长江科学院院报

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2025 , Vol. 42 >Issue 10: 192 - 200

DOI: https://doi.org/10.11988/ckyyb.20241245

河流伦理建构研究专栏

西藏高原分区域河流健康评价体系应用

  • 许继军 , 1 ,
  • 朱振熔 1 ,
  • 魏丹莉 2 ,
  • 柳林 3 ,
  • 陈述 , 1 ,
  • 王静 4
展开
  • 1 长江科学院 水资源综合利用研究所,武汉 430019
  • 2 河南省水利勘测设计研究有限公司,郑州 450016
  • 3 水利部海河水利委员会 水文局,天津 300170
  • 4 西藏自治区水文水资源勘测局,拉萨 850032
陈 述(1990-),男,四川达州人,高级工程师,博士,主要从事水资源调配与管理研究工作。E-mail:

许继军(1971-),男,湖北武汉人,正高级工程师,博士,主要从事水文水资源、水资源管理等方面研究。E-mail:

收稿日期: 2024-12-03

  修回日期: 2025-05-19

  网络出版日期: 2025-07-02

基金资助

国家自然科学基金青年基金项目(42301031)

国家自然科学基金国际合作项目(52261145744)

武汉市知识创新专项项目(2023020201010111)

收起

Application of Regionalized Health Assessment System for Rivers on Xizang Plateau

  • XU Ji-jun , 1 ,
  • ZHU Zhen-rong 1 ,
  • WEI Dan-li 2 ,
  • LIU Lin 3 ,
  • CHEN Shu , 1 ,
  • WANG Jing 4
Expand
  • 1 Water Resources Department, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430019, China
  • 2 Henan Water & Power Engineering Consulting Co., Ltd., Zhengzhou 450016, China
  • 3 Haihe RiverWater Conservancy Commission, Ministry of Water Resources, Tianjin 300170, China
  • 4 Hydrology andWater Resources Survey Bureau of Xizang Autonomous Region, Lhasa 850032, China

Received date: 2024-12-03

  Revised date: 2025-05-19

  Online published: 2025-07-02

Fold

摘要

西藏高原地域辽阔、自然条件严苛且河流对气候变化高度敏感,为保障区域水资源安全和生态系统稳定,亟需开展区域化、多维度的河流健康评价,构建一套综合健康评价体系,包含自然结构、生态环境和社会服务功能3个准则层及12项指标。根据西藏的地形和气候特征,划分研究区域为藏南河谷地区、藏北高原湖盆区和藏东高山峡谷区,并针对各区域制定了差异化评价标准。采用博弈论的组合赋权方法对指标权重进行优化,选取金沙江西藏段、年楚河和扎加藏布3条典型河流进行评价分析。结果表明,扎加藏布得分为95.51分,处于“非常健康”状态;金沙江西藏段得分为91.85分,建议加强堤防建设;年楚河得分为81.57分,健康状况相对较弱,主要面临水土流失和连通性不足等问题。同时,基于评价结果提出加强水土保持、完善生态流量泄放以及推进防洪工程等措施建议。

关键词： 高原河流; 健康评价; 博弈论赋权; 金沙江; 年楚河; 扎加藏布

本文引用格式

许继军 , 朱振熔 , 魏丹莉 , 柳林 , 陈述 , 王静 . 西藏高原分区域河流健康评价体系应用[J]. 长江科学院院报, 2025 , 42(10) : 192 -200 . DOI: 10.11988/ckyyb.20241245

Abstract

[Objective] Rivers on the Xizang Plateau are characterized by fragile ecosystems, high sensitivity to climate change, and significant regional differences. To ensure regional water security and ecosystem stability, it is crucial to conduct regionalized and multi-dimensional river health assessments. [Methods] A comprehensive river health assessment system comprising 12 indicators was developed based on the three criterion layers of natural structure, ecological environment, and social service functions. Based on the topographic and climatic characteristics of the Xizang Plateau, the study area was divided into three regions: Southern Xizang Valley, Northern Xizang Plateau Lake Basin, and Eastern Xizang Alpine Gorge. Differentiated assessment criteria were formulated for each region. The indicator weights were determined by combining the fuzzy analytic hierarchy process and an improved entropy weight method based on game theory to enhance the rationality and stability of the assessment. Three typical rivers from different regions—the Xizang section of the Jinsha River, the Nianchu River, and the Zagya Zangbo—were selected for comprehensive assessment through field investigation, remote sensing monitoring, and hydrological data collection. [Results] The health status of the three rivers exhibited significant regional differences: The Zagya Zangbo scored 95.51, indicating a “very healthy” status. Its natural structure and social service functions were in excellent condition. However, due to the high-altitude characteristics of the Northern Xizang Plateau, dissolved oxygen levels were slightly lower, and the self-purification capacity of rivers in this region was generally low. The Xizang section of the Jinsha River scored 91.85, classified as "healthy". Its natural structure and ecological environment were generally good. However, in the Eastern Xizang Alpine Gorge region, the riverbanks had significant elevation differences, resulting in poor riverbank stability and low flood control compliance rates. Additionally, the low branch sinuosity made the area prone to mountain flood disasters. The Nianchu River scored 81.57, barely reaching the “healthy” level. Rivers in the Southern Xizang Valley were heavily influenced by human activities. In the middle and lower reaches of the Nianchu River, soil erosion was severe, and the natural status of the riverbanks scored low. Furthermore, the ecological flow requirements were inadequately met, the integrity of zoobenthos and the water quality indicators in the downstream sections were poor, and some flood control facilities in certain river sections were aging, posing safety risks. [Conclusions] Based on the assessment results, this study proposes measures such as strengthening soil and water conservation,improving ecological flow release,and advancing flood control projects.

