在气候变化和经济社会发展的双重影响下，人类对河流高强度的开发利用，导致河流出现水资源量锐减、水质恶化、生态受损等问题，严重制约经济社会的可持续发展^[1-2]。为协调经济社会可持续发展和河流健康的关系，中国持续探索生态环境保护的新举措，从水生态文明建设、海绵城市、河长制到幸福河建设等，其目的均是为了改善河流水环境，营造人水和谐的生态环境^[3]。幸福河立足于国家战略，是新时代生态文明和经济社会可持续发展的重要保障^[4]。因此，科学合理地评价河流幸福状况及与经济社会的协调程度，并识别主要的障碍因子是幸福河建设的首要基础。

自幸福河提出以来，国内学者从理解幸福河的概念内涵出发，分别从评价指标体系、评价方法等方面进行了诸多研究。左其亭等^[5]、李先明^[6]、贡力等^[7]先后对幸福河的概念内涵进行了解析，虽然不同学者对其有不同的理解和认识，但都强调在河流健康的基础上关注人民幸福感的需求。结合已有幸福河定义，本研究认为幸福河就是造福人民的河流，具体是指能够维持河流自身健康，支撑流域和区域经济社会高质量发展，实现人水和谐，让流域内人民具有高度安全感、获得感与满意感的河流。目前幸福河评价已陆续在黄河、长江、汉江等开展研究^[8-10]，总结已有研究，幸福河评价技术仍无统一公认的标准，多参考目前较为成熟的河流健康评价技术，常采用指标体系法，即建立评价指标体系—确定指标权重—综合评价的思路。评价指标多采用多层级指标体系，虽然指标选取的侧重点各有不同，但是均体现了人水和谐发展。例如韩宇平等^[11]、王子悦等^[12]从流域自然属性、社会经济属性、人水和谐关系等方面构建指标体系，贡力等^[7]重点考虑了生存、生态和发展需求等方面需求，中国水利水电科学研究院幸福河湖研究课题组^[13]则从安澜之河、富民之河、宜居之河、生态之河和文化之河6个方面建立指标体系。常见的权重确定方法有层次分析法、模糊综合评价法、熵权法、云模型、粒子群优化投影寻踪等，以层次分析法为代表的主观法存在一定的主观片面性^[14]，以熵权法等代表的客观方法考虑了实际观测数据的变化特征，对数据量要求适中^[15]，以云模型等为代表的方法对数据量要求高，实际中应用困难^[16]，因此本研究采用主客观相结合的组合赋权法进行权重确定，层次分析法忽视了数据的客观性，而反熵权法得出的权重未考虑决策偏向，将二者相结合的组合赋权法可得到较为客观的综合权重，结果更加合理。

小清河流经济南市城区，对沿线城市乃至山东省经济社会可持续发展具有重要作用。经过1996和2006年等多次综合治理，河流水环境质量得到明显改善，但部分河段仍存在水质较差、防洪标准较低等问题，与幸福河建设目标仍存在一定的差距^[17]。小清河是典型平原型河流，人类干扰剧烈，河流区域差异性显著，已有的评价体系和方法在该河流的适用性有待验证。因此，本研究拟结合小清河流域与经济社会发展现状，建立幸福河评价指标技术方法，通过障碍因子分析，识别阻碍幸福河建设的主要障碍因子，为幸福河建设指明方向，也可为山东省河流幸福河评价与建设提供一定的理论依据。

1 研究区概况及数据来源 1.1 研究区概况

小清河干流(图 1)发源于济南市槐荫区，自西向东流经章丘、滨州、淄博、东营等县市，于潍坊和寿光市入海，全长237 km，兼具水陆联运、海河联运、农田灌溉等多功能于一体的河流，对鲁中地区乃至全省的经济社会发展意义重大。流域水系复杂，呈典型的单侧梳齿状水系分布，其中一级支流共46条，包含较大支流9条，沿河湖泊洼地较多，主要有白云湖、马踏湖、巨淀湖等。从河流源头到河口，河道地貌、水文条件等各有不同，且涉及湖泊、湿地、河口等多个系统，生态系统状况存在较大的区域差异性，上游位于济南市区，中下游多流经乡镇村庄^[18]，经济社会发展状况和居民对幸福河的需求存在一定差异。结合行政区域，将河流分为济南段、章丘段、滨州段、淄博段、东营段和潍坊段，其中济南段明显以城乡、工矿、居民用地为主，视为城区段，而其余河段主要流经乡村，河流两岸以耕地为主，因此视为乡村段，分别进行评价。

