玉溪市水文站網(wǎng)評價及優(yōu)化調(diào)整

朱文祥

(云南省水文水資源局玉溪分局，云南 玉溪 653100)

1　區(qū)域概況

玉溪市位于云南省中部，屬滇中經(jīng)濟發(fā)達區(qū)，是全國主要煙草生產(chǎn)基地，也是通往東南亞國家的重要通道，被譽為“滇中重鎮(zhèn)”。

玉溪市屬四季不明顯的低緯高原型氣候，境內(nèi)年平均氣溫12.1～23.8 ℃，年平均相對濕度69%～85%，年平均降水量600～2000 mm。

玉溪市境內(nèi)河流主要分屬珠江和紅河兩大流域。玉溪市集水面積>50 km2及以上的河流總數(shù)99條，>100 km2及以上的河流總數(shù)51條。玉溪市是全省高原湖泊集中分布的地區(qū)，市內(nèi)有全省9大高原湖泊中的3個：撫仙湖、星云湖和杞麓湖，均屬珠江流域西江水系，均為高原斷陷淡水湖泊。

2　現(xiàn)狀調(diào)查

2.1　站類站級情況

玉溪市最早設(shè)立的水文類站點是1947年設(shè)于撫仙湖東岸的澄江?？谟炅空?，此后在全市區(qū)域內(nèi)逐步建立起其他各類水文站。目前，全市共有水文站15個；水位站6個(不含水文站項目)，有1個為湖泊站，其余為河道站；雨量站128處；泥沙站2處；水質(zhì)站103處；地下水站21個；墑情站6個；蒸發(fā)站5處，均為水文(位)站項目。

除了泥沙站只分布在紅河流域外，其余站點均分布于市內(nèi)珠江流域和紅河流域的江河湖庫，形成一個覆蓋全市的水資源水量、水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

2.2　資料收集及信息記錄傳輸

2.2.1資料收集

流量測驗方式以纜道為主；水位觀測方式全部在水尺觀測的基礎(chǔ)上，分別實現(xiàn)了浮子式、雷達式、氣泡式等；降雨量觀測方式全部實現(xiàn)了遙測；水質(zhì)監(jiān)測全部為人工取樣；墑情站部分為自動監(jiān)測、部分為人工取樣，目前自動監(jiān)測站的設(shè)備已損毀停止監(jiān)測，僅2個人工站在取樣工作。泥沙的采集應(yīng)用纜道橫式采樣器采集[1]。

2.2.2信息記錄

水位信息記錄在人工測記的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了自動測報,18個斷面流量信息采集方式均為纜道和低枯水涉水流速儀法測驗、人工記錄計算整編。其中峨山、阿姑、大開門3個基本水文站已安裝流量在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)流量在線監(jiān)測，目前正在比測中。雨量站均實現(xiàn)觀測,記錄方式為翻斗式、自動測報和固態(tài)存儲，自動化程度較高。

2.2.3信息傳輸

流量、水位和降雨量的信息傳輸全部為PSTN方式，其中水文站的信息還增加短信傳輸方式。

3　分析評價

3.1　站網(wǎng)密度評價

參考世界氣象組織(WMO)提出的容許最稀站網(wǎng)的水文測站密度的概念，評價玉溪市水文站網(wǎng)密度。容許最稀站網(wǎng)是一個為了滿足社會發(fā)展對水文資料的需要而布設(shè)的，可以避免在水資源開發(fā)和管理中發(fā)生嚴重缺陷的最低密度的測站體系。

經(jīng)計算，玉溪市水文站網(wǎng)、雨量站網(wǎng)和蒸發(fā)站網(wǎng)密度分別為996 km2/站、100 km2/站和2989 km2/站。與WMO推薦的最稀站網(wǎng)密度指標相比較：全市水文站網(wǎng)密度接近其上限(較稀)指標，其中珠江流域和紅河流域的站網(wǎng)密度較均衡；全市雨量站網(wǎng)密度等于其下限(較密)指標，其中珠江流域比紅河流域密度高；全市蒸發(fā)站網(wǎng)密度遠遠高于其指標，其中珠江流域比紅河流域密度高。綜上，全市水文站網(wǎng)、雨量站網(wǎng)和蒸發(fā)站網(wǎng)都能滿足容許最稀站網(wǎng)密度的要求。

3.2　站網(wǎng)功能評價

3.2.1所有站點功能評價

目前，全市水文站網(wǎng)在水文特性研究、水文情報預(yù)報、水資源管理和執(zhí)行國際雙邊協(xié)議等方面發(fā)揮著重要功能和作用?？蔀閰^(qū)域水文特性的研究提供監(jiān)測數(shù)據(jù)；為全市水文情報預(yù)報和防洪預(yù)警提供可靠依據(jù)；能為區(qū)域水資源評價、河流湖庫水質(zhì)監(jiān)測、河長制推行、城市地下水監(jiān)測管理、水功能區(qū)管理、州市界河管理、水源地管理，以及入河排污口管理等提供各項數(shù)據(jù)和指標。在執(zhí)行國際雙邊協(xié)議方面，元江水文站多年來一直都在國際報汛等工作中發(fā)揮著重要作用。