Key words： plateau rivers; health assessment; game theory-based weighting; Jinsha River; Nianchu River; Zagya Zangbo

0 引言

西藏高原河流系统是亚洲水塔的重要组成部分,在提供水资源储备、生物栖息地[1]与文化象征[2]等方面具有重要作用。然而,西藏高原河流的形成受构造运动与水温气候的共同影响[3],且对气候变化与人类干扰尤为敏感[4]。因此,对西藏高原独特的河流生态环境健康进行正确评价尤为关键。
自20 世纪90年代起,国际上相继提出了如快速生物评价协议(Rapid Bioassessment Protocols,RBPs)、河流无脊椎动物预测和分类系统(River Invertebrate Prediction and Classification System,RIVPACS)、水框架指令(Water Framework Directive,WFD)等科学的河湖健康评价方法与指标体系[5-9]。2005年长江水利委员会提出了4级16项指标的健康评价体系[10];随后珠江流域[11]、海河流域[12]、太湖流域[13]等也制定了相应的流域健康管理标准。2020年水利部印发《河湖健康评价指南(试行)》[14],从“盆”、“水”、生物、社会服务功能4个层面进行综合评价;2023年水利部河长办印发了《幸福河湖建设成效评估工作方案(试行)》,将河湖健康评价扩展至安澜、生态、宜居、智慧、文化、发展、公众满意7个维度[15]。
同时,西藏高原河流健康评价的研究逐步展开。陈歆等[16]针对拉萨河构建了健康评价指标体系,但未考虑区域尺度的适应性。李朝霞等[17]构建了西藏河流健康评价标准,但未进行分区域的实证研究。杨晓等[18]采用压力-状态-响应(Pressure-State-Response)模型评价澜沧江流域的生态安全,但研究范围局限于单一区域。邓智瑞等[19]研究了朱拉曲的健康状况,但其指标未针对西藏高原的特殊条件进行调整。
为此,本研究在深入调查与分析高原河流自然结构、水生态环境和社会功能的基础上,针对西藏高原的区域异质性,提出了分区化的指标标准及适用阈值,并以金沙江、年楚河、扎加藏布等典型河流为对象进行实证检验,进而提出相应的管理保护建议。

1 评价指标体系构建理论

1.1 评价指标体系构建基础

河流系统是自然结构、生态环境与经济社会相互耦合的开放系统[20]。自然结构是河流系统的基础,生态环境由水生物及水生态组成,经济社会因素表现为人类活动影响以及社会服务需求。而西藏高原河流生态监测尚不完善,评价指标既要反映生态系统结构与功能状态,又需依赖可靠数据支撑。因此,依据西藏河流的整体共性确定指标体系,并根据区域特征设定评价标准阈值,具体流程如图1所示。
图1 西藏高原河流评价流程

Fig.1 Health assessment process for rivers on Xizang Plateau

1.2 西藏高原河流特征分析

西藏高原河流因其独特的高海拔、强辐射、低氧、低温干旱及贫营养环境[21],导致水生生物种类稀少、生长缓慢,生态系统脆弱[22]。降水主要集中在5—9月份[23],冰川和积雪融水补给比例高[24],植被稀疏及高山融水导致含沙量大[25],较低的人口密度塑造了独特的社会服务需求。
根据西藏河流的空间分布和自然属性,可以划分为藏南河谷地区、藏北高原湖盆区和藏东高山峡谷区3个区域。
藏南河谷地区位于冈底斯山脉和喜马拉雅山脉之间,是西藏人口最密集、经济最发达、文化最多样的地区。该区域属温带季风气候,年降水量在200~400 mm之间。其地势较为平缓,河谷宽阔。这一地区的主要河流有孔雀河、朋曲、拉萨河、年楚河、尼洋河等。
藏北高原湖盆区包括南、北羌塘山原湖盆和昆仑山区。受高山屏障影响,该区域主要为高原亚寒带季风半干旱与干旱气候,气候寒冷干旱多风。该区域海拔较高,高原盆地、湖泊和草地广布,是中国最大的内流区[26]。其南部和东部降水较多,水网密集,有申扎藏布、扎加藏布、波仓藏布和巴汝藏布等河流贯穿其中。
藏东高山峡谷区由一系列东西走向逐渐转为南北走向的高山深谷组成[27]。地势的逐级升高形成了从热带到永冻地带的垂直气候变化情况。该区域降水的时间分布较为均匀,而空间分布不均,北部地区年降水量约为600~1 000 mm,南部地区可达1 000 mm以上。该地区地势起伏大,山形复杂,河床切割深,高山深谷间夹持着察隅曲、怒江、金沙江和澜沧江等河流。

2 西藏高原河流健康评价指标体系

2.1 指标体系构建

结合西藏河流的高原共性及历史研究,参考《河湖健康评价指南(试行)》等国家或地方的法律法规、政策文件和技术标准,构建由3个准则层及12个指标组成的,涵盖自然结构、水环境、水生物和社会服务功能的综合评价指标体系。评价指标体系如表1所示。
表1 西藏高原河流健康评价指标体系

Table 1 Health assessment indicator system for rivers on Xizang Plateau

准则层 指标层 计算方法
自然结构 河岸带宽度
指数		 满足条件的左、右岸河岸宽度占河段长度的比值[28]
汊道弯曲度 两端点之间河流弯曲弧线长度与直线长度的比值[29]
岸线自然状况 岸线稳定性与岸线植被覆盖率的加权和
河流连通性 每km阻碍河流连通性的建筑数量[30]
生态环境 大型底栖无脊椎动
物生物完整性指数		 大型底栖无脊椎动物生物完整性指数监测值
鱼类保有指数 现状鱼类种类数量与历史基准年鱼类种类数量的比值
生态流量满足
程度		 汛期非汛期的最小日均流量占相应时段多年平均流量的百分比
水质指数 水质指数数值计算[31]
水体自净能力 水体含氧量
社会服务
功能		 水域岸线开发
违规程度		 入河排污口规范化建设率、入河湖排污口布局合理程度和河湖“四乱”状况的加权平均值
防洪达标率 达标防洪堤岸长度与防洪堤岸总长度的比值
公众满意度 评价流域内参与调查的公众赋分的平均值

