清原县浑河河道采砂影响程度综合评价

吕 明

(清原满族自治县水利事业服务中心，辽宁 抚顺 113300)

0 引 言

近年来，清原县及其周边地区经济建设的快速发展，带动建筑业及相关产业对砂石的需求量与日俱增，采砂规模越来越大。通过加大监察、审批和管理力度，基本杜绝了该地区无序滥采乱挖现象，但是在经济利益的驱使下部分河段仍存在偷采、超采和废渣回弃河道等现象，使得河道自然形态发生明显的改变，并对河床稳定性产生不利影响，局部河势呈恶化趋势，水生物的繁殖栖息环境破坏、水体功能退化和河水水质下降等问题日趋突出，对河道防洪安全与人类生存环境造成严重威胁[1-2]。若能够将河道采砂与航道疏浚、河流治理等有效结合，不仅可提升河道的行洪能力和经济效益，而且可以优化调整城市间的供水状况及水上交通航运条件，对改善城市水质、疏通淤塞河道等发挥着积极作用。因此，河道采砂属于一项带有利、弊双重属性的活动。以往针对河道采砂的有关研究，一般侧重于河流状态受采砂行为的影响分析，研究方法以数学模型和物理试验模拟等为主，而从适度性控制的角度探讨河道采砂行为的研究还鲜有报道。所以，为了更加合理的控制河道采砂行为，形成一套普遍适用、成熟完善的河道采砂影响评价体系非常有必要。

1 河道采砂影响程度评价体系

1.1 评价指标的选取原则

河道采砂行为属于一项涉及人类活动、水生生物和水资源系统等多方面要素的复杂过程，各要素均可在一定程度上对采砂活动产生制约作用，与此同时河流系统也会做出自我适应性调整和反馈响应，不同系统之间的要素也存在相互影响、互相作用的复杂关系。为了更加科学、全面、客观的反映河道采砂影响程度，评价指标的选取应遵循前瞻性、简易性与可操作性结结合、独立性与稳定性结合、静态与动态结合、代表性与综合性结合、层次性与系统性结合、客观性与科学性结合等原则。

1.2 综合评价框架体系

河流水生态服务功能和自然生态环境系统受河道采砂活动的影响作用，可通过综合评价采砂影响程度来衡量，这也是统一评价内在作用要素和外在形式因子的根本途径。所以，从衡量的面上分析，评价指标体系应覆盖河流系统的反馈响应和影响程度两个层面；从层次的角度认为，综合评价体系应涉及深层作用因子和表层要素；而从内容上来说，应包括人类活动、水生生物和水资源系统三大要素及其所对应的因子[3-4]。

因此，文章考虑评价工作的简易性、可操作性和采砂影响的关联性及多层次性特征，按照以上原则和层次分析法的思想构建梯阶层次框架体系，如表1所示。该结构体系覆盖4个层级，从下而上依次为指标层、要素层、影响层和目标层。

表1 河道采砂影响程度综合评价体系与权重

其中，合理的设置和提出影响层为该评价体系构建的关键环节，以往研究比较注重于评价目标受各影响因子的影响作用，未考虑河流系统的自我恢复、调整和适应的反馈响应过程，即直接设置准则层或因素层来反映河道采砂的影响程度。而实际的采砂活动中，河流本身的调整对影响的反向缓解作用和采砂活动对河流的正向影响相辅相成，单一的片面评价为不科学、不准确的。例如，对于自我调控能力、自身活力和健康发育状况均较强的一条河流而言，一定比例的河流来水量的减少其影响程度较非健康态或处于亚健康态的河流存在较大差异。所以，文章所构建综合评价体系既考虑了河流自适应与恢复调整能力对采砂活动影响的反向作用和水系统自身健康发育状态，同时考虑了河流系统受河道采砂的影响，这主要体现在该体系增设了影响层，以实现综合评价河流系统受河道采砂的影响作用，即纳入了河流系统自恢复与适应调整能力和水系统健康状态。

从整体结构的角度分析，该体系综合考虑了河流系统的反馈响应反向作用和河道采砂活动对河流系统的正面作用影响，其中指标层覆盖了河流系统的内在作用因子和外在形式的变化因子，即河流水质的改变，人类饮用水和水生生物影响等指标。该体系从表层现象到深层作用的角度系统了采砂活动对河流系统的影响程度，且较其它评价体系而言设定的评价因子和参数更加简练、概括，具有较强的可操作性和针对性。所以，所搭建的综合评价体系能够科学、全面的反映河道采砂的影响作用，保证评价结果的科学合理性。

1.3 确定权重与指标量值

1.3.1 权重的求解

评价体系中指标层和要素层的各项因子权重为主、客观综合权衡的结果，这也是客观反映指标本质和决策者主观判断的重要内容。权重的求解主要取决于决策者对指标的重视程度、因子值的可靠程度及其在决策过程中的重要地位，采用统计的方法一般难以定量确定指标权重，事实上在还没有进入定量规律研究某些因子权重的条件下，对指标权重运用统一的定量法确定还缺乏科学的理论依据。综合考虑某些复杂的相关因素作用，实际中一般选用定性分析与决策者经验相结合的方法，通过定性描述确定这些指标的权值。

综合评价体系中各项因子权重处于0-1区间，指标层和要素层中各项因子权重的累加之和均为1，参评因子的权值越大则其对评价结果的贡献率越高；另外，考虑到人类生产活动和河流自然环境变化属于河道采砂行为的主要影响方面，当前比较容易量化和深入认识人类各种生产活动和河流自然环境受河道采砂的影响程度，而关于水生生物认识较为薄弱，为满足结果合理性和评价可操作性要求，可将因素层人类影响和河流影响赋予较大的权值，适当降低水生生物的权重。

