汉江流域水文站网优化调整与管理机制研究

周文静 蒋四维

摘要：为了全面提升汉江流域水资源管理水平，提高水文预警能力，以适应汉江流域最严格的水资源管理、防汛抗旱、水资源管理调度的需要，在分析汉江流域已有水文站网的基础上，统筹流域防汛、水资源开发利用和最严格的水资源管理及南水北调中线工程等需求，参照世界气象组织（WMO）有关“容许最稀站网”指标对现有水文站网进行了评价，并对当前流域水文管理机制开展了探讨研究。结果表明：汉江流域水文站网基本满足流域防汛抗旱、水资源管理的需要，但部分站点分布不合理，仍需优化调整。

关键词：水文站网;站网评价;优化调整;管理机制;汉江流域

中图法分类号：P336文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.08.002

文章编号：1006 - 0081（2021）08 - 0012 - 04

1 研究背景

漢江是长江最大支流，是南水北调中线工程、陕西省引汉济渭工程的供水水源地，也是我国首个以流域为单位的最严格水资源管理试点。随着流域内经济社会的发展，南水北调中线一期工程建成引水，汉江流域水资源、水生态环境压力日益显现，流域管理面临较大挑战。为实行汉江水资源统一配置和调度，建设流域水资源管理监控设施，基本实现汉江流域水资源管理和保护信息化，建立了流域与区域相结合的流域管理工作机制，满足当前情况下流域多种监测功能的综合需要，需在现有水文站网的基础上重新审定站网设置目的与服务目标之间的关系，调整站网布局和功能，以满足社会经济建设和科学研究对水文资料的要求。

水文站网是在一定区域或流域内，按一定原则布设的各类水文测站构成的水文资料收集系统[1]。根据观测项目划分，可将水文站网进一步细分为流量、水位、蒸发、泥沙、雨量及水质等站网类型;根据服务功能不同，可将水文站网划分为水资源和汛情预报站网。

水文站网规划工作主要内容包括站网现状与需求分析、规划原则与目标、站网布局、监测项目、管理方式和效益评价等。水文站网分布是否科学、密度是否得当、运行管理是否规范，直接影响到水文资料的可靠程度和能否满足经济发展和社会需求。

汉江流域水文站网按以下原则进行规划[2]：①按照汉江流域加快实施最严格水资源管理制度试点方案规划的重要水系节点控制断面、省界控制断面、重要水利工程控制断面和重要城市等水资源管理对象，规划建设水资源监测站网;②规划站网应能满足水量预报精度、时效、预见期以及水资源管理等要求; ③充分利用现有站网的原则，在此基础上，根据实际需求采取信息共享、更新升级及新建、迁移等方式补充完善。

2 流域概况及水文站网现状

2.1 流域概况

汉江是长江最大的支流，发源于陕西宁强县秦岭南麓，干流全长1 577 km，流域面积15.9万km2，流域范围涉及鄂、陕、川、甘、渝5省（直辖市）20个地（市）区，78个县（市），流域多年平均水资源总量573.18亿m3。

汉江流域北有秦岭、外方山与黄河流域为界，东北以伏牛山、桐柏山与淮河流域毗邻，西南以大巴山与嘉陵江流域相邻，东南为江汉平原。整个地形西北高东南低，形成一个东南向敞开的喇叭形，使东南季风可长驱直入流域，加之北界的秦岭山脉，一般高程在2 500～3 000 m之间，它不仅有抬升气流的作用，且阻滞北方冷空气侵入，因而这里成为我国南北气候交界地带，流域内气候较温和。

汉江流域的气温上下游相差不大，冬季温暖，霜期较长，冰冻现象不严重，平常年份汉江干流无冰封现象，只有沿河湾处有薄冰。上游山地冰冻现象比中下游普遍，海拔2 500 m左右的山地5月间亦有结冰现象。夏季炎热，各月平均气温高于22℃，愈往下游，气温愈高，但相差仅2℃～3℃，可见该流域夏季普遍炎热。