1.2 数据来源

为保障小清河流域防洪安全和经济社会发展，山东省于2019年12月启动小清河防洪综合治理工程，重点从河道堤防工程、分洪工程和蓄滞洪工程3个方面进行治理，工程于2022年底主体工程完工。为评价小清河防洪综合治理工程对小清河流域幸福河建设的影响，分别选取2018年和2020年作为工程治理前，2022年作为工程治理后分别进行评价。评价指标计算数据主要来源5大类，分别是公报、年鉴、报告、实测数据和调查类数据，公报类包括各地市水资源公报、水土保持公报、生态环境公报、水旱防御灾害防御公报等，年鉴类包括各地市统计年鉴、各省水利年鉴等，报告类包含山东省第3次水资源调查评价报告、小清河城区段省级美丽示范河湖建设实施方案等，该数据主要由山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心提供。实测数据包括土地利用类型、部分断面水质数据、流量数据等，具体来源见表 1。其中调查类数据包括调查问卷、生态岸线调查、水工建筑物调查等。

2 评价模型建立 2.1 评价指标体系构建

参考《河湖健康评价指南(试行)》和国内外相关文献^[19-22]，结合流域生态环境和经济社会特征，构建了“目标层—准则层—指标层”的多层次幸福河评价指标体系。城区段和乡村段选用一套评价指标体系，均以幸福河指数为目标层，以水安全、水资源、水环境、水生态和水文化为准则层，共包含20个指标，指标含义和计算方法见表 2。

2.2 指标权重的确定

由于城区段和乡村段对幸福河建设的要求侧重点略有不同，因此两个河段的权重应分别计算，本研究采用改进层次分析法和反熵权法分别计算主客观权重，最后用拉格朗日乘子法进行主客观组合赋权计算综合权重。

(1) 改进层次分析法。根据重要性标度法，对同一层次内的指标进行两两比较，明确指标的相对重要性程度，确定判断矩阵，并采用归一化方法计算评价指标的主观权重，具体可参考相关文献^[23]。

(2) 反熵权法(AEW)。是基于传统熵权法改进的一种赋权方法，能直接反映系统信息的变化，表征系统的无序程度，较好地反映指标间差异特征^[24]。具体计算步骤如下：

① 计算各指标反熵值h_j。

$ h_j=-\sum\limits_{k=1}^n r_{j k} \ln \left(1-r_{j k}\right) $

(1)

$ r_{j k}=\frac{\mathcal{U}_{j k}}{\sum\limits_{k=1}^n \mathcal{U}_{j k}} $

(2)

式中：h_j为第j指标的反熵值; v_jk为第j指标k地区的数值;

② 计算客观权重w_j′。

$ w_j^{\prime}=\frac{h_j}{\sum\limits_{j=1}^m h_j} $

(3)

(3) 拉格朗日乘子法组合权重。基于此方法对主观权重和客观权重进行综合，计算方法为^[25]：

$ \bar{w}_j=\frac{\sqrt{w_j w_j^{\prime}}}{\sum\limits_{j=1}^m \sqrt{w_j w_j^{\prime}}} $

(4)

式中：w_j与w_j′分别为层次分析法和反熵权法的第j项指标权重; w_j为第j项指标的综合权重。

2.3 幸福指数分级标准

河流幸福指数从水安全、水资源、水环境、水生态和水文化5个准则层进行评价，计算公式如下：

$ \mathrm{RHI}=\sum\limits_{i=1}^5 F_i W_i^f $

(5)

$ F_i=\sum\limits_{j=1}^n S_{i j} W_{i j}^S $

(6)

式中：RHI为河流幸福指数; F_i为第i个准则层得分; W_i^f为第i个准则层权重; S_ij为第i个准则层内第j个指标得分; W_ij^S为第i个准则层内第j个指标指标权重, n为准则内指标总数。

借鉴《世界幸福报告》及国民幸福划分标准，河流幸福指数评价实行百分制，分为很幸福、幸福、一般偏上、一般偏下和不幸福5个等级^[26]，分别对应区间[100，90]，(90，80]，(80，70]，(70，60]和(60，30]。

2.4 障碍度计算

采用障碍度因子筛选影响幸福河建设绩效的主要障碍因子，障碍度O_j表示层级或各指标对幸福河建设绩效影响程度的高低^[8]，计算公式如下：

$ O_j=\frac{I_j \cdot F_j}{\sum\limits_{j=1}^m\left(I_j \cdot F_j\right)} \times 100 \% $

(7)

式中：F_j为因子贡献度, 表示各指标对总目标的重要程度, 一般为各指标权重; I_j为因子偏离度, 表示各指标实际值与最优目标值之间的差值, 正向指标为1与指标标准化之差, 逆向指标为指标标准化与0之差。