1.3.2 指标量值确定

通过合理预测和科学模拟各采砂方案的河道演变特征，准确提取各要素的量值，然后利用当前应用比较常熟的方法和模型模拟河道演变，借助定量分析的方法和环境水力学生态模型预测生态环境变迁及河流水质变化相关数据。根据河道改变与影响距离程度、模拟分析后的有关数据，将定量分析与经验推论相结合最终确定各参评因子的具体量值，指标量值越大则其影响河流系统的程度越小。

2 综合评价

2.1 区域概况

清原县浑河道砂石资源比较丰富，枯水期大部分河滩裸露，采砂作业条件良好，其中机械开采、拦网筛分为普遍选用的采砂作业方式。该河道采砂规划分为上游段、下游段规划区，共划定2个保留区、9个禁采区和8个可采区，可采区平均采深为0.6m，宽度为30-120m，规划期为2017-2010年。规划期内可采区年度控制采砂量为25万m3，控制采砂总量为100万m3。由于经济利益的驱使，个别采砂业主违规开采、超量开采的现象时有发生，实际开采量远远大于审批的采砂数量，近几年通过加强执法巡查和采砂管理，在一定程度上有效控制了违法采砂的行为，但河道采砂仍存在以下问题：①贯彻落实新实行的河道管理条理力度不够，应加大对新条理的宣传贯彻落实力度，把各项规定真正落到实处。②虽然建立了河道采砂规划、拍卖及砂场审批制度，但违法采砂现象时有发生，规划采砂段，偷采、乱采行为时有发生，有些砂坑回填和弃料平整、清除不到位，且常伴有在堤防保护范围内取砂行为，对河道行洪安全造成很大威胁[5-7]。

浑河河道受采砂活动的影响总体体现在以下几方面：①河势稳定性，采砂对规划河流整体平面形态影响较小，但对规划河流纵向变化影响较大。②防洪安全性，采砂降低了河槽底高程，增加了河道的行洪断面和泄洪能力，在某种程度上有利于行洪。③水生态与水环境，河道采砂势必使河床水面下降，这会影响到河岸动、植物水源的供应，使河道涵养水源的能力大幅度下降；对周边环境也会产生一些影响。④涉河工程运行方面，规划设定各涉河工程安全保护范围禁采，不会对涉河工程的安全和正常运行构成威胁[8-9]。

2.2 综合评价模型

根据各项参评因子的评分值和层次分析法获取的权重值，利用以下公式求解综合评价指数值，即：

(1)

式中：m、k为河道采砂方案和待评价河道的编号；βk、αk为河流系统自恢复调整与适应能力系数和河流系统健康状态系数；λi、λij为要素层i的权重值及其下属参评因子j的权重；n为指标层中参评因子个数；Mj为要素层i中评价因子j关于m号采砂方案的评分值，采取百分制确定Mj值，具体见表1。

根据河道采砂活动对河流系统的影响程度以及评价体系获取的综合评价指数，将其影响程度划分为1级(恶劣)、2级(一般)、3级(良好)三个等级，所对应的综合指数取值区间为0.0-0.3、0.3-0.7、0.7-1.0。因此，可将河道采砂影响按照临界阈值0.3、0.7划分为5个范围，如图1所示。

图1 河道采砂影响分区

从图1可知，河流系统开发利用程度较低时，若综合指数位于[0,0.3)范围，该条件下河道采砂属于微度影响，此时无法满足河道航运和地方建设的发展要求；若综合指数位于[0.3,0.7)范围，该条件下河道采砂属于轻度破坏影响，虽然河流生态环境不会受到采砂活动的破坏作用，但河流系统总体处于较低的开发利用水平，所以难以充分发挥河流的社会服务功能；若综合指数位于[0.7,1.0)范围，该条件下河道采砂属于最佳影响，河道采砂活动在充分发挥其社会服务功能的同时也不会对自然生态环境产生破坏影响[10]。

同理，河流系统开发利用程度较高时，若综合指数位于[0,0.3)范围，该条件下河道采砂属于严重过渡影响，该条件下采砂活动对人类的生产发展、正常生活以及河流系统生态环境产生极为不利的影响，对此应坚决制止采砂活动；若综合指数位于[0.3,0.7)范围，该条件下河道采砂属于重度破坏影响，该条件下采砂活动在一定程度上能够对生态环境产生破坏作用，但还不至于导致河流系统的生态失衡，对此应合理调整和控制采砂活动；若综合指数位于[0.7,1.0)范围，该条件下河道采砂属于最佳影响，量值越高则综合影响越好。

2.3 结果分析

根据表1各指标评分值和层次分析法确定的权值，利用公式(1)综合评价清原县浑河河道采砂影响程度，结果显示该河流系统的开发利用程度较低，综合评价指数为0.45。按照以上分析情况，河道采砂隶属于轻度破坏影响区间，河流生态环境虽然不会受到采砂活动的破坏作用，但由于其总体处于较低的开发利用水平，所以难以充分发挥河流的社会服务功能。为了使得河道采砂能够达到最佳影响区，应结合实际情况优化调整当前的采砂方案，从而获取能够进入最佳影响区的新方案，由此实现采砂活动的科学控制、采砂方案的合理设计和评价体系的良好运行。

3 结 论

目前，河道采砂控制及其影响评价已成为学术界和工程领域的重要研究课题之一，文章考虑河流系统自我恢复、调整能力和水系统健康状况构建评价体系。通过归纳总结河流反馈影响情况和河道采砂影响各方面因素，按照层次分析框架结构构建多要素多层次评价体系，可为科学控制采砂活动、优化设计采砂方案提供科学的指导，未来仍需要进一步量化和细化各影响指标量值、参评要素权重以及河流发育演变状况，更加客观、准确的评价河道采砂的影响程度。