3.2.2水文站與水質(zhì)站功能評價

玉溪市現(xiàn)有的15個水文站流量監(jiān)測斷面承擔(dān)著區(qū)域水文、水文情報預(yù)報、水資源評價、河長制、州市界河、水沙變化、源頭水背景區(qū)、執(zhí)行國際雙邊協(xié)議等監(jiān)測任務(wù)。其中水資源評價、河長制和區(qū)域水文的功能斷面數(shù)量占比較大，為90%～100%；水文情報預(yù)報功能斷面數(shù)量占比為40%～60%；州市界河、水沙變化、源頭水背景區(qū)和執(zhí)行國際雙邊協(xié)議功能斷面數(shù)量占比為7%～33%。圖1為玉溪市水文站(斷面)、水質(zhì)站(斷面)功能分布[2]。從水文站(斷面)功能分布圖可看出，玉溪市如今在縣界、城市供水、灌區(qū)供水、引調(diào)水工程、生態(tài)環(huán)境保護、水土保持以及實驗研究等方面的功能基本為空白。

現(xiàn)有的103個水質(zhì)監(jiān)測斷面，承擔(dān)著水功能區(qū)、入河排污口、供水水源地和州市界河等監(jiān)測任務(wù)。其中水功能區(qū)和入河排污口的功能斷面占比較大，分別為41%、43%；供水水源地和州市界河監(jiān)測功能占比較小，分別為16%、9%；源頭水背景區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測為空白。

圖1　玉溪市水文站(斷面)、水質(zhì)站(斷面)功能分布

3.3　站網(wǎng)目標評價

3.3.1州市界水資源管理

經(jīng)調(diào)查，玉溪市現(xiàn)有南盤江、曲江、綠汁江、元江、小河底河和扒河與相鄰州市有10處交界斷面，需設(shè)立水文站進行水資源量監(jiān)測。目前在3個州市界河處設(shè)有水文站(白泥田、盤溪、石洋江大橋)，有2個州市界河處可通過玉溪市境內(nèi)現(xiàn)有水文站(江邊、大開門)數(shù)據(jù)進行擬推水量，州市界河的水文站滿足率為50%。以上州市界河處均設(shè)有水質(zhì)監(jiān)測點定期開展水質(zhì)監(jiān)測，州市界河的水質(zhì)站滿足率為100%。

3.3.2流域水資源計算

在玉溪市200 km2以上的河流及其水文站網(wǎng)(水文站、水位站和雨量站)設(shè)置情況調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析河流的水文控制情況是否滿足流域水資源量評價要求。

將河流水文控制情況劃分為完全水文空白河流、出流口附近已設(shè)水文站河流等。對于完全水文空白河流的評價，假設(shè)評價的河流總數(shù)為N，完全水文空白河流數(shù)設(shè)為n1，計算R1=n1/N×100%，得到完全為水文空白區(qū)的河流所占比率，反映出水文站網(wǎng)在河流水資源監(jiān)測方面的盲區(qū)情況。對于河流出流口控制的評價，從水量計算的角度看，若在河流出流口附近設(shè)有水文站，則能夠完整計算該河流的水量。因此，計算出流口有水文站的河流數(shù)(設(shè)為n2)與全部河流數(shù)N的比值R2，R2=n2/N×100%，即可反映能滿足流域水量計算要求的河流的比率，即本目標的滿足率。

根據(jù)調(diào)查，玉溪市200 km2以上的河流數(shù)22條，完全水文空白河流數(shù)為10條，則完全為水文空白區(qū)的河流所占比率R1=45.5%。這表明水文站網(wǎng)在河流水資源監(jiān)測方面存在45.5%的盲區(qū)。調(diào)查還得到，以上河流出流口附近都沒有水文站(R2=0)，則反映出能滿足流域水量計算要求的河流的比率為0，即流域水資源計算的滿足率為0。

4　存在問題及建議

4.1　存在問題

通過以上分析評價，玉溪市水文站網(wǎng)存在以下問題：

(1)在站網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備方面，缺乏日常維護管理(目前墑情自動監(jiān)測站的設(shè)備已損毀停止監(jiān)測)。流量測驗方式以纜道測流為主，這與洪水信息采集的及時性、有效性與準確性要求有一定程度差距。在水文信息采集、傳輸與處理中，新儀器、新技術(shù)的應(yīng)用還不夠。

(2)現(xiàn)有水文站網(wǎng)功能還不夠完善。水文站網(wǎng)在縣區(qū)界、城市供水、灌區(qū)供水、引調(diào)水工程、生態(tài)環(huán)境保護、水土保持，以及實驗研究等方面的功能還為空白?，F(xiàn)有水質(zhì)站點在源頭水背景區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測也為空白。

