2.2 河流健康理论研究
河流生态环境的恶化以及过去河流管理理论方法的落后，促使了河流健康理论的产生和发展，成为研究河流可持续发展和水生生态多样性的热点，并成为河流恢复和管理的目标与方向，因此，河流健康的提出为水库调度提供了目标和方向。
河流健康理论目前仍不完善，在概念理解上和评价指标体系建立上仍然存在分歧，本节着重阐述河流健康内涵，并且根据指标选择的原则，构建了河流健康评价指标体系，同时提出了评价标准，以供参考。
2.2.1 河流健康内涵
河流健康概念，源于人类对河流环境退化的关注，是人们要求从水质、生物、生态等众多角度科学评价河流生态系统状况、改进河流管理而提出的一种崭新的评价工具和技术手段。由于它易被决策者与公众理解和接受，迅速成为河流管理的目标与方向，但目前对河流健康还没有统一的概念，缺乏明确的定义，随着人们对河流健康理解的逐步加深，河流健康概念也逐步发展，图2-3为河流健康概念发展过程。
图2-3 河流健康概念发展过程示意图
在国内外专家学者对河流健康概念理解的基础上，笔者认为河流健康指河流生态系统不仅能保持化学、生物及物理上的完整性，而且能维持其对人类社会提供的各种服务功能。健康的河流是指在河流生命存在的前提下，相应时期或河段的人类利益和其他生物利益能够取得平衡，或河流的社会功能与自然功能能够取得平衡的河流。只注重河流的生态环境，拒绝人类经济社会发展对其服务功能的需求；或者只注重河流的服务功能，忽视对其生态环境的保护，都是片面的。健康的河流应是生态环境保护和服务功能的发挥两方面达到的辨证的统一，它应该既是生态良好的河流，又是造福人类的河流，不仅应维持其生态环境功能，而且能可持续的满足人类经济社会发展对其服务功能的需求。
河流健康状况受制于众多因素影响，通常分为自然变化和人类活动两类，河流健康影响因子如图2-4所示。
图2-4 河流健康状况影响因素
前者是指自然界正常的环境因子变化，如温度、光周期、光强、流速、营养、溶解氧等，此外也包括规律性的季节变化和周年变化因素。这些因子的变化不但会导致水环境在组分与功能上的改变，并且有可能引起河流生态系统功能的削弱甚至消失。后者则强调人为干扰对河流健康状况的影响，工业废水和生活污水能够改变河流生态系统的结构和功能；改变河流结构的物理重建措施（如防洪墙的建立、堤坝的设置等）则会破坏水生生态系统的完整性，并且由于生境条件变化使得生物多样性降低；此外，外来种入侵以及水资源的不合理开发利用等也在一定程度上影响河流生态系统的结构和功能。
2.2.2 河流健康评价指标体系的构建
根据河流健康评价指标体系建立的原则，河流健康评价指标体系拟定由3个层次构成，分别为目标层、准则层和指标层。目标层（A）为单一目标——河流健康状况水平，准则层（B）包括5个子目标，指标层（C）共有20个，全面反映河流健康的各个方面，其构成见表2-2。
表2-2 河流健康评价指标体系 %
（1）目标层。河流健康评价的目的在于综合评价河流的健康状况，既河流在自然和认为扰动状态下表现出来的症状，使我们判断河流的健康水平，最终指导河流的开发利用。
（2）准则层。从河流的自然和社会属性两个方面分析，准则层分为6个方面，其中河流的自然属性包括河流水环境状况、河流形态结构、河岸带状况和河流水生物4个方面，社会属性包括防洪能力和服务功能两个方面，较为全面地涵盖了河流的特性。
（3）指标层。
1）河流水环境状况：河流水环境状况是反映河流健康状况的重要指标。包括河道内生态需水量保证率、河流水质达标率、水土流失比例、水体自净率等具体指标。
2）河流形态结构：河流地貌过程决定河流形态，进而决定河流生物的生态环境结构，而河流生态环境结构是水生生物健康的基础，因此河流形态结构状况直接影响河流健康状况。包括河床、河岸稳定性、河流水系连通性等指标。
3）河岸带状况：河岸带是处于水陆交界处的生态脆弱带，具有削减面源污染、提供野生动、植物生态环境、改善河流生态环境诸多功能，并可提供多用途的娱乐场所和舒适环境以提高河流景观价值，而河流正常功能的发挥在很大程度上取决于河岸带的状况。包括河岸带植被覆盖、景观多样性指数、水域湿地率等指标。
4）河流水生物：河流生物群落具有整合不同时间尺度上各种化学、生物和物理影响的能力，能够反映人类活动对河流胁迫及河流自然生态演替的累积效应，采用鱼类生物完整性指数（IBI）、珍稀水生动物存活状况以及生物多样性等指标。
5）社会经济功能：河流的社会经济功能是指河流的社会经济服务功能，河流不仅给人类提供生存必需的水和其他生产原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统本身具有的服务功能，河流系统服务功能是人类文明和可持续发展的基础，包括防洪工程措施完善率、水资源开发利用率、万元GDP用水水平、饮水安全保证率、供水保证率、水电开发率、通航水深保证率等。
2.2.3 河流健康评价模型及划分标准
（1）河流健康评价模型。评价模型采用近年发展起来的，利用定性与定量分析相结合的层次分析法，它具有实用、简洁特点，是解决复杂系统中多层次、多目标评价的较好方法。考虑计算方法的可操作性，为得出河流健康状况测评总得分，综合评价指数按式2-1计算
式中 P——河流健康状况综合评价指数，反映某一河流健康状况水平，指数越大，说明河流越健康；
ωi——第i个准则层的权重；
Eik——第i个准则层中选取的第k个指标的质量值（评分值）；
γk——某准则层选取的第k个指标在该准则层所占的权重。
指标权重的合理选择关系到综合评价的正确性和科学性，根据层次分析法要求，通过专家咨询和打分结合试验判断按结构图的层次结构关系进行判别比较，分别构建判断矩阵，然后计算出河流健康各评价指标的权重。判断矩阵正确与否关系到评价结果准确度，一般采用分级定量法给判断矩阵指标赋值。
（2）河流健康状况水平的评判。河流健康状况是一个动态的不断变化的过程。参照其他评价模式，将河流健康状况水平划分成5级：①一级河流健康状况很好（很健康），综合指数为0.8～1.0; ②二级河流健康状况较好（健康），综合指数为0.6～0.8; ③三级河流健康状况一般（亚健康），综合指数为0.4～0.6; ④四级河流健康状况较差（不健康），综合指数为0.2～0.4; ⑤五级河流健康状况很差（病态），综合指数为0～0.2。
由于河流健康评价指标体系涉及的研究领域较宽，内容较多，制约河流生态系统维持和发展的因素以及相互之间的关系也较为复杂，因此其健康评价还处于摸索阶段，其评价标准和评价方法有待于进一步研究。