李春麗,劉鑫楊,安會(huì)靜
(1.海河水利委員會(huì)水文局,天津 300170;2.海河水利委員會(huì)通訊中心,天津 300170)
水文站網(wǎng)密度可以用“現(xiàn)實(shí)密度”與“可用密度”這兩種指標(biāo)來(lái)衡量,前者是指單位面積上正在運(yùn)行的站數(shù),后者則包括雖停止觀(guān)測(cè)但已取得有代表性的資料或可以延長(zhǎng)資料系列的站數(shù)。本次站網(wǎng)評(píng)價(jià)的站網(wǎng)密度是指“現(xiàn)實(shí)密度”。
為滿(mǎn)足防汛抗旱、水資源評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用的最低要求,由起碼數(shù)量水文測(cè)站組成的站網(wǎng)稱(chēng)為容許最稀站網(wǎng)。
海河流域的北部和西部為山地和高原,東部和東南部為廣闊平原。山地與平原近于直接交接,丘陵過(guò)渡區(qū)甚短。按成因,平原可分為山前沖積洪積傾斜平原、中部沖積湖積平原和濱海沖積海積平原。平原地勢(shì)自北、西、西南3個(gè)方向向渤海灣傾斜,其坡降由山前平原的1‰~2‰漸變?yōu)闁|部平原的0.1‰~0.3‰。由于黃河歷次改道和海河各支流的沖積,對(duì)流域內(nèi)的地形、地貌也有影響,一般是黃河和本流域泥沙含量較大的河道流過(guò)的地帶地勢(shì)較高,在這些河道之間的泥沙含量較少河道流過(guò)的地帶地勢(shì)則較低。
由于自然地理、氣候環(huán)境的多樣性、復(fù)雜性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人文環(huán)境在區(qū)域上的較大差異,水文站網(wǎng)的宏觀(guān)布局在區(qū)域空間上受地理、氣候與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人類(lèi)活動(dòng)影響,形成了水文站網(wǎng)分布不均的格局。
本次水文站網(wǎng)密度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)WMO推薦的容許最稀站網(wǎng)密度。WMO推薦的容許最稀站網(wǎng)密度也是我國(guó)水文站網(wǎng)規(guī)范性技術(shù)文件——《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》(SL34-1992)所推薦的,在水文站網(wǎng)建設(shè)初期或在布站密度十分不足的地區(qū)可以參照的標(biāo)準(zhǔn)。SL34-1992針對(duì)WMO部分類(lèi)別的站網(wǎng)密度標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況作了部分調(diào)整。本次評(píng)價(jià)將綜合考慮上述標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)籌進(jìn)行站網(wǎng)密度評(píng)價(jià)。
需要指出的是,WMO推薦的容許最稀站網(wǎng)密度是在1970年出版的 《水文實(shí)踐指南》(第2版)第1卷“資料收集與整理”中提出的。盡管時(shí)隔30多年,各國(guó)水文站網(wǎng)有了一定發(fā)展,但是作為“最稀”這一標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)因時(shí)間推移而有太大變化,仍是適用的。WMO推薦的水文站容許最稀站網(wǎng)密度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),見(jiàn)表1。
表1 WMO關(guān)于水文站網(wǎng)容許最稀密度
理論上,在天然情況下,山區(qū)地形起伏大,降雨量、河流流量的時(shí)空變化較平原區(qū)劇烈,因此站網(wǎng)密度應(yīng)較平原地區(qū)要求更高。但實(shí)際中的情況往往是由于平原區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集、水資源開(kāi)發(fā)程度高,站網(wǎng)密度較高;在山區(qū),由于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá),人口稀少,交通閉塞,開(kāi)發(fā)需求和設(shè)站條件都限制了站網(wǎng)密度的提高。因此,實(shí)際中平原區(qū)站網(wǎng)密度通常參照了表1中的一般情況密度,而山區(qū)站網(wǎng)密度則對(duì)應(yīng)于困難條件下的密度。
