丁 凱 ，賈傳偉 ，丁吉龍

（1.小浪底建設(shè)管理局，河南 鄭州 450000；2.煙臺建工檢測服務(wù)中心，山東 煙臺 264000；3.山東水文水資源勘測局，山東 濟(jì)南 250002）

1 水文站網(wǎng)的布設(shè)原則

水文站網(wǎng)布設(shè)的主要原則是根據(jù)需要和可能，優(yōu)化站網(wǎng)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮站網(wǎng)的整體功能，提高站網(wǎng)投入與產(chǎn)出的最優(yōu)社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，即以較少的投入滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各方面的需要，同時(shí)應(yīng)保持水文站網(wǎng)的相對穩(wěn)定。一般情況下，最優(yōu)水文站網(wǎng)的功能應(yīng)滿足各部門的需要。一是為工程建設(shè)提供設(shè)計(jì)水文資料；二是為抗旱防汛及時(shí)提供雨水情信息；三是為水利工程管理提供水文信息；四是為水資源管理和水環(huán)境保護(hù)提供水文資料；五是為專項(xiàng)工程提供水文資料。另外，水文站網(wǎng)要符合“導(dǎo)則”的技術(shù)要求和站網(wǎng)密度，要符合經(jīng)濟(jì)原則，采用較少的水文站，發(fā)揮站網(wǎng)整體功能，滿足社會各方面要求。

2 水文站網(wǎng)現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 水文站網(wǎng)現(xiàn)狀

山東省的水文站網(wǎng)是在建國后迅速發(fā)展起來的，經(jīng)過1964、1975和1985年3次大規(guī)模的分析調(diào)整，基本形成了相對比較完善的水文站網(wǎng)布局。目前全省共有水文站148處，水位站17處，雨量站812個(gè)（其中委托雨量站662個(gè)），水文輔助站181個(gè)，地下水觀測井2 670處，水質(zhì)站115處。在148處水文站中實(shí)際運(yùn)行的115處，其中河道56處，水庫站36處，堰閘23站處。全省水文站網(wǎng)密度為1 054 km2/站，其中山區(qū)為868 km2/站，平原區(qū)為1 841 km2/站，均符合平原地區(qū)為1 000～2 500 km2/站和山區(qū)為 300～1 000 km2/站的標(biāo)準(zhǔn)。具體情況如下：

1）干流控制站。全省現(xiàn)有干流控制站30處，全省流域面積3 000 km2以上的河流，均有水文站，沿干流分布除南運(yùn)河3個(gè)水文站面積相等，沂河臨沂以上區(qū)間面積占8.8%外，其他站均超過15%，基本滿足內(nèi)插年徑流和洪峰流量的要求。

2）區(qū)域代表站?，F(xiàn)有區(qū)域代表站75處，其中河道站39處，水庫站28處，堰閘站8處。按“導(dǎo)則”標(biāo)準(zhǔn)，有9處水庫站不符合區(qū)域代表站的標(biāo)準(zhǔn)。九臺、滕州站受工程影響失去測站功能。

3）小河站?，F(xiàn)有的小河站28處，其中河道站20處，水庫站8處。小河站按分類布站，按地形可分為平原區(qū)和山丘區(qū)兩類，從面積分級看現(xiàn)有水文站大都在50～200 km2之間。小于50 km2的站只有4處，即岳家秋峪、郝峪、朱家莊、烏衣巷。平原區(qū)僅有2處，即賈莊和武城。

全省小河站包括現(xiàn)有和已停測的49處，除7～8處資料無代表性外，已撤消站的資料可以使用，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有小河站的不足。

4）工程水文站。有32座大型和4座中型水庫設(shè)有水文站，有23處大型河道堰閘設(shè)有水文站，除為工程管理服務(wù)外，兼作基本站的區(qū)域代表站和小河站。

5）專用水文站。1992年省編委批準(zhǔn)增設(shè)15處報(bào)汛流量站，由于經(jīng)費(fèi)等原因至今未全部落實(shí)，其中大部分為現(xiàn)有水位站，已承擔(dān)了報(bào)汛任務(wù)。