2.2 评价指标权重计算

本文通过博弈论的最小离差法对权重进行优化组合,以提高综合评价的可靠性与精度。模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)是将模糊理论引入传统层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的一种多准则决策方法[32]。而改进熵权法利用信息熵计算出各指标权重,为多指标综合评价提供依据[33]。通过博弈论组合赋权,可在主、客观权重间寻求最佳平衡,最小化二者偏差,最终获得最优组合权重[34]。
该方法在国内的多个领域和问题中得到了应用和研究。山成菊等[35] 将博弈论组合赋权思想应用于海河流域永定河的河流健康评价;张德彬等[36] 借助改进的博弈论集合模型,将模糊层次分析法与熵权法组合用于5个典型乡镇地下水饮用水源水质评价;王梦浩等[37]则在嫩江流域水质评价中通过博弈论将模糊层次分析法与熵权法组合赋权,并结合TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)模型进行分析。

2.3 指标评价标准优化

参考《河湖健康评价指南(试行)》以及《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)[38]等国家或地方的法律法规、政策文件和技术标准,依据水文气候、地貌等实际差异,对各指标的评价等级和赋分标准进行适当调整,以反映高原河湖的健康状况和保护需求。西藏高原河流健康评价标准如表2所示。
表2 西藏高原河流健康评价标准

Table 2 Health assessment criteria for rivers on Xizang Plateau

指标层 藏南河谷地区评分 藏北高原湖盆区评分 藏东高山峡谷区评分
100 80 60 40 0 100 80 60 40 0 100 80 60 40 0
河岸带宽度指数 >0.8 0.6 0.45 0.3 0 >0.8 0.6 0.45 0.3 0 >0.6 0.45 0.3 0.15 0
汊道弯曲度 2 1.5 1 0.5 0 2 1.5 1 0.5 0 2 1.5 1 0.5 0
岸线自然状况 BH赋分值=BSr×BSw+PCr×PCw
河流连通性/
(个·(100 km)-1		 0 0.25 0.5 1 ≥1.2 0 0.25 0.5 1 ≥1.2 0 0.25 0.5 1 ≥1.2
大型底栖无脊椎动物生物
完整性指数		 1.35 0.86 0.26 0.08 0 1.21 0.77 0.23 0.07 0 1.43 0.91 0.27 0.09 0
鱼类保有指数/% 100 75 50 25 0 100 75 50 25 0 100 75 50 25 0
生态流量满足 汛期 ≥30 20 10 5 <5 ≥30 20 10 5 <5 ≥30 20 10 5 <5
程度/% 非汛期 ≥50 40 30 10 <10 ≥50 40 30 10 <10 ≥50 40 30 10 <10
水质指数 WQI= ( I i ) m a x、Ii= C i - C i o k C i o k + n - C i o k20n+Iiok
水体自净能力/
(mg·L-1)		 ≥6.5
(饱和度
≥80%)		 ≥5.2 ≥2.6 ≥1.7 0 ≥6.2
(饱和度
≥80%)		 ≥4.96 ≥2.48 ≥1.62 0 ≥7.0
(饱和度
≥80%)		 ≥5.6 ≥2.8 ≥1.83 0
水域岸线开发违规程度 优 良 中 差 劣 优 良 中 差 劣 优 良 中 差 劣
防洪达标率/% ≥95 90 85 70 ≤50 ≥95 90 85 70 ≤50 ≥95 90 85 70 ≤50
公众满意度/% ≥95 80 60 30 0 ≥95 80 60 30 0 ≥95 80 60 30 0

注:BSr为岸线稳定性赋分;PCr为岸线带植被覆盖率赋分;BSw为岸线稳定性权重;PCw为岸线带植被覆盖率权重。 C i为 i项评价项目的实测结果; C i o k为 i项评价项目的 k级标准浓度; C i o k + n为 i项评价项目的 k + n级标准浓度; n为标准中两分级值或多分级值相同标准的个数;Iiok为第i项评价项目的k级水质指数。

3 西藏高原河流健康评价应用

为了验证本研究构建的河流健康评价指标体系的有效性和实用性,本文选取了西藏3个区域的3条主要河流——金沙江西藏段、年楚河、扎加藏布进行分析。

3.1 研究区域概况

3.1.1 金沙江西藏段

金沙江西藏段属于藏东高山峡谷区,河谷为典型的横断山脉峡谷,其干流长509 km。流域内干湿季分明,降雨集中于4—9月份。该区域梯级电站开发密集,多种珍稀鱼类及峡谷生物群落在此分布,为典型的藏东高山峡谷区河流特征。
根据自然条件和社会特征,将其分为3个评价河段。上游江达县段长约290 km,表现为明显的宽谷游荡型河流特征;中游贡觉县段长约100 km,河段为高山峡谷地貌,水流相对集中;下游芒康县段长119 km,整体流向转为自北向南,无较大支流汇入。

3.1.2 年楚河

年楚河是雅鲁藏布江的一级支流,属于藏南河谷地区,河流总长235 km。其流经区域地形复杂,气候受西南季风影响,90%降水集中在夏季。河岸区域人口密集,农业开发和水利工程建设相对完善,是西藏自治区重要的粮食基地,为典型的藏南河谷生态系统。
根据年楚河干流的水文特征,本文将河流划分为上、中、下游3个评价河段。上游河段河长约92 km,该段河道宽阔,为古冰川谷地。中游河段河长约42 km,该河段主要表现为峡谷山地,两侧山势陡峭。下游河段河长约101 km,人口密集,两岸有连续堤防。

