山東省水文站網(wǎng)現(xiàn)狀及調整分析

丁 凱 ，賈傳偉 ，丁吉龍

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

1 水文站網(wǎng)的布設原則

水文站網(wǎng)布設的主要原則是根據(jù)需要和可能，優(yōu)化站網(wǎng)結構，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)濟效益，即以較少的投入滿足國民經(jīng)濟建設各方面的需要，同時應保持水文站網(wǎng)的相對穩(wěn)定。一般情況下，最優(yōu)水文站網(wǎng)的功能應滿足各部門的需要。一是為工程建設提供設計水文資料；二是為抗旱防汛及時提供雨水情信息；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)境保護提供水文資料；五是為專項工程提供水文資料。另外，水文站網(wǎng)要符合“導則”的技術要求和站網(wǎng)密度，要符合經(jīng)濟原則，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（其中委托雨量站662個），水文輔助站181個，地下水觀測井2 670處，水質站115處。在148處水文站中實際運行的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/站的標準。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，沿干流分布除南運河3個水文站面積相等，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“導則”標準，有9處水庫站不符合區(qū)域代表站的標準。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座中型水庫設有水文站，有23處大型河道堰閘設有水文站，除為工程管理服務外，兼作基本站的區(qū)域代表站和小河站。

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

6）泥沙站。現(xiàn)有泥沙測驗項目的有48處，按“導則”要求，需按年輸沙模數(shù)等值線圖的變化梯度布設站網(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)標準，一般地區(qū)泥沙站應占全部水文站的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。“導則”要求常年站密度應為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個分區(qū)，雖大部分均能滿足上述標準，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)密度達不到世界氣象組織推薦的容許最稀站網(wǎng)密度水平。現(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準，但湖西平原區(qū)和膠萊河谷區(qū)的蒸發(fā)站網(wǎng)密度達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)內同一級面積的站數(shù)較多，還有9個分區(qū)的14個分級面積內無水文站（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有水文站進行洪水測報，但有部分河段報汛站網(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，其中大型水庫均設水文站，中型水庫只有黃前、東周、嶗山、賀莊4處設有水文站，大中型堰閘有23座設有水文站，其余中型水庫、大中型堰閘無水文站。資料殘缺不全，水庫管理運用、洪水預報、興利調度、水資源計算無資料依據(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容，山東省現(xiàn)有水文站網(wǎng)在控制水資源時空變化方面站網(wǎng)不足。一是中型水庫、大中型堰閘缺乏水文觀測資料，調蓄水量無法計算。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)計表

5）城市水文站網(wǎng)空白。雖然山東省自1990—1992年底在濟南開展了城市水文精確測驗與評價，因屬水利部水文局下達項目，在該項目結束后，由于經(jīng)費和認識等方面的原因，至今還未在各級城市增設城市水文站網(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、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)計表

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

3 水文站網(wǎng)的調整布局

3.1 站網(wǎng)調整的原則和方法

一是改變受影響的水文站測驗方式、加強測驗，將工程影響降低到最低；二是顧全大局、遷移測站、為地方建設服務。針對實際情況，對受工程影響較大又不能通過改變測驗方式消除影響的測站，搬遷測站，按“導則”要求進行選址，重新布設測驗斷面，使新測驗斷面在保持原測站功能基礎上，有較大改善，為地方經(jīng)濟建設打下更好的基礎，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合。

在測站搬遷時，要適當考慮調整測站功能，盡量實現(xiàn)與水利工程結合和為工程提供服務的目標。

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)域水文特性方面擔負的重任，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)調整的主要對象。調整原則如下：

1）開展水文分區(qū)工作。為實現(xiàn)內插徑流特征值，應在每一個水文分區(qū)內不同面積級的河流上設1～2個水文站，作為區(qū)域代表站，成為向同一水文分區(qū)內其他相似級別河流上進行徑流移用的基礎。

2）分析設站年限。對工程影響區(qū)內的水文站，根據(jù)相關統(tǒng)計檢驗方法分析設站年限，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、顯著和嚴重影響4級。當為輕微影響時，測站保留，一般情況下不作輔助觀測及調查；當為中等影響時，測站保留，一定要作輔助觀測及調查，擴大面上資料收集，為需要時配合開展還原計算奠定基礎；當為顯著影響時，若經(jīng)輔助觀測及調查后，表明測站已失去代表性或補充觀測費用太大，則測站可以撤銷，否則保留；當為嚴重影響時，一般可以撤銷，但應在同一水文分區(qū)內補設具有相同代表作用的新站。

4）確定調整方案。當區(qū)域代表站和小河站受工程影響時，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)進一步調整的意見

3.2.1 干流控制站

1）保留現(xiàn)有的水文站，增設報汛流量站網(wǎng)和入海水量控制水文站網(wǎng)，逐步落實省計委批準增設的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不到85%的站，有條件的下遷，無條件的增設輔助站補充站網(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)濟出發(fā)，小河站的規(guī)?？梢詨嚎s，或將目前受各種因素影響停測的站，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)流分析計算中代表性較好。在匯流計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立了36處水文站，23處堰閘水文站，其余工程有一部分設立了輔助站進行觀測，還有131座中型水庫未設水文站，取來水量、調蓄水量、引用水量等無法計算。隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，水資源越來越緊缺，對水資源的監(jiān)測計量要求也越來越高。因此，中型水庫要開展水文觀測積累資料，建議逐步增設中型水庫水文站，拓寬服務面。

3.2.5 雨量站

常年雨量站符合“導則”要求，不做調整，調整部分配套雨量站。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“導則”要求的標準，個別進行調整，由于在1985年站網(wǎng)分析時，鄭店閘站周圍范圍空白區(qū)較大，當時因無場地未設，建議增設鄭店閘蒸發(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水文站，開展城市水文監(jiān)測工作。