汉江流域降水主要是雨量，降雪、冰雹很少。多年平均雨量约700～1 100 mm，年内分配极不均匀;年平均雨量分布大致自西北向东南递增。郧阳区以上，盆地河谷的年雨量均在700～800 mm之间，大巴山与武当山约1 000～1 200 mm，高山地区约1 000 mm，中游800～900 mm。各季雨量的分配颇不均匀，主要集中在夏季。夏季大规模降雨主要是北方冷空气南下所致。

2.2 水文站网现状

汉江流域水文记录始于1929年，但仅限于干流中下游的少数水位站。到1935年增设了安康、白河、郧县、襄阳等控制性水文站达10余处，观测水位、流量。这些测站除1934～1947年期间停测外，其余各年均有连续记载。1949年后，汉江干、支流又增设了大量水文站、水位站，目前整个流域水文站118座、水位站190多座，雨量站833座，蒸发站3座。汉江流域水文站点分布如图1所示。

3 水文站网评价

3.1 评价方法及依据

参考世界气象组织（WMO）有关“容许最稀站网”的指标，将汉江流域流域面积除以现有水文站、雨量站、蒸发站数目得到水文站、雨量站、蒸发站的相应站网密度，与WMO温带、内陆和热带的山区条件下容许最稀站网密度比较，从而论证汉江流域站网密度是否满足要求[2]。

3.2 密度评价

根据WMO对各国平均情况推荐的最稀站网密度，见表1。结合水文站网功能配套理论，对汉江流域水文站网密度进行评价，见表2。由表1，2可以得出：汉江流域水文、水位、雨量站网可以满足流域水文站网下限密度，蒸发站网基本满足最稀密度，但从蒸发站位置分布分析，丹江口水库蒸发站和黄家港水文站仅相距5 km，观测条件基本相同，功能重复，故仍有进一步优化的空间。

3.3 功能评价

随着汉江流域梯级建设和水资源开发利用程度加大，汉江流域水文站网特性和需求发生了改变，尤其是自丹江口水库加高后，水库死水位和汛限水位均已提高，汉江流域内部分水文站、水位站现处于常年回水淹没区，导致原先多处站点收集数据不再具有代表性，功能高度重复[3]。

随着国家对水环境监测力度的不断增大，水质站网密度需要进一步扩大，这就导致了当前水文站网存在站网功能不全面、监测项目空间分布不合理等问题，且河道的综合开发对河道特性、洪水径流特征和水文测验条件改变较大，因此部分水文测站面临迁站、撤销、新建等优化调整。

4 调整建议优化

4.1 优化调整站网分布与功能

（1）水文站。通过收集汉江流域长系列的水文资料发现，自丹江口大坝加高后，汉江中游段部分测站受水库蓄水影响，处于常年回水淹没区，水位流量关系线紊乱，测站原功能丧失。对干流中游段水文站数目，按照大河控制站递变率法进行计算，满足设站数目上、下限要求。综合流域整体情况及丹江口库区水量监测要求，建议对部分处于常年回水区的水文站進行迁移，新迁断面应尽量避开回水河段，满足水文站流量测验河段选择要求。

（2）水位站。在丹江口水库蓄水初期，丹江口水利枢纽的运行管理需要水面线数据支撑。为掌握水库回水范围和水流运动规律，在丹江口水库上游陆续设立了多座水位站及冲淤固定观测断面。丹江口大坝加高后，水库死水位和汛限水位均已提高。通过选取1983～1985年、2011～2013年、2015～2017年库区水位站非洪水期水位资料，对典型年最高、最低水位进行对比，发现安城沟水位站及以下河段，均处在丹江口水库常年回水区内，库区部分水位站原功能丧失。从资源配置角度考虑，可停测库区部分常年回水区内水位站。