3.1.3 扎加藏布

扎加藏布属于藏北高原湖盆区,是西藏自治区最长的内陆河流,河长约423 km。其位于高原亚寒带羌塘半干旱气候区,超过80%的降水集中在5—9月份,流域内生长灌木和草本植物,人口密度较低,以畜牧业为主。该区域高寒草甸与盐湖广布,是典型的藏北高原湿地生态系统。
根据扎加藏布干流河流水文特征,将分为上、中、下游3个不同的评价河段。上游河段长101.94 km,河岸为宽谷盆地,冰碛物发育,植被覆盖率低。中游河段长218.35 km,河谷加宽,河道显著发育,形成游荡性河道。下游河段长102.71 km,河谷开阔,汊流减少,两岸阶地发育,高山草甸广布。

3.2 各河流分河段指标数据及权重计算

通过实地考察、卫星遥感监测和相关文献查询,基于2024年采集的多源数据,可以计算得到金沙江西藏段、年楚河和扎加藏布干流上、中、下河段的水文水质、地形地貌、水生生物和社会服务功能指标数据,如表3所示。组合权重法计算各指标的综合权重如表4所示。
表3 各河流分河段指标数据

Table 3 Indicator data for different segments of rivers

指标层 金沙江西藏段 年楚河 扎加藏布 数据来源
上游 中游 下游 上游 中游 下游 上游 中游 下游
河岸带宽度指数 0.93 0.90 0.90 0.84 0.87 0.30 0.99 0.93 0.94 遥感监测及现场勘查
汊道弯曲度 1.56 1.25 1.16 1.26 1.62 1.50 2.13 1.88 2.07 遥感监测
岸线自然状况/% 96.70 96.70 81.70 50.00 65.00 85.00 100.00 90.00 9.000 遥感监测及现场勘查
河流连通性/(个·(100 km)-1) 0 0 0 0 4.76 0 0 0 0 遥感监测及现场勘查
大型底栖无脊椎动物生物完整性指数 0.93 1.23 1.33 0.99 0.91 0.64 1.13 0.86 1.03 现场勘查
鱼类保有指数/% 100.00 96.00 92.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 现场勘查
生态流量满足程度/% 65.40 75.10 53.20 100.00 0 21.50 95.50 100.00 100.00 干流水文站监测数据
水质指数 97.20 80.00 80.00 90.00 83.30 89.10 81.48 84.17 85.50 干流水文站监测数据
水体自净能力/(mg·L-1) 6.33 6.76 7.71 6.36 6.47 6.66 5.40 5.60 5.80 现场勘查
水域岸线开发违规程度赋分 91.00 100.00 88.00 100.00 95.50 71.20 100.00 95.00 90.00 遥感监测及现场勘查
防洪达标率/% 40.20 100.00 100.00 100.00 100.00 65.60 100.00 100.00 100.00 遥感监测及现场勘查
公众满意度/% 90.90 91.60 90.50 97.70 93.60 93.30 95.63 94.70 93.26 现场勘查
表4 各河组合权重计算结果

Table 4 Calculation results of combined weights of each river

准则层 准则层权重 指标层 指标层权重
金沙江西藏段 年楚河 扎加藏布 金沙江西藏段 年楚河 扎加藏布
自然结构 0.3709 0.3366 0.3816 河岸带宽度指数 0.2993 0.1958 0.2487
汊道弯曲度 0.1480 0.1325 0.1281
岸线自然状况 0.2184 0.2617 0.3166
河流连通性 0.3343 0.4100 0.3066
生态环境 0.4488 0.4694 0.4183 大型底栖无脊椎动物生物完整性指数 0.1649 0.1602 0.1716
鱼类保有指数 0.1656 0.1650 0.1639
生态流量满足程度 0.2380 0.2578 0.2398
水质指数 0.2634 0.2555 0.2664
水体自净能力 0.1682 0.1615 0.1583
社会服务功能 0.1813 0.2020 0.2009 水域岸线开发违规程度 0.3651 0.2757 0.2688
防洪达标率 0.2990 0.2787 0.4704
公众满意度 0.3359 0.4455 0.2608

3.3 评价结果分析

3.3.1 金沙江西藏段健康状况

根据金沙江西藏段实测数据和文献资料,计算上、中、下游各河段得分,获得各项指标评分及总评分如图2所示。总体评价显示,金沙江西藏段健康综合得分为91.85分,属“健康”级别。
图2 金沙江西藏段综合得分

Fig.2 Comprehensive scores of Xizang section of Jinsha River

3.3.1.1 “自然结构”准则层

“自然结构”准则层综合得分为94.99分,整体属于“健康”状态。
自然结构层综合得分为94.99分,处于“健康”状态。河岸带宽度和河流连通性均表现优良,30座跨河桥梁对连通性影响极小,右岸植被茂盛,仅少数河段河岸带宽度不达标。
岸线自然状况得分93.19分,上、中游处于非常健康状态,下游81.7分略高于健康阈值。上、中游河段以岩土基质为主,植被覆盖率高,岸线稳定;下游高山峡谷地貌导致丰枯水位波动大,植被密度低,存在滑坡和崩塌风险。
汊道弯曲度得分76.22分,处于亚健康状态,上、中游因汊流发育水流平稳,下游河段水流集中导致岸线后退。

