山西省水文站网优化调整思考

郭亚洁

（山西省水文水资源勘测局，山西 太原 030001）

水文站网规划是根据客观水文规律，考虑经济建设需要，确定水文测站合理布局、优化站网结构、探索资料移用方法的一门学科。其内容不仅涉及水文工作各个环节，而且联系着社会与经济，是水文学科中较复杂的领域之一。

山西省水文站网从解放前的寥寥站点，发展到现在按一定规则部署，具有一定规模，经历了一个漫长的过程。六十年来，在全省各级水文工作者的共同努力下，山西水文站网布局逐步合理，水文资料积累日益丰富，为防汛减灾、水工程设计与运行管理、水资源合理开发利用等发挥了不可替代的重要作用。

1 水文站网的功能与作用

水文测站是在不同流域内设立的，按一定技术标准经常收集和提供水文要素的各种水文观测现场的总称。水文站网是在一定地区，按照一定原则，用适当数量的各类测站构成的水文资料收集系统。

水文测站和水文站网的作用主要是通过收集和累积水文资料，监测水文要素动态变化，为摸清流域降水、蒸发、洪水、径流、泥沙等水文要素的基本特征，分析探索水、沙变化的基本规律和水文循环规律，进行水资源调查评价，建立水文模型，开展实时水文预报，计算河流的水账和沙账等服务，为防汛抗旱、洪水管理、水资源管理、水行政执法、水土保持、水质监测、水利工程规划建设运行提供基本依据和支撑。

2 水文站网布设的传统与规范

水利部《水文站网规划技术导则》（以下简称《导则》），对水文站网规划和水文站点布设规定的基本技术路线是：进行水文分区、确定站网密度、选定布站位置、拟定设站年限、各类站网协调配套、制订实施方案。在确定站网密度方面，《导则》规定，首先建成容许最稀站网，然后根据需要和可能，逐步发展并优化站网，使站网的整体功能最强。

对大河控制站（3 000 km2以上），《导则》要求，任何相邻两站间的流量特征值要保持适当的递变率，测站要满足重要城镇和重要经济区的防洪、水资源调查评价、开发利用及水工程规划、设计、施工及大型湖泊、水库调蓄的需要。小河站（300 km2以下）布设考虑收集小面积暴雨洪水资料。区域代表站（介于大河控制站和小河站之间）用于控制流量特征值的空间分布，通过径流资料的移用技术，得到水文分区内无流量站河流径流特征和过程。

3 山西水文站网发展历程

山西最早在1916年开始有正式的雨量观测记录，1932年有水位观测记录。到1944年全省共有水文站10处，为解放前水文站最多的一年，但这些站时断时续，资料系列不连续，观测不正规。解放后，由于经济发展需要，水文站网迅速恢复和发展，到1958年水文站网建设达到最高峰，共有水文站105处，但由于受3年困难的影响，刚设立的站又不得不停测，至1963年，全省共有水文站67处。经过历次站网规划和调整，到1980年水文站网建设再次达到高峰，水文站98处，雨量站847处。2011年底，山西设有水文站83处（包括黄委14处），监测断面数136处（包括黄委15处）。其中属山西水文管辖水文站69处（国家基本站66处，泥沙专用站3处）。从测站类别上，泥沙站、实验站、水质站、地下水观测井也都陆续得到发展，可以说，山西已建成了门类比较齐全、布局大致合理的水文站网。

4 山西水文站网存在的问题

山西省水文站网目前以水资源评价、工程管理为主，已开始由传统单一功能向多功能发展，虽取得很大成绩，但仍存在一些问题和不足。

4.1 站网功能明显不足

山西省水文站网主要是1960年代前后布设的，当时设站目的比较单一，主要为控制区域水文特征，探索产汇流规律服务，经过近50年的发展、调整和补充，已建成一套布局基本合理、项目比较齐全、主要功能发挥正常的站网体系，但随着水污染、局域性灾害、流域性洪水威胁、水事谈判与磋商、气候变化等因素影响，在水资源配置、水权分配与监督管理、城市防洪等方面，水文站网功能明显不足。