2.5 耦合协调度计算

耦合协调度(D)反映了河流幸福指数与区域经济社会发展的协调程度，计算公式如下：

$ D=\sqrt{T \cdot C} $

(8)

$ T=\alpha U_i+\beta U_j $

(9)

$ C=\left\{\frac{U_i \cdot U_j}{\left[\frac{\left(U_i+U_j\right)}{2}\right]^2}\right\} k $

(10)

式中：T为综合协调指数; C为耦合度; α与β为待定系数, 一般取0.5; U_i代表河流幸福指数; U_j代表城市化水平指数, 本研究使用城镇化水平表征, 即非农业人口占总人口的比例。耦合度C越高, 代表 2个系统之间的相互作用程度越高, k为调节系数, 一般取值为0.5;耦合协调度D越高, 代表 2个系统之间动态演化的程度越高, 根据D值将耦合协调状态分成优质协调、中度协调、勉强协调、中度失调和严重失调5类^[27], 分别对应区间(0.8, 1.0], (0.6, 0.8], (0.4, 0.6], (0.2, 0.4]和(0, 0.2]。

3 结果与分析 3.1 指标权重

小清河城区段和乡村段指标层的综合权重详见表 3。从准则层来看，城区段以水资源权重最高，为0.24，其次为水安全权重为0.217，水生态和水环境权重分别为0.198和0.192，水文化最低为0.153；乡村段同样以水资源权重最高，为0.26，其次为水安全和水环境，分别为0.248，0.189，水生态权重为0.176，水文化权重仅为0.126。指标层中城区段以水域面积保留率、堤岸防洪标准达标率和单位国内生产总值用水量的权重最高，分别为0.063，0.061和0.060，其余指标层权重相差不大；乡村段以堤岸防洪标准达标率比例最高为0.072，水工建筑物安全稳定率、洪涝灾害经济损失率、单位国内生产总值用水量的权重均在0.060以上，而公众满意度权重最低仅为0.035。综上，对于城区段和乡村段，水资源和水安全准则层的权重均最大，其次是水安全准则层，主要是小清河流域水资源条件先天不足，用水量较大，因此水资源准则层权重最大；城区段的水环境和水生态准则层的权重相差不大，主要由于城区段自1996年进行了多次污染综合治理，河流水环境质量和水生态状况改善明显，因此二者相差不大。乡村段整体经济结构偏重，支流纳污量较大，水环境质量虽有较大提升，但压力依旧较大，水生态状况较差，加上当地人民的水生态保护意识不强，因此水环境准则层权重高于水生态。由于经过多年建设，小清河流域的历史文化与景观融为一体，水文化宣传次数较多，城市居民对生态文明建设重视，城区段水文化权重更高。

3.2 治理前后小清河流域幸福状况对比

治理前2018年与2020年小清河幸福流域指数得分对比见图 2。各段的幸福状况并无明显变化，而经过小清河防洪综合治理工程，2022年各段幸福状况均有所提升(图 2)，其中城区段均为幸福等级，治理前后无明显变化。因此重点以2020年和2022年为主进行分析，从准则层来看(图 3)，治理后仅水生态和水文化有轻微提升，水安全和水环境基本无变化，水资源轻微下降。小清河城区段分别于1996和2006年对水污染状况和防洪安全进行综合治理，治理后堤岸防洪标准已达到百年一遇标准，因此水安全已处于幸福等级，同时伴随着城区段水环境治理力度不断加强以及污水处理和中水回用等相关政策支持，水环境质量持续改善，尤其自2021年辛丰庄断面水质稳定在Ⅲ类水以上^[28]，水环境处于幸福等级，而本次小清河防洪综合治理工程主要集中在乡村段，因此城区段幸福指数提升不大。

乡村段幸福指数提升明显，章丘段治理后幸福指数由78.87分提升为83.3分，由一般偏上提升为幸福等级，其中水安全和水文化提升明显，其幸福程度主要受水资源和水生态的影响。滨州段治理后幸福指数为76.43分，河流幸福状况由一般偏下上升为一般偏上等级，各个准则层均有所提升，其中水文化提升较为明显，由于治理成果较显著，公众对该段的满意度有较大提高。淄博段治理后幸福指数由76.66分提升为82.95分，由一般偏上上升为幸福等级，其中水文化提升显著，其次是水安全和水资源，水环境和水生态提升很小，另外该河段水生态分数较低，仅为59.8分，主要由于该地区整体水域面积保留率严重降低，生物多样性不高。东营段治理后幸福指数为71.26分，河流幸福状况由一般偏下上升为一般偏上等级，准则层的提升主要集中在水安全、水文化和水生态。潍坊段治理后幸福指数为71.86分，河流幸福状况为一般偏上等级，除水环境外，其余准则层均有明显提升。乡村段幸福指数以章丘段和淄博段最高，其次为滨州段，潍坊段和东营段最低，治理后幸福指数的显著提升主要受防洪安全效果提升影响，其次为水文化，说明工程治理措施和政府相关政策对小清河流域幸福指数提升影响较大，同时水生态、水文化的稳固提升与政府相关政策、公众水生态环境意识水平等关系密切。