3.3.1.2 “生态环境”准则层

生态环境层综合得分为94.53分,大型底栖无脊椎动物和鱼类状况良好。
鱼类保有指数各河段均为非常健康,干流共记录本地鱼类9属27种,野外调查共采集到本地鱼类2目3科25种,其中包括9种长江上游特有鱼类。
大型底栖动物在中、下游得分分别为92.31和95.15,健康状态良好;各监测断面大型底栖动物组成均包含蜉蝣目、襀翅目、毛翅目和双翅目。上游因湿地面积小、生态结构简单,大型底栖动物生存空间不足,得分为80.77。
生态流量满足程度得分满分,水体自净能力得分93.87,均处于健康水平。干流年最小日均流量占相应时段多年平均流量的百分比均在70%以上,满足生态流量需求。
水质指数评分为89.80分,为健康水平。经检测,金沙江西藏段干流水质监测指标均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅱ类标准。

3.3.1.3 社会服务功能准则层

社会服务功能层综合得分为78.25分,处于亚健康状态,主要因人类活动影响较大及河流管理不足。
水域岸线开发违规程度和公众满意度处于健康水平,但防洪达标率仅43.03分,上游段江达县防洪达标率仅有40.2%,存在814 m防洪工程损毁,仅有邓柯乡、汪布顶乡的防洪设施满足要求。此外,地处偏远、自然条件恶劣、执法和管理人员不足、宣传工作不到位等问题亦制约了社会服务功能的提升。

3.3.2 年楚河健康状况

根据年楚河实测数据和相关资料,计算上、中、下游各河段得分,得到各项指标评分及总评分如图3所示。总体评价显示,年楚河健康综合得分为81.57分,勉强达到“健康”水平。
图3 年楚河综合得分

Fig.3 Comprehensive scores of Nianchu River

3.3.2.1 “自然结构”准则层

年楚河“自然结构”准则层综合得分为81.88分,高于“健康”阈值。
年楚河设有2座水电站、37座跨河桥梁及8个引水枢纽,跨河桥梁对连通性影响极小,引水枢纽的溢流坝高度较低,不显著影响河流连通性。中游的满拉水库和强旺水库虽可以保障生态流量,但缺乏鱼道设施,部分鱼类迁徙受阻。
河岸带宽度指数为85.97分,整体满足健康标准。上游155.35 km、中游73.01 km河段符合河岸带宽度要求,然而下游仅30%的河段满足条件。
汊道弯曲度为75.47分,处于亚健康状态。同时,岸线自然状况只有61.13分。这是因为年楚河上、中游河段均未设置堤防。上游河段的河道两岸边滩发育,岩石裸露,植被覆盖率低,岸坡普遍受到冲刷。中游河段水土流失现象严重,多处出现明显冲刷现象。

3.3.2.2 “生态环境”准则层

生态环境准则层综合得分为87.84分,大型底栖无脊椎动物和鱼类状况良好。
鱼类保有程度非常健康。历史统计年楚河鱼类种类共计2科2亚科4属10种。根据现场采集数据,年楚河获得鱼类种类共计2科4亚科7属12种,其中麦穗鱼、鲫、泥鳅为外来鱼类,是由河流低海拔区域迁移至高海拔区域。
年楚河上、中游大型底栖无脊椎动物生物完整性评分分别为85.31分和82.04分,表现为健康状态,但下游河段只有73分,处于亚健康状态。因为下游监测断面生态受人类影响较大,优势类群为耐污种,物种数少,完整性低。
水体自净能力得分为98.68分,十分健康。而生态流量满足程度76.38分,处于亚健康状态。中游出现过断流现象,下游最小日均流量仅占相应时段多年平均流量的21.5%。水质指数为88.47分,干流上、中游水质监测指标均符合《地表水环境质量标准》Ⅰ—Ⅱ类,下游部分河段总氮达Ⅲ类标准。

3.3.2.3 社会服务功能准则层

社会服务功能层综合得分为93.02分,处于“健康”状态。
水域岸线开发违规程度和公众满意度均为健康水平。年楚河干流排污口集中于下游桑珠孜区,均未影响饮用水源区水质。
年楚河防洪达标率得分83.92分,干流虽建设了126.3 km防洪工程,但右岸有66.1 km堤防老旧,部分排水涵闸工程排水不畅,曾采用浆砌石和铅丝笼干砌石等方法进行多次修复,但仍存在安全隐患。

3.3.3 扎加藏布健康状况

根据扎加藏布实测数据和相关文献资料,计算上、中、下游各河段得分,得出各项指标评分及总评分如图4所示。总体评价显示,扎加藏布健康综合得分为95.51分,达到“非常健康”水平。
图4 扎加藏布综合得分

Fig.4 Comprehensive scores of Zagya Zangbo

3.3.3.1 “自然结构”准则层

扎加藏布“自然结构”准则层综合得分为97.28分,处于“非常健康”状态。
扎加藏布的河流连通性及河岸带宽度指数为满分。扎加藏布上无水库、水电站、拦河坝等拦河水利水电枢纽。扎加藏布所在阿里地区水系发达,人类活动影响较小,虽然海拔较高,但河岸带植被天然发育,基本满足宽度要求。
汊道弯曲度和岸线自然状况分别为97.52分和92.41分,处于非常健康状态。因为扎加藏布上游河段海拔在4 800 m以上,为游荡型河流,河道多股且自然演变明显;中游河谷开阔,弯曲型特征显著;下游河漫滩宽广,存在水土流失现象,但整体自然结构稳定。

