山西省水文站網優化調整思考

郭亞潔

（山西省水文水資源勘測局，山西 太原 030001）

水文站網規劃是根據客觀水文規律，考慮經濟建設需要，確定水文測站合理布局、優化站網結構、探索資料移用方法的一門學科。其內容不僅涉及水文工作各個環節，而且聯系著社會與經濟，是水文學科中較復雜的領域之一。

山西省水文站網從解放前的寥寥站點，發展到現在按一定規則部署，具有一定規模，經歷了一個漫長的過程。六十年來，在全省各級水文工作者的共同努力下，山西水文站網布局逐步合理，水文資料積累日益豐富，為防汛減災、水工程設計與運行管理、水資源合理開發利用等發揮了不可替代的重要作用。

1 水文站網的功能與作用

水文測站是在不同流域內設立的，按一定技術標準經常收集和提供水文要素的各種水文觀測現場的總稱。水文站網是在一定地區，按照一定原則，用適當數量的各類測站構成的水文資料收集系統。

水文測站和水文站網的作用主要是通過收集和累積水文資料，監測水文要素動態變化，為摸清流域降水、蒸發、洪水、徑流、泥沙等水文要素的基本特征，分析探索水、沙變化的基本規律和水文循環規律，進行水資源調查評價，建立水文模型，開展實時水文預報，計算河流的水賬和沙賬等服務，為防汛抗旱、洪水管理、水資源管理、水行政執法、水土保持、水質監測、水利工程規劃建設運行提供基本依據和支撐。

2 水文站網布設的傳統與規范

水利部《水文站網規劃技術導則》（以下簡稱《導則》），對水文站網規劃和水文站點布設規定的基本技術路線是：進行水文分區、確定站網密度、選定布站位置、擬定設站年限、各類站網協調配套、制訂實施方案。在確定站網密度方面，《導則》規定，首先建成容許最稀站網，然后根據需要和可能，逐步發展并優化站網，使站網的整體功能最強。

對大河控制站（3 000 km2以上），《導則》要求，任何相鄰兩站間的流量特征值要保持適當的遞變率，測站要滿足重要城鎮和重要經濟區的防洪、水資源調查評價、開發利用及水工程規劃、設計、施工及大型湖泊、水庫調蓄的需要。小河站（300 km2以下）布設考慮收集小面積暴雨洪水資料。區域代表站（介于大河控制站和小河站之間）用于控制流量特征值的空間分布，通過徑流資料的移用技術，得到水文分區內無流量站河流徑流特征和過程。

3 山西水文站網發展歷程

山西最早在1916年開始有正式的雨量觀測記錄，1932年有水位觀測記錄。到1944年全省共有水文站10處，為解放前水文站最多的一年，但這些站時斷時續，資料系列不連續，觀測不正規。解放后，由于經濟發展需要，水文站網迅速恢復和發展，到1958年水文站網建設達到最高峰，共有水文站105處，但由于受3年困難的影響，剛設立的站又不得不停測，至1963年，全省共有水文站67處。經過歷次站網規劃和調整，到1980年水文站網建設再次達到高峰，水文站98處，雨量站847處。2011年底，山西設有水文站83處（包括黃委14處），監測斷面數136處（包括黃委15處）。其中屬山西水文管轄水文站69處（國家基本站66處，泥沙專用站3處）。從測站類別上，泥沙站、實驗站、水質站、地下水觀測井也都陸續得到發展，可以說，山西已建成了門類比較齊全、布局大致合理的水文站網。

4 山西水文站網存在的問題

山西省水文站網目前以水資源評價、工程管理為主，已開始由傳統單一功能向多功能發展，雖取得很大成績，但仍存在一些問題和不足。

4.1 站網功能明顯不足

山西省水文站網主要是1960年代前后布設的，當時設站目的比較單一，主要為控制區域水文特征，探索產匯流規律服務，經過近50年的發展、調整和補充，已建成一套布局基本合理、項目比較齊全、主要功能發揮正常的站網體系，但隨著水污染、局域性災害、流域性洪水威脅、水事談判與磋商、氣候變化等因素影響，在水資源配置、水權分配與監督管理、城市防洪等方面，水文站網功能明顯不足。