3.3 河流幸福与区域经济社会发展协调度分析

小清河流域河流幸福与区域经济社会发展耦合协调度结果如图 4所示。治理前城区段、章丘段和潍坊段均为优质协调，其余河段为中度协调；治理后各河段耦合协调度均得到提升，除滨州段，其余河段均处于优质协调状态，说明防洪治理工程有助于实现城市发展与幸福河建设的耦合协调发展。城区段的耦合协调度比乡村段高，主要由于城区段的水生态环境治理措施和治理效果相对乡村段河流更好，未来需要结合不同河段情况分别从产业结构、水污染、水生态等方面进行治理，确保维持河流幸福指数与城市化协调发展的状态，以实现社会经济与水环境的良性可持续发展^[29]。

3.4 幸福河建设问题分析

根据障碍因子评价结果(表 4)，影响小清河城区段幸福河建设的主要障碍因子为农村自来水普及率、实际灌溉水利用系数和水资源开发利用率，主要集中在水资源准则层。城区段水资源条件先天不足，供需矛盾突出，人均水资源占有量仅占全国平均值的1/10，水资源开发利用较高，城市供水水源主要依靠黄河，供水能力严重不足，未来需进一步提高用水保障^[30]。

乡村段的主要障碍因子有一定的相似性，影响章丘段的主要障碍因子为农村自来水普及率、水生生物完整性指数、公众满意度，需重点关注水资源和水生态准则层；滨州段主要为堤岸防洪标准达标率和水文化传承载体数量；淄博段和东营段的主要障碍因子均为洪涝灾害经济损失率和水文化传承载体数量；潍坊段的主要障碍因子则为堤岸防洪标准达标率、水工建筑物安全稳定率和河道行洪畅通性。滨州至潍坊段主要障碍因子较为相似，主要集中在水安全、水资源和水文化准则层。

章丘段受经济发展影响，河湖萎缩，湿地退化，整体水域面积保留率严重降低；生物多样性不高，水生生物完整性有待提高^[31]。其他河段水安全问题主要为堤岸防洪标准达标率偏低，行洪能力弱，部分水工建筑物带病运行，河道除涝标准低，应对洪涝灾害的能力和恢复能力有待提升。而水资源问题主要是供水水源依靠地表水和地下水，缺少备用水源，供水能力严重不足，遭遇连续枯水年份抗风险能力较弱^[32]。乡村段水文化建设有待进一步推进，公众对历史文化遗产、水文化载体等认知较少，根据调查，公众对水文化载体、河流治理相关政策了解较少，水文化传播影响力有待提高。

4 结论

本研究以小清河为研究对象，构建了基于“目标层—准则层—指标层”的多层次评价体系，从水安全、水资源、水环境、水生态和水文化5个准则层选取20个指标，并分别对城区段和乡村段的幸福状况进行了评价，得出以下结论。

(1) 城区段以水域面积保留率的权重最高，准则层则以水资源、水安全和水生态权重较大。乡村段以堤岸防洪标准达标率占比最高，主要受水资源、水安全和水环境准则层内指标的影响。

(2) 经过小清河防洪综合治理工程，河流幸福状况均得到提升，城区段幸福指数最高，为幸福等级，乡村段幸福指数提升明显，东营段、滨州段和潍坊段均为一般偏上等级。从准则层来看，水文化和水安全提升明显，未来提高河流幸福指数需重点改善水生态健康状况，提高水资源开发利用对经济社会发展的支撑作用。

(3) 由于城区段水资源条件先天不足，供需矛盾突出，影响城区段幸福河建设的主要障碍因子为水资源准则层的农村自来水普及率和水资源开发利用率。未来应充分挖掘现有水源调蓄工程供水潜力，加强雨洪水资源利用，提升水资源调蓄能力。影响乡村段的主要障碍因子主要集中在水安全、水资源和水文化准则层，其中堤岸防洪标准达标率偏低。未来应重点提升应对洪涝灾害的能力和恢复能力，加强河道防洪治理，定期对干流河段进行河道清淤疏通，提升城市排涝防涝水平。依托小清河流域历史文化底蕴，有机融合水工程与水文化，积极推进水文化建设。