异，最终确定结构连通性A、水力连通性B、生态环境效益C和社会经济效益D共四个主要评价要素构建指标体系；

步骤二、确定指标的权重，具体是针对城市水系连通工程、针对跨水系跨垸连通工程和针对垸内水系连通工程确定指标的权重；

步骤三、确定指标的评分规则，将指标评分规则分为至少两个等级；

步骤四、计算获得单类指标得分和综合评价得分Z。

可选的，所述指标体系中含河网密度、水系环度、水系连通度、换水周期、河道流速、河道流量、水体纳污能力、最小换水流量、水功能区达标率、土地增值效益、防洪效益、灌溉效益共12个指标。详见表1：

表1洞庭湖区水系连通工程指标体系

洞庭湖区水系连通工程主要有城市水系连通工程、跨水系跨垸连通工程和垸内水系连通工程等3类。城市水系连通工程通常会新增连通渠道，应将表征水系形态格局的结构连通性纳入综合评价中。跨水系跨垸连通工程主要通过长距离水资源调度进行定向补水，垸内水系连通工程主要通过清淤疏浚的方式加强水体流通，二者都未新增连通渠道，因此在综合评价中不考虑结构连通性。根据4类指标与各类水系连通工程实施目标的相关性及其重要程度，确定单类指标权重(表2)。根据单个指标在单类指标评价中的重要程度，确定单类指标中单个指标的权重(表1)。

表2洞庭湖区水系连通工程单类指标权重

可选的，将指标评分规则分为好、良、中和差四个等级，依次计10、8、6和4分。制定适用于洞庭湖区水系连通工程定量指标的评分标准，详见表3：

表3定量指标评分标准

可选的，所述步骤四中：

结构连通性的计算表达式为：A＝β

综合评价得分Z的计算表达式为：Z＝β

其中：A

具体应用案例如下：

本实施例选取资料较完整的澧县城区水系连通工程为典型案例，对指标体系和评价方法进行应用和验证，为城市水系连通工程及其他类型的水系连通工程的综合评价提供参考。

1、介绍

湖南省澧县城区水资源总量丰富，但水系未整体连通，加之部分工业废水和生活污水汇入其中，导致局部水环境恶化。尤其是在枯水干旱季节，澹水、栗河、襄阳河及部分灌排沟渠污染严重，制约了城区社会经济发展。为适应洞庭湖区城市发展和治水理念，创造良好的生态环境，满足澧县海绵城市发展和社会公众的水环境需要，当地启动了澧县城区水系连通工程。该工程规划了引澧济澹济涔片、老城区3线活水片和新城区活水片等3个项目分片，共5条引水线路(图1)。其中，老城区活水南线分为东、西两段，西是回水渠渡槽出口-栗河凤凰堰段，东是栗河凤凰堰-黄沙湾自排闸引水渠段。项目区总面积为61km

2、评价结果

2.1、结构连通性评价

经计算结构连通性评价指标，河网密度Rd＝1.85，水系环度α＝0.06，水系连通度γ＝0.38。工程实施后，区域内每1km

2.2、水力连通性评价

通过幸福引水闸从澧水干流引流(河道流量Q＝9m

表4澧县新、老城区各活水路线部分评价指标值

2.3、态环境效益评价

栗河和襄阳河是贯穿澧县城区的主要排涝内河，《澧县水功能区划》仅对该2条内河做了Ⅲ类水质的目标要求。工程对其进行清淤截污，并保证河道流量为Q＝5.00m

2.4、社会经济效益评价

工程实施后项目区周边土地预计升值2.7亿元，按50a的正常使用期计算，年化收益为1466万元。工程实施前灌溉保证率低，导致粮食减产约80kg/亩，按2.5元/kg计算，年损失6810万元，工程实施后可为耕地提供灌溉需水，增加灌溉效益2724万元。栗河和襄阳河同时也是城区的主要防洪内河，但二者在实际中主要用于打造水生态休闲景观，尚未见明显的防洪效益。

2.5、综合评价

将定量指标值对比表3的评价标准，以洞庭湖区和澧县当地对生态经济区和特定工程区域的规划要求为定性评价依据，综合工程实施的实际效果，按照前文提出的评分规则和计算方法进行计分。其中，单类指标的权重是以表2中的城市水系连通工程为准。如表5所示，综合得分Z＝9.4＞8，可评定为优秀等级。该工程主要是由幸福引水闸和群星闸从澧水干流引水，分别对新、老城区及澹水进行水资源调配，以创造良好的生态环境，打造澧县水域靓城，因此水力连通性和生态环境效益评分最高，各项评价结果符合工程实际。在未来应以提高水系环度α和水系连通度γ为重点，继续优化水系连通格局设计，并促进生态效益转化为社会经济效益。

表5澧县城区水系连通工程综合评价评分

应用本实施例的方案，效果是：(1)选取了结构连通性、水力连通性、生态环境效益和社会经济效益等4大要素的12个评价指标，构建评价指标体系。根据实际工程类型不同，对单类指标赋相应权值，并确定了单个指标在单类指标评价中的权重。制定了综合评价方法，可用于评价洞庭湖区水系连通工程实施的综合影响，也为其他区域的水系连通工程综合评价提供参考；(2)澧县城区水系连通工程可评定为优秀等级，其评价结果与规划设计目标和工程实际情况相符。该区域的水系结构连通性较差，未来应调整水系的整体规划布局，并逐渐将生态效益转化为社会经济效益；(3)采用指标加权计算方法具有较好的可操作性和适用性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。