4.2 站網密度不足

山西省國土面積156 271 km2，不包括黃委設站，站網密度為2 265 km2/站；包括黃委已設站，站網密度為1 883 km2/站。世界氣象組織推薦的容許最稀站網密度為：溫帶、內陸和熱帶的山區300～1 000 km2/站。我省現有水文站網密度還未達到世界氣象組織推薦的容許最稀站網密度水平，還不能滿足探索研究水文變化規律的需要，更不能滿足防汛抗旱、水資源管理、水環境和水生態保護等方面的要求。目前，中小河流治理、山洪災害防御、抗旱、行政區界水資源管理服務的站網嚴重不足。

4.3 站網調整不及時

當代表站所測得的中小河流水文資料能分析出其特征值及其參數的變化規律，且穩定在一定的誤差范圍內，能滿足水文計算精度要求時，該站就基本上達到了設站目的。受水利工程影響嚴重的地區存在著水賬不清現象，有些水文站受水利工程和人類活動影響嚴重，已喪失了原有設站功能，需要調整。

4.4 重要蓄、引水工程缺少水文觀測

全省64座大中型水庫僅7座由水文部門設站觀測，其余由工管部門設站，汛期觀測僅滿足報汛需要，部分水庫根本沒有水文觀測設施。大流域灌區的大部分渠道引退水監測缺乏統一管理，致使引退水量控制差、觀測資料質量不高且高度分散，資料也沒有統一刊布。所有大、中型水庫無入庫沙量監測站點。“十一五”新建的應急水源工程，也需要根據實際情況設水文站，以便為水資源合理調度提供決策依據，同時為下游防汛抗旱提供信息服務。

4.5 現有水文站網無法滿足“大水網”建設要求

“大水網”建設以縱貫全省南北的黃河北干流和汾河兩條天然河道為主線，以建設覆蓋全省六大盆地和主要經濟中心區的十大骨干供水體系（十橫）為骨架，通過連通工程建設，將黃河、汾河、沁河、桑干河、滹沱河、漳河這六大河流及各河流上的大中型水庫相連通，實現“兩縱十橫、六河連通，縱貫南北、橫跨東西，多源互補、保障應急，豐枯調劑、促進發展”的工程體系。工程完工后可使全省總供水量由63億m3提高到91億m3。立足于此，為進一步加強水資源配置和管理，需在灌區、渠道、水庫取水口及“兩縱十橫，六河連通”的供水體系里布設水文站，實時監測各取、調水口流量變化情況。

5 水文站網調整對策

5.1 整體布局，注重效益

《導則》規定，水文站網規劃每10年進行一次，站網調整工作可隨國民經濟的發展和需要而定。根據社會發展對水文工作的需要，應對水文站網進行重新規劃和調整。規劃的目標是以最小代價，使水文站網具有最佳功能。在規劃時，根據水文要素和特性的時間變化、空間分布規律、水文循環規律、水文要素間的相互關系等，使不同觀測項目、不同觀測精度的水文站之間的組合達到協調運轉，同時使水文站網的整體功能達到在時間、空間上能按照實用的精度要求，對水文資料進行內插、外延和移用。一個優良的水文站網，應以最精干的站點為網內任意地點的經濟建設提供準確、及時的水文信息。

5.2 抓住機遇，推進水文站網發展

2010年10月10日，國務院出臺《關于切實加強中小河流治理和山洪地質災害防治若干意見》，提出了未來5年中小河流治理、山洪地質災害防治、易災地區生態環境綜合治理的目標任務，要求加強水文測站基礎設施建設，密切監控河流汛情，提高水文監測和預報精度。山西省中小河流水文監測系統建設項目總投資3.03億元。我們應抓住這一難得機遇，搞好站網綜合規劃，推進水文站網快速發展。

5.3 及時調整，逐步完善

社會在發展，環境在改變，科學在進步，水文站網也必須與社會經濟條件、防汛抗旱要求、水資源開發利用、周圍環境情況以及收集水文資料和情報預報的要求、手段相適應。站網工作者應當在解決生產、生活和科研問題的實踐中，在經濟水平、科學技術、測報手段日益提高和對水文規律不斷加深認識的過程中，預見并吸收新理論、新方法，經常、適時地檢驗和糾正水文站網中的缺陷，逐步優化站網結構，提高站網整體功能。