(3)在站網(wǎng)目標方面：①州市界河的水文站滿足率沒有達到較高值，為50%；②水文站網(wǎng)在河流水資源監(jiān)測方面存在較大盲區(qū)(水文空白區(qū)的河流所占比率45.5%)，流域水資源計算的滿足率為0，水文控制情況難以滿足流域水資源量評價要求；③目前水文站的報汛需求滿足率為71.4%，為了適應(yīng)防汛部門對水文報汛的需求，還應(yīng)增加報汛水文站，提高報汛需求滿足率[3]。

(4)從水文分區(qū)內(nèi)徑流面積>200 km2的河流水文站控制情況看，現(xiàn)有水文站的覆蓋率僅為54.5%，說明還存在大塊水文空白區(qū)，這對進行各水文分區(qū)內(nèi)水文現(xiàn)象的分布、變化規(guī)律等水文特性研究十分不利。

4.2　優(yōu)化調(diào)整建議

4.2.1進一步提高水文技術(shù)現(xiàn)代化

一方面對有可能改造的水文斷面進行一定的改造，使斷面Z-Q關(guān)系盡量單值化，減少流量測驗的人工勞作并減輕定線分析的復(fù)雜性。

另一方面應(yīng)大量運用ADCP、電波流速儀、自動測沙儀等新儀器、新設(shè)備，提高測報自動化水平，提升為全市防汛、水資源管理、水生態(tài)保護及工程建設(shè)服務(wù)的能力。

4.2.2水文站網(wǎng)功能的進一步完善

(1)水文站網(wǎng)應(yīng)在縣界、城市供水、灌區(qū)供水、引調(diào)水工程、生態(tài)環(huán)境保護、水土保持，以及實驗研究等方面設(shè)立一定的站點進行水文監(jiān)測。

(2)目前，市內(nèi)珠江流域的泥沙監(jiān)測仍為空白，應(yīng)在珠江流域建立水沙研究監(jiān)測站點。水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)應(yīng)設(shè)立源頭水背景區(qū)的監(jiān)測站，以填補其監(jiān)測空白。

(3)為了適應(yīng)目前最嚴格水資源管理工作、河長制工作，以及玉溪市作為全國試點正在進行的海綿城市建設(shè)等，應(yīng)加強縣級以上城市區(qū)域、3大高原湖泊和重要水庫的水文站網(wǎng)建設(shè)，完善測站功能，為以上工作的開展提供可靠有效的水文支撐。

4.2.3水文站的合理裁撤

首先，對受水利工程影響的水文站，依據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》(SL 34-2013)[1]，結(jié)合玉溪市實際情況進行合理調(diào)整。

阿姑水文站目前為國家基本站，由于受上游水庫蓄水影響嚴重，建議將其調(diào)整為專用站；現(xiàn)刀水文站目前為中小河流建設(shè)項目元江一級支流大春河控制站(專用站)，集水面積338 km2，由于該站對下游水塘鎮(zhèn)、戛灑鎮(zhèn)、漠沙鎮(zhèn)、元江縣城洪水預(yù)警預(yù)報具有重要作用，建議將其調(diào)整為國家基本站；新莊水文站中小河流建設(shè)項目龍洞河控制站，集水面積359 km2，由于該站對華寧縣城及下游華西鎮(zhèn)、盤溪鎮(zhèn)洪水預(yù)警預(yù)報具有重要作用，建議將其調(diào)整為國家基本站。

4.2.4站網(wǎng)目標達成率的進一步提高

針對目前水文站網(wǎng)在河流水資源監(jiān)測方面仍存在較大盲區(qū)情況，應(yīng)針對流域面積在200 km2以上河流的水文空白區(qū)進行站網(wǎng)補充，以便為探討各區(qū)域水文現(xiàn)象的分布、變化規(guī)律、各項水文要素之間，以及與其他自然地理因素之間的相互聯(lián)系提供科學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)，也為流域水資源分析評價提供可靠支撐。

另外，建議在小河底河、華溪河上增加報汛水文(位)站，以完善水文站網(wǎng)的報汛目標，為防汛部門正確決策汛情提供可靠水情信息。

5　結(jié)　論

為了適應(yīng)新時期的水文需求，為全市水資源相關(guān)工作提供科學(xué)可靠的水文基礎(chǔ)支撐，本次對全市水文站網(wǎng)進行深入調(diào)查分析和評價、提出站網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整建議，取得了良好的效果，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1]中華人民共和國水利部.水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則：SL 34—2013[S].北京：中國水利水電出版社，2013.

[2]張家軍，劉彥娥，王德芳.黃河流域水文站網(wǎng)功能評價綜述[J].人民黃河，2013(12)：21-23.

[3]李桃英.陜西省水文站網(wǎng)評價與優(yōu)化調(diào)整[J].水文，2008，28(3)：92-94，91.