SL34-1992中,水文站最稀站網(wǎng)密度同WMO推薦標(biāo)準(zhǔn)一致。
海河流域共有基本水文站289處,構(gòu)成了覆蓋各大主要干流、重要支流的骨干站網(wǎng),為分析河流水文情勢(shì)、水資源分析計(jì)算、防洪抗旱、流域規(guī)劃、水利工程設(shè)計(jì)和調(diào)度決策、水環(huán)境水生態(tài)保護(hù)等提供長(zhǎng)系列的科學(xué)數(shù)據(jù)。
如果根據(jù)河流天然特性設(shè)站,山區(qū)水文站網(wǎng)密度應(yīng)較平原地區(qū)為高,但在實(shí)際中,站網(wǎng)建設(shè)被賦予經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、水資源利用程度高的地區(qū)站網(wǎng)密度比經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的地區(qū)高。流域內(nèi)北京市、天津市人口稠密,經(jīng)濟(jì)發(fā)展快,站網(wǎng)密度已大大超過(guò)最稀密度的上限,顯示出站網(wǎng)已跨越初級(jí)階段,進(jìn)入與經(jīng)濟(jì)需求相適應(yīng)的穩(wěn)定發(fā)展階段。
由于海河流域河流水系的分布情況及河流源短流急的特殊性,流域站網(wǎng)密度與河系經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵不如與行政單元站結(jié)合得緊密。各河系(本次評(píng)價(jià)河系劃分應(yīng)用1986年開(kāi)展海河流域水文測(cè)站編碼工作時(shí)的流域河系劃分成果)基本水文站網(wǎng)密度見(jiàn)表2和圖1。
表2 海河流域各河系基本水文站網(wǎng)密度
本次評(píng)價(jià)海河流域總面積按照31.8萬(wàn)km2計(jì)算,全流域共有基本水文站289處,平均站網(wǎng)密度為1 100 km2/站,由于海河流域處于半干旱、半濕潤(rùn)地區(qū),根據(jù)WMO有關(guān)容許最稀站網(wǎng)密度的推薦意見(jiàn),平原區(qū)最低容許站網(wǎng)密度為1 000~2 500 km2/站、山區(qū)最低容許站網(wǎng)密度為300~1 000 km2/站。與此標(biāo)準(zhǔn)比較,海河流域現(xiàn)有基本水文站網(wǎng)總體上已達(dá)到WMO推薦的站網(wǎng)容許最稀密度要求。
圖1 海河流域各河系水文站網(wǎng)流域密度分布
從表2和圖1分析,冀東沿海諸河、薊運(yùn)河、北運(yùn)河、海河干流、大清河、徒駭馬頰河河系基本為平原區(qū),冀東沿海諸河、薊運(yùn)河、北運(yùn)河河系站網(wǎng)平均密度已高于最稀站網(wǎng)密度,海河干流、大清河、徒駭馬頰河河系站網(wǎng)平均密度均已達(dá)到WMO推薦的容許最稀水文站網(wǎng)密度標(biāo)準(zhǔn)。灤河、潮白河、永定河、子牙河、漳衛(wèi)南運(yùn)河河系基本為山區(qū),根據(jù)容許最稀水文站網(wǎng)密度采用WMO推薦的300~1 000 km2/站,按此標(biāo)準(zhǔn),只有潮白河河系的站網(wǎng)平均密度達(dá)到WMO推薦的容許最稀水文站網(wǎng)密度標(biāo)準(zhǔn),其余河系站網(wǎng)平均密度均未達(dá)到規(guī)定的最稀密度要求。今后,應(yīng)加強(qiáng)山區(qū)站點(diǎn)布設(shè),進(jìn)一步提高站網(wǎng)密度。
全流域基本水文站網(wǎng)平均密度已高于WMO標(biāo)準(zhǔn)最稀站網(wǎng)密度,為1 100 km2/站或9.1站/萬(wàn)km2。其中,北京、天津兩市已大大超過(guò)最稀密度的上限,顯示出站網(wǎng)布局已跨越初級(jí)階段,進(jìn)入與經(jīng)濟(jì)需求相適應(yīng)的穩(wěn)定發(fā)展階段。海河流域已建成布局比較合理的基本水文站網(wǎng),在歷年的防汛抗旱、水利工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)度、城鄉(xiāng)工業(yè)、生活供水調(diào)度以及水資源管理工作中都發(fā)揮了巨大的作用。但重點(diǎn)區(qū)域需增大站網(wǎng)密度,以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)水文信息的需要。