6）泥沙站。現(xiàn)有泥沙測驗(yàn)項(xiàng)目的有48處，按“導(dǎo)則”要求，需按年輸沙模數(shù)等值線圖的變化梯度布設(shè)站網(wǎng)。山東省水文站多數(shù)受工程影響，輸沙模數(shù)圖繪制困難，按最稀站網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，一般地區(qū)泥沙站應(yīng)占全部水文站的30%～60%?，F(xiàn)狀情況下，泥沙站占全部水文站的32.4%，基本滿足技術(shù)要求。

7）雨量站。全省觀測雨量的站有812處，平原區(qū)站網(wǎng)密度為284 km2/站，山丘區(qū)站網(wǎng)密度為166 km2/站?！皩?dǎo)則”要求常年站密度應(yīng)為300 km2/站，山東省站網(wǎng)密度為193 km2/站，滿足要求。各水文站的配套水文站符合“導(dǎo)則”要求的站網(wǎng)密度要求。

8）蒸發(fā)站。全省現(xiàn)有觀測水面蒸發(fā)的站48處，站網(wǎng)密度為 3 264 km2/站，符合“導(dǎo)則”2 500～5 000 km2/站密度要求。

2.2 現(xiàn)有水文站網(wǎng)存在的問題

本文將山東省現(xiàn)有水文站劃分為12個(gè)分區(qū)，雖大部分均能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，但魯東平原坡水區(qū)、膠萊河谷區(qū)和膠東半島區(qū)站網(wǎng)密度達(dá)不到世界氣象組織推薦的容許最稀站網(wǎng)密度水平?，F(xiàn)有雨量站網(wǎng)密度，魯南平原區(qū)低于世界氣象組織推薦的容許最稀站網(wǎng)密度要求?，F(xiàn)有蒸發(fā)站網(wǎng)大部分均能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，但湖西平原區(qū)和膠萊河谷區(qū)的蒸發(fā)站網(wǎng)密度達(dá)不到世界氣象組織推薦的容許最稀站網(wǎng)密度水平，見表1。

1）區(qū)域代表站不足?，F(xiàn)有區(qū)域代表站按水文分區(qū)和控制面積分級，布局不均勻，有的分區(qū)內(nèi)同一級面積的站數(shù)較多，還有9個(gè)分區(qū)的14個(gè)分級面積內(nèi)無水文站（見表2）。

從面上分布情況看，上游山區(qū)代表站較多，下游平原坡水區(qū)較少，如沂沭河下游的臨郯蒼平原區(qū)、膠濟(jì)鐵路以北平原坡水區(qū)、大汶河下游平原區(qū)，魯北平原區(qū)代表站，這些地區(qū)的產(chǎn)匯流缺乏資料。

2）防汛報(bào)汛站網(wǎng)不足。山東省現(xiàn)有大型河道和大型水庫湖泊均設(shè)有水文站進(jìn)行洪水測報(bào)，但有部分河段報(bào)汛站網(wǎng)不足。

3）工程水文站不足。全省有大型水庫32座，中型水庫135座，大型堰閘15座，中型堰閘139座，其中大型水庫均設(shè)水文站，中型水庫只有黃前、東周、嶗山、賀莊4處設(shè)有水文站，大中型堰閘有23座設(shè)有水文站，其余中型水庫、大中型堰閘無水文站。資料殘缺不全，水庫管理運(yùn)用、洪水預(yù)報(bào)、興利調(diào)度、水資源計(jì)算無資料依據(jù)。

4）水資源監(jiān)測站網(wǎng)不足。水資源監(jiān)測是水文工作的重要內(nèi)容，山東省現(xiàn)有水文站網(wǎng)在控制水資源時(shí)空變化方面站網(wǎng)不足。一是中型水庫、大中型堰閘缺乏水文觀測資料，調(diào)蓄水量無法計(jì)算。二是入海水量控制不足，大型河道，如彌河、濰河等河流及膠東半島獨(dú)流入海的河流站網(wǎng)較少。