（3）蒸发站。目前，汉江流域共设3个蒸发站，从上至下分别为安康水文站（蒸发观测项目）、丹江口水库蒸发站、黄家港水文站（蒸发观测项目），蒸发站网密度基本满足WMO所允许的区域最小密度值。但从蒸发站位置分布分析丹江口水库蒸发站和黄家港水文站（蒸发观测），两站相距仅5 km，因蒸发为空间水量动态监测，与气候条件、下垫面因素关系较大，认为丹江口水库蒸发站和黄家港水文站蒸发观测项目空间分布不合理，可撤销黄家港水文站蒸发观测项目。又因丹江口以下汉江中下游段无蒸发项目，建议在汉江下游段增设蒸发观测项目，弥补该区域内蒸发监测空白区，对水量平衡分析起到一定辅助作用。

4.2 提高支流水文站网密度

汉江干流及较大支流，目前已实现水文站网全覆盖，基本能够满足流域水量监测、汛情灾害的动态化管理需要，但部分较小支流还存在报汛站点不足、报汛满足率较低的问题。为此，建议对部分支流地区水文站网进行补充与强化，对重点防汛区域、山区性河流、报汛站点数量少的区域进行填补。

4.3 实施流域水质水量同步监测

汉江是南水北调中线工程、陕西省引汉济渭工程的供水水源地，流域内水量水质受到社会各方关注。在水量精准监测基础上，加大水质站网密度，尤其对供水水源地、生态环境建设区域、调水水源地等实行水质水量的同步监测[4]，对水文水质站网进行合并或协调监管，充分利用现有水文、水质站网，以此为基础新建方式更加灵活、管理更加便捷的水质水量综合监测管理断面，可满足多样性的水资源监测和管理发展需求。

5 管理机制探讨

5.1 流域与区域信息共享

汉江流域水文监测实行流域与区域管理相结合的管理模式，基本实现了流域控制大江大河、重要节口，区域控制中小河流的水文站网全覆盖。但是，目前仍存在流域与区域水情信息交流不及时、交叉管理有留白区域等问题，需进一步加强流域与区域管理的紧密结合，建立水情信息共享平台，尤其对于省界河流，更应信息实时共享，共同管理和维护。

5.2 水文测站管理与河长制管理有机结合

目前，汉江流域大中小河流均已实现三级河长制。汉江作为全国水资源管理重点流域，水资源管理、水质水量监测是汉江流域生态文明建设的重要组成部分，若将河长制与水文巡测管理有机结合，可在充分发挥河流生态文明建设的基础上，实现资源优化配置，推动水资源管理工作开展，促进流域生态文明建设。

6 结 论

（1）汉江流域水文站网基本满足流域防汛抗旱、水资源管理的需要，但存在部分水文站、水位站受大坝加高工程影响其测验精度等问题。建议对处于丹江口库区常年回水淹没区的部分水文站、水位站停测或迁站，使水文站网功能更加适应当前情况下流域发展的需要。

（2）目前汉江流域蒸发站网存在布局分布不合理问题，建议撤销丹江口坝下黄家港站蒸发观测项目，在汉江下游增设蒸发站。

（3）汉江流域水文站网管理应注重流域与区域的紧密结合，并在统筹现有水文站功能的基础上，结合流域实际情况与需求，将水量与水质监测同步进行，进而根据流域发展目标，在合理情况下调整水文站网布设和功能。同时，应结合河流湖长制，节约人力物力，优化资源配置，探索更加适宜汉江流域水资源管理与生态文明建设的管理机制，推进汉江流域生态文明发展进程。

参考文献：

[1] 陆桂华. 水文站网规划与优化[M]. 郑州：黄河水利出版社，2001.

[2] SL34-2013 水文站网规划技术导则[S].

[3] 李文芳，王静，彭海源. 汉江流域水生态文明建设对策探讨[C]// 水生态文明论坛，2017（6）：6-9.

[4] 郑力，袁正颖，钟兮，等. 对长江中下游水文站网规划和建设的探讨[J]. 长江技术经济，2019（5）：34-37.

（编辑：唐湘茜）