3.3.3.2 “生态环境”准则层

扎加藏布水生物准则层综合得分为92.26分,大型底栖无脊椎动物和鱼类情况优秀。
鱼类保有程度满分。现场采集记录本地鱼类2科7种,与历史数据一致。上、下游大型底栖无脊椎动物完整性评分分别为88.92分,扎加藏布大型底栖动物生物量较少。当地海拔较高,气温低,该环境下大型底栖动物表现为健康状态。
生态流量满足程度得分满分,因为扎加藏布流域内自然条件复杂,径流补给类型多样且稳定,径流年际变化较小。
扎加藏布水质指数为83.84分,为健康水平。经检测,扎加藏布干流水质监测指标均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ—Ⅱ类标准限值要求,最差水质项目为溶解氧,对应为Ⅱ类标准。主要原因是扎加藏布流域海拔较高,溶解氧浓度较低,会影响水体自净能力,但仍处于健康水平。

3.3.3.3 社会服务功能准则层

扎加藏布的社会服务功能准则层综合得分为98.51分,为健康状态。
扎加藏布流域地处人口稀疏地区,未设置专门的入河排污口,水域水质未受到明显的污染。河岸偶尔出现“四乱”现象。由于人烟稀少,无需大规模防洪工程,河岸管理简便且效果良好。

4 河流管理保护建议

西藏高原河流普遍面临水土流失严重、生态连通性薄弱、水体污染监管不足、防洪能力偏低以及冰川与湿地生态系统脆弱等问题。结合藏北高原湖盆区、藏南河谷地区和藏东高山峡谷区的差异特征,提出更具针对性的对策。具体措施如下:
(1)水土保持与岸坡防护体系构建。藏北湖盆区应防控草场退化,采用草方格固沙与耐寒植被补种,限制过度放牧与采矿。藏南河谷区需推进梯田改造与河岸防护林建设,减少水土流失。藏东峡谷区应建立泥石流预警系统,结合沟道清淤与植被恢复,降低地质灾害风险。
(2)河道生态连通性修复。 在梯级电站增设仿自然鱼道并优化水电站生态流量调度,严格落实生态流量泄放制度,重建洪泛区湿地与边滩生境。藏北高原湖盆区应重点关注湖泊—河流联通,维系湿地与浅水区的水生生态平衡。
(3)复合污染防控系统建设。藏北地区需警惕矿业开发与畜牧业面源污染;藏南河谷地区要严控城市生活与工业废水入河排放,深化“清四乱”整治;藏东高山峡谷区应持续开展“清四乱”行动,加强河道岸线管理与保护,严格排查整治入河排污口,确保排污达标。
(4)多灾种协同防御体系。藏南河谷地区人口密集,需加固并新建防洪堤防,完善洪水预警和应急联动;藏东高山峡谷区应重点防范山洪、泥石流与滑坡,进行山地水土保持措施及道路防护设施的建设;藏北高原湖盆区应建立融雪径流预测模型,防控冻融引发的岸坡失稳。
(5)脆弱生态系统适应性管理。藏东高山峡谷区需划定生态红线,限制敏感区旅游开发;藏北高原湖盆区重视湖泊湿地生态功能,防止过度放牧和非法开垦;藏南河谷地区部分高山冰川加速退缩,应建立连续监测体系并开展生态修复与补偿。

5 结论

本文针对西藏高原河流复杂多样的自然与社会特征,构建了涵盖自然结构、水环境、水生物及社会服务功能的综合健康评价体系,并结合藏南河谷地区、藏北高原湖盆区和藏东高山峡谷区的差异化特征,分别制定指标标准并应用于金沙江西藏段、年楚河和扎加藏布3条典型河流的健康评价。
结果表明:第一,3条河流整体处于健康及以上水平,但仍存在堤防不完善、水土流失严重、过鱼设施缺失等局部问题;第二,分区差异突出,藏北高原湖盆区需重点防治草场退化与湖泊湿地退缩,藏南河谷地区应加强堤防建设和水污染监管,藏东高山峡谷区要侧重河道连通及泥石流防控;第三,在高寒脆弱生态环境中,宜进一步强化生态流量调度、水土保持与生态修复等关键措施,并结合社区共管与跨部门协同推进河流综合治理。
该体系不仅为西藏高原河流管理提供分区域治理策略,且兼容《河湖健康评价指南》等规范,具备实践操作性。此外,其分区化框架与多维度指标层次可扩展到中国其他高原河流及全球高寒区域流域的河流生态健康评价中,可为气候变化敏感区的水资源管理与跨区域合作提供方法论支撑。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
王雨春, 李姗泽, 胡明明, 等. 高原河湖管理机制建设与探索[J]. 中国水利, 2021(10):9-10.

(WANG Yu-chun, LI Shan-ze, HU Ming-ming, et al. Formation of Management Mechanism for Rivers and Lakes Located in Plateau Areas[J]. China Water Resources, 2021(10): 9-10. (in Chinese))

[2]
南文渊. 古代藏族关于自然崇拜的观念及其功能[J]. 青海民族研究, 2001, 12(2): 23-31.

(NAN Wen-yuan. Notion and Function on Nature Worship of Ancient Tibetan Nationality[J]. Nationalities Research in Qinghai, 2001, 12(2): 23-31. (in Chinese))

[3]
王苏民, 窦鸿身. 中国湖泊志[M]. 北京: 科学出版社, 1998.

(WANG Su-min, DOU Hong-shen. Annals of Lakes in China[M]. Beijing: Science Press, 1998. (in Chinese))

[4]
于伯华, 吕昌河. 青藏高原高寒区生态脆弱性评价[J]. 地理研究, 2011, 30(12): 2289-2295.

(YU Bo-hua, LU Chang-he. Assessment of Ecological Vulnerability on the Tibetan Plateau[J]. Geographical Research, 2011, 30(12): 2289-2295. (in Chinese))

[5]
PLAFKIN J L. Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Rivers:Benthic Macroinvertebrates and Fish[M]. Washington D C: United States Environmental Protection Agency, Office of Water, 1989.

[6]
BARBOUR M T. Rapid Bioassessment Protocols for Use in Wadeable Streams and Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertebrates and Fish[M]. Washington D C: US Environmental Protection Agency, Office of Water, 1999.