表1 山東省各水文分區(qū)水文站站網(wǎng)密度統(tǒng)計(jì)表

5）城市水文站網(wǎng)空白。雖然山東省自1990—1992年底在濟(jì)南開展了城市水文精確測驗(yàn)與評價(jià)，因?qū)偎克木窒逻_(dá)項(xiàng)目，在該項(xiàng)目結(jié)束后，由于經(jīng)費(fèi)和認(rèn)識等方面的原因，至今還未在各級城市增設(shè)城市水文站網(wǎng)。

6）測站功能和測站代表性受破壞。有的測站受水利工程影響較大，上游水利工程控制面積超過50%的區(qū)域代表站有莒縣、譚家坊、九臺、滕縣等站；有的測站受工程影響失去測站功能，如九臺、滕縣、嶧城、閆家山、鄭家、招遠(yuǎn)、白樓、黃寺等站。

表2 山東省水文分區(qū)分級及區(qū)域代表站分布統(tǒng)計(jì)表

7）部分測站測驗(yàn)生活條件差。部分水文測站受環(huán)境影響，測驗(yàn)條件差，職工生活困難，需要遷移站址，改善測驗(yàn)、生活條件。如南陶水文站的過河纜支柱拉線在群眾院內(nèi)，維修困難，且危險(xiǎn)；還有很多水文站附近河段水質(zhì)污染嚴(yán)重，生活困難。

3 水文站網(wǎng)的調(diào)整布局

3.1 站網(wǎng)調(diào)整的原則和方法

一是改變受影響的水文站測驗(yàn)方式、加強(qiáng)測驗(yàn)，將工程影響降低到最低；二是顧全大局、遷移測站、為地方建設(shè)服務(wù)。針對實(shí)際情況，對受工程影響較大又不能通過改變測驗(yàn)方式消除影響的測站，搬遷測站，按“導(dǎo)則”要求進(jìn)行選址，重新布設(shè)測驗(yàn)斷面，使新測驗(yàn)斷面在保持原測站功能基礎(chǔ)上，有較大改善，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)打下更好的基礎(chǔ)，發(fā)揮更大作用。

3.1.1 大河站

受水利工程影響的大河站，一般不考慮保持資料一致性的問題，將測站搬遷到能保證測驗(yàn)工作正常開展的位置即可。對于整條河流呈梯級開發(fā)，水文站“遷無可遷”的，要考慮水文站與水利工程結(jié)合。

在測站搬遷時(shí)，要適當(dāng)考慮調(diào)整測站功能，盡量實(shí)現(xiàn)與水利工程結(jié)合和為工程提供服務(wù)的目標(biāo)。

3.1.2 區(qū)域代表站和小河站

由于區(qū)域代表站和小河站在描述區(qū)域水文特性方面擔(dān)負(fù)的重任，以及對資料的特定性要求，因此它們是受水利工程影響分析和站網(wǎng)調(diào)整的主要對象。調(diào)整原則如下：

1）開展水文分區(qū)工作。為實(shí)現(xiàn)內(nèi)插徑流特征值，應(yīng)在每一個(gè)水文分區(qū)內(nèi)不同面積級的河流上設(shè)1～2個(gè)水文站，作為區(qū)域代表站，成為向同一水文分區(qū)內(nèi)其他相似級別河流上進(jìn)行徑流移用的基礎(chǔ)。

2）分析設(shè)站年限。對工程影響區(qū)內(nèi)的水文站，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法分析設(shè)站年限，確定該站是否已取得可靠的平均年徑流資料。一般而言，在濕潤地區(qū)，需要觀測30～40年以上，而在山東省降雨量變化極大的地區(qū)則有可能需要觀測的更長。