4.2 站网密度不足

山西省国土面积156 271 km2，不包括黄委设站，站网密度为2 265 km2/站；包括黄委已设站，站网密度为1 883 km2/站。世界气象组织推荐的容许最稀站网密度为：温带、内陆和热带的山区300～1 000 km2/站。我省现有水文站网密度还未达到世界气象组织推荐的容许最稀站网密度水平，还不能满足探索研究水文变化规律的需要，更不能满足防汛抗旱、水资源管理、水环境和水生态保护等方面的要求。目前，中小河流治理、山洪灾害防御、抗旱、行政区界水资源管理服务的站网严重不足。

4.3 站网调整不及时

当代表站所测得的中小河流水文资料能分析出其特征值及其参数的变化规律，且稳定在一定的误差范围内，能满足水文计算精度要求时，该站就基本上达到了设站目的。受水利工程影响严重的地区存在着水账不清现象，有些水文站受水利工程和人类活动影响严重，已丧失了原有设站功能，需要调整。

4.4 重要蓄、引水工程缺少水文观测

全省64座大中型水库仅7座由水文部门设站观测，其余由工管部门设站，汛期观测仅满足报汛需要，部分水库根本没有水文观测设施。大流域灌区的大部分渠道引退水监测缺乏统一管理，致使引退水量控制差、观测资料质量不高且高度分散，资料也没有统一刊布。所有大、中型水库无入库沙量监测站点。“十一五”新建的应急水源工程，也需要根据实际情况设水文站，以便为水资源合理调度提供决策依据，同时为下游防汛抗旱提供信息服务。

4.5 现有水文站网无法满足“大水网”建设要求

“大水网”建设以纵贯全省南北的黄河北干流和汾河两条天然河道为主线，以建设覆盖全省六大盆地和主要经济中心区的十大骨干供水体系（十横）为骨架，通过连通工程建设，将黄河、汾河、沁河、桑干河、滹沱河、漳河这六大河流及各河流上的大中型水库相连通，实现“两纵十横、六河连通，纵贯南北、横跨东西，多源互补、保障应急，丰枯调剂、促进发展”的工程体系。工程完工后可使全省总供水量由63亿m3提高到91亿m3。立足于此，为进一步加强水资源配置和管理，需在灌区、渠道、水库取水口及“两纵十横，六河连通”的供水体系里布设水文站，实时监测各取、调水口流量变化情况。

5 水文站网调整对策

5.1 整体布局，注重效益

《导则》规定，水文站网规划每10年进行一次，站网调整工作可随国民经济的发展和需要而定。根据社会发展对水文工作的需要，应对水文站网进行重新规划和调整。规划的目标是以最小代价，使水文站网具有最佳功能。在规划时，根据水文要素和特性的时间变化、空间分布规律、水文循环规律、水文要素间的相互关系等，使不同观测项目、不同观测精度的水文站之间的组合达到协调运转，同时使水文站网的整体功能达到在时间、空间上能按照实用的精度要求，对水文资料进行内插、外延和移用。一个优良的水文站网，应以最精干的站点为网内任意地点的经济建设提供准确、及时的水文信息。

5.2 抓住机遇，推进水文站网发展

2010年10月10日，国务院出台《关于切实加强中小河流治理和山洪地质灾害防治若干意见》，提出了未来5年中小河流治理、山洪地质灾害防治、易灾地区生态环境综合治理的目标任务，要求加强水文测站基础设施建设，密切监控河流汛情，提高水文监测和预报精度。山西省中小河流水文监测系统建设项目总投资3.03亿元。我们应抓住这一难得机遇，搞好站网综合规划，推进水文站网快速发展。

5.3 及时调整，逐步完善

社会在发展，环境在改变，科学在进步，水文站网也必须与社会经济条件、防汛抗旱要求、水资源开发利用、周围环境情况以及收集水文资料和情报预报的要求、手段相适应。站网工作者应当在解决生产、生活和科研问题的实践中，在经济水平、科学技术、测报手段日益提高和对水文规律不断加深认识的过程中，预见并吸收新理论、新方法，经常、适时地检验和纠正水文站网中的缺陷，逐步优化站网结构，提高站网整体功能。