[7]
WRIGHT J F, SUTCLIFFE D W, FURSE M T. Assessing the Biological Quality of Fresh Waters: RIVPACS and Other Techniques[R]. Ambleside, England: Freshwater Biological Association, 2000.

[8]
PARSONS M, NORRIS R, THOMS M. Australian River Assessment System: Review of Physical River Assessment Methods: A Biological Perspective[M]. Canberra: Environment Australia, 2002.

[9]
HERING D, BORJA A, CARSTENSEN J, et al. The European Water Framework Directive at the Age of 10: A Critical Review of the Achievements with Recommendations for the Future[J]. Science of the total Environment, 2010, 408(19): 4007-4019.

[10]
王龙, 邵东国, 郑江丽, 等. 健康长江评价指标体系与标准研究[J]. 中国水利, 2007(12): 12-15.

(WANG Long, SHAO Dong-guo, ZHENG Jiang-li, et al. Assessment Index System of Healthy Yangtze and Standards[J]. China Water Resources, 2007(12): 12-15. (in Chinese))

[11]
李春贤, 郑冬燕. 维护河流健康建设绿色珠江[J]. 水利水电快报, 2009, 30(9):34-40.

(LI Chun-xian, ZHENG Dong-yan. Maintaining River Health and Building Green Pearl River[J]. Express Water Resources & Hydropower Information, 2009, 30(9):34-40. (in Chinese))

[12]
任宪韶. 明确思路扎实工作努力打造“湿润海河、清洁海河”[J]. 中国水利, 2006(24):74-76.

(REN Xian-shao. Clear Thinking, Do Solid Work and Strive to Create “Wet Haihe River and Clean Haihe River”[J]. China Water Resources, 2006(24):74-76. (in Chinese))

[13]
吴东浩. 太湖健康评价体系的分析与比较[J]. 中国农村水利水电, 2013(2):21-23.

(WU Dong-hao. Analysis and Comparison of Health Assessment Systems for the Taihu Lake[J]. China Rural Water and Hydropower, 2013(2):21-23. (in Chinese))

[14]
水利部河长办印发河湖健康评价指南(试行)[EB/OL](2020-08-17)[2024-12-01]https://www.gov.cn/xinwen/2020-08/17/content_5535367.htm.

(Guidelines for River and Lake Health Assessment (Trial) Issued by the Changjiang Water Resources Commission of Ministry of Water Resources[EB/OL](2020-08-17)[2024-12-01]https://www.gov.cn/xinwen/2020-08/17/content_5535367.htm. (in Chinese))

[15]
张利茹, 吴严君, 董万钧, 等. 幸福河湖内涵梳理及建设成效评估指标体系解析[J]. 水利信息化, 2023(6):56-61.

(ZHANG Li-ru, WU Yan-jun, DONG Wan-jun, et al. Interpretation on Connotation and Construction Effectiveness Evaluation Index System of “Happy Rivers and Lakes”[J]. Water Resources Informatization, 2023(6): 56-61. (in Chinese))

[16]
陈歆, 靳甜甜, 苏辉东, 等. 拉萨河河流健康评价指标体系构建及应用[J]. 生态学报, 2019, 39(3): 799-809.

(CHEN Xin, JIN Tian-tian, SU Hui-dong, et al. Construction and Application of Health Assessment Index System for Lhasa River[J]. Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(3): 799-809. (in Chinese))

[17]
李朝霞, 岳彩云. 西藏河流健康评价体系与标准[J]. 兰州大学学报(自然科学版), 2012, 48(6):26-31.

(LI Zhao-xia, YUE Cai-yun. Health Assessment System and Standards for Rivers in Tibet[J]. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences), 2012, 48(6): 26-31. (in Chinese))

[18]
杨晓. 高原河流生态安全评价指标体系研究——以“三江并流”世界自然遗产地澜沧江流域为例[D]. 昆明: 云南大学, 2013.

(YANG Xiao. Indicator System of Ecological Safety Assessment for Plateau Rivers: Case Study on the Lancang River Bsin[D]. Kunming: Yunnan University, 2013. (in Chinese))

[19]
邓智瑞, 杨冰, 次吉拉姆, 等. 高原山区河流健康状况评价与管理保护对策分析——以朱拉曲为例[C]//中国水利学会. 2023中国水利学术大会论文集(第五分册). 郑州: 黄河水利出版社, 2023:52-60.

(DENG Zhi-rui, YANG Bing, CIJI Lamu, et al. Health Assessment and Management and Protection Measures for Rivers in Plateau Mountainous Regions:Case Study on Zhula River[C]// Proceedings of the 2023 China Water Academic Congress (Volume 5). Zhengzhou: Yellow River Water Conservancy Press, 2023: 52-60. (in Chinese))

[20]
吴阿娜. 河流健康评价:理论、方法与实践[D]. 上海: 华东师范大学, 2008.

(WU A-na. River Health Assessment: Theory, Methods, and Practices[D]. Shanghai: East China Normal University, 2008. (in Chinese))

[21]
李志龙, 张惠芳, 刘长兵, 等. 西藏扎日南木措流域水环境特征及其影响因素[J]. 环境科学, 2024, 45(8): 4529-4539.

(LI Zhi-long, ZHANG Hui-fang, LIU Chang-bing, et al. Characteristics of Water Environment and Its Influencing Factors in Zhari Namco Basin, Xizang[J]. Environmental Science, 2024, 45(8): 4529-4539. (in Chinese))

[22]
余国安, 岳蓬胜, 张晨笛, 等. 藏东南地区的河流水文研究: 进展与挑战[J]. 科学通报, 2024, 69(3): 394-413.