3）分析水利工程的影響程度。根據(jù)《導(dǎo)則》對中小河流代表站受水利工程影響的程度，分為輕微、中等、顯著和嚴(yán)重影響4級。當(dāng)為輕微影響時(shí)，測站保留，一般情況下不作輔助觀測及調(diào)查；當(dāng)為中等影響時(shí)，測站保留，一定要作輔助觀測及調(diào)查，擴(kuò)大面上資料收集，為需要時(shí)配合開展還原計(jì)算奠定基礎(chǔ)；當(dāng)為顯著影響時(shí)，若經(jīng)輔助觀測及調(diào)查后，表明測站已失去代表性或補(bǔ)充觀測費(fèi)用太大，則測站可以撤銷，否則保留；當(dāng)為嚴(yán)重影響時(shí)，一般可以撤銷，但應(yīng)在同一水文分區(qū)內(nèi)補(bǔ)設(shè)具有相同代表作用的新站。

4）確定調(diào)整方案。當(dāng)區(qū)域代表站和小河站受工程影響時(shí)，首先分析影響系數(shù)K，依據(jù)原則3）處理。

3.2 對山東省水文站網(wǎng)進(jìn)一步調(diào)整的意見

3.2.1 干流控制站

1）保留現(xiàn)有的水文站，增設(shè)報(bào)汛流量站網(wǎng)和入海水量控制水文站網(wǎng)，逐步落實(shí)省計(jì)委批準(zhǔn)增設(shè)的15處專用流量站，滿足防汛和入海水量控制需要。2）對大河干流下游控制站控制面積達(dá)不到85%的站，有條件的下遷，無條件的增設(shè)輔助站補(bǔ)充站網(wǎng)不足。

3.2.2 區(qū)域代表站

現(xiàn)有區(qū)域代表站的分布不太均勻，有的水文站受人類活動影響失去測站功能，需遷站和調(diào)整。為此，建議撤消9臺站、馮家花園站、張家院站、高里站、水明崖站、馬樓站、劉莊閘站。在小清河下游缺少干流控制站恢復(fù)白兔丘站。

3.2.3 小河站

1）全省小河站現(xiàn)有28處，已停測的有11處，這些站的資料可以合并使用，建議從經(jīng)濟(jì)出發(fā)，小河站的規(guī)?？梢詨嚎s，或?qū)⒛壳笆芨鞣N因素影響停測的站，全部撤消。2）現(xiàn)有水庫站作為小河站，其代表性比較差，在產(chǎn)流分析計(jì)算中代表性較好。在匯流計(jì)算中由于水庫反推入庫洪水變形和觀測精度影響，水庫站洪峰明顯偏大。建議改為專用站。

3.2.4 工程水文站

山東省有大中型水利工程已設(shè)立了36處水文站，23處堰閘水文站，其余工程有一部分設(shè)立了輔助站進(jìn)行觀測，還有131座中型水庫未設(shè)水文站，取來水量、調(diào)蓄水量、引用水量等無法計(jì)算。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水資源越來越緊缺，對水資源的監(jiān)測計(jì)量要求也越來越高。因此，中型水庫要開展水文觀測積累資料，建議逐步增設(shè)中型水庫水文站，拓寬服務(wù)面。

3.2.5 雨量站

常年雨量站符合“導(dǎo)則”要求，不做調(diào)整，調(diào)整部分配套雨量站。一是已撤消和停測水文站的配套雨量站，常年站保留，汛期站撤消；二是配套雨量站密度大于“導(dǎo)則”要求的可以精簡。

3.2.6 蒸發(fā)站網(wǎng)

蒸發(fā)站全省有48處，符合“導(dǎo)則”要求的標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別進(jìn)行調(diào)整，由于在1985年站網(wǎng)分析時(shí)，鄭店閘站周圍范圍空白區(qū)較大，當(dāng)時(shí)因無場地未設(shè)，建議增設(shè)鄭店閘蒸發(fā)站。

3.2.7 城市水文站

建議在省會和有條件的地級城市增設(shè)水文站，開展城市水文監(jiān)測工作。