(YU Guo-an, YUE Peng-sheng, ZHANG Chen-di, et al. River Hydrology Studies in Southeast Xizang: Progress and Challenges[J]. Chinese Science Bulletin, 2024, 69(3): 394-413. (in Chinese))

[23]
叶松. 全球变暖下青藏高原河湖系统建模及演变分析方法研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2022.

(YE Song. Modeling and Evolution Analysis Methods of the River-Lake System on the Qinghai-Tibet Plateau under Global Warming[D]. Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2022. (in Chinese))

[24]
刘飞, 刘峰贵, 周强, 等. 青藏高原生态风险及区域分异[J]. 自然资源学报, 2021, 36(12):3232-3246.

DOI

(LIU Fei, LIU Feng-gui, ZHOU Qiang, et al. Ecological Risk and Regional Differentiation in the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Natural Resources, 2021, 36(12): 3232-3246. (in Chinese))

DOI

[25]
杨春艳, 沈渭寿, 林乃峰. 西藏高原气候变化及其差异性[J]. 干旱区地理, 2014, 37(2): 290-298.

(YANG Chun-yan, SHEN Wei-shou, LIN Nai-feng. Climate Change and Its Regional Differences over the Tibet Plateau[J]. Arid Land Geography, 2014, 37(2): 290-298. (in Chinese))

[26]
连水星. 西藏高原地质灾害的分布特征及成因机制[J]. 福建地质, 2008, 27(4):420-424.

(LIAN Shui-xing. Distributional Characteristics and Causative Mechanisms of Geologic Hazards in Tibet Plateau[J]. Geology of Fujian, 2008, 27(4):420-424. (in Chinese))

[27]
肖燃. 山地城市一般地区河岸带综合评价与规划策略研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2020.

(XIAO Ran. Comprehensive Evaluation and Planning Strategies for Riparian Zones in General Areas of Mountainous Cities[D]. Chongqing: Chongqing: Chongqing University, 2020. (in Chinese))

[28]
于子铖. 河道适宜蜿蜒度的研究与分析: 以北京市南沙河为例[D]. 保定: 河北农业大学, 2019.

(YU Zi-cheng. Research and Analysis of Suitable River Channel Sinuosity[D]. Baoding: Hebei Agricultural University, 2019. (in Chinese))

[29]
FERGUSON R. Hydraulic and Sedimentary Controls of Channel Pattern[M]. London: Institute of British Geographers, 1987: 129-158.

[30]
杜威龙. 河流障碍物对澜沧江连通性及代表性鱼类栖息地的影响研究[D]. 昆明: 云南大学, 2022.

(DU Wei-long. Impact of River Obstacles on the Connectivity of the Lancang River and the Habitats of Representative Fish Species[D]. Kunming: Yunnan University, 2022. (in Chinese))

[31]
SAKKE N, JAFAR A, DOLLAH R, et al. Water Quality Index (WQI) Analysis as an Indicator of Ecosystem Health in an Urban River Basin on Borneo Island[J]. Water, 2023, 15(15): 2717.

[32]
李永, 胡向红, 乔箭. 改进的模糊层次分析法[J]. 西北大学学报(自然科学版), 2005, 35(1): 11-12, 16.

(LI Yong, HU Xiang-hong, QIAO Jian. An Improved Fuzzy AHP Method[J]. Journal of Northwest University (Natural Science Edition), 2005, 35(1): 11-12, 16. (in Chinese))

[33]
欧阳森, 石怡理. 改进熵权法及其在电能质量评估中的应用[J]. 电力系统自动化, 2013, 37(21): 156-159, 164.

(OUYANG Sen, SHI Yi-li. A New Improved Entropy Method and Its Application in Power Quality Evaluation[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37(21): 156-159, 164. (in Chinese))

[34]
路遥, 徐林荣, 陈舒阳, 等. 基于博弈论组合赋权的泥石流危险度评价[J]. 灾害学, 2014, 29(1): 194-200.

(LU Yao, XU Lin-rong, CHEN Shu-yang, et al. Combined Weight Method Based on Game Theory for Debris Flow Hazard Risk Assessment[J]. Journal of Catastrophology, 2014, 29(1): 194-200. (in Chinese))

[35]
山成菊, 董增川, 樊孔明, 等. 组合赋权法在河流健康评价权重计算中的应用[J]. 河海大学学报(自然科学版), 2012, 40(6): 622-628.

(SHAN Cheng-ju, DONG Zeng-chuan, FAN Kong-ming, et al. Application of Combination Weighting Method to Weight Calculation in River Health Evaluation[J]. Journal of Hohai University (Natural Sciences), 2012, 40(6): 622-628. (in Chinese))

[36]
张德彬, 刘国东, 王亮, 等. 基于博弈论组合赋权的TOPSIS模型在地下水水质评价中的应用[J]. 长江科学院院报, 2018, 35(7):46-50,62.

DOI

(ZHANG De-bin, LIU Guo-dong, WANG Liang, et al. Application of TOPSIS Model Based on Game Theory to Groundwater Quality Evaluation[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 2018, 35(7): 46-50, 62. (in Chinese))

DOI

[37]
王梦浩, 李治军. 基于博弈论组合赋权的TOPSIS模型在嫩江流域水质评价中的应用[J]. 吉林水利, 2024(11):54-57,72.

(WANG Meng-hao, LI Zhi-jun. Application of TOPSIS Model Based on Game Theory Combination in Water Quality Assessment of Nenjiang River Basin[J]. Jilin Water Resources, 2024(11): 54-57, 72. (in Chinese))

[38]
GB 3838—2002,地表水环境质量标准[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2002.

(GB 3838—2002, Standard for Surface Water Environmental Quality[S]. Beijing: China Environmental Science Press, 2002. (in Chinese))

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