呂梁市水文監(jiān)測(cè)服務(wù)現(xiàn)狀分析與對(duì)策

任六平

（呂梁市水文水資源勘測(cè)分局，山西 呂梁 033000）

1 呂梁市概況

1.1 位置及地形

呂梁市位于山西省西部，轄1市轄區(qū)，2縣級(jí)市，10縣。全市東西寬約110km，南北長(zhǎng)約210km，總面積20988km2。由于呂梁山脈天然屏障，整個(gè)地區(qū)明顯分為西部高原山地和東部丘陵盆地，自然氣候條件存在顯著差異。西部地區(qū)從北到南，由東向西傾斜，諸河流直接匯入黃河，該區(qū)大部分地區(qū)海拔高程在900～1700m之間，區(qū)內(nèi)黃土廣布，溝壑縱橫，支離破碎，地表植被差，水土流失嚴(yán)重。東部地區(qū)位于太原盆地的西側(cè)，地勢(shì)平坦，土壤肥沃。

1.2 河流水系及水庫(kù)

流域面積50km2及以上的河流共有129條，流域面積100km2及以上的河流共有72條。1000km2以上的河流有9條，其中，黃河水系5條，分別是嵐漪河、蔚汾河、湫水河、三川河、屈產(chǎn)河；汾河水系4條，分別是嵐河、磁窯河、文峪河、段純河。

有大型水庫(kù)2座（文峪河水庫(kù)、柏葉口水庫(kù)），中型水庫(kù)7座（橫泉水庫(kù)、閣老灣水庫(kù)、陽(yáng)坡水庫(kù)、陳家灣水庫(kù)、吳城水庫(kù)、張家莊水庫(kù)、天古崖水庫(kù)），小型水庫(kù)41座。

1.3 水文（位）站及雨量站

呂梁市現(xiàn)有水文（位）站21處。其中，呂梁分局管轄的水文（位）站有17處，包括國(guó)家基本水文站4處，分別為水庫(kù)站1處（文峪河水庫(kù)站），區(qū)代站2處（雙家寨站、圪洞站），小河站1處（萬(wàn)年飽站）；中小河流建設(shè)水文站6處，分別為圪卓頭站、嶺底站、二十里鋪站、嵐城站、李家灣站、秦王嶺站；中小河流建設(shè)水位站5處，分別為河堤站、南村站、陽(yáng)宇會(huì)站、沙窯站、王獅站；大河大江水文站1處，為官桑園站；省水文局委托站1處，為逯家?guī)r站。黃委會(huì)管轄的水文站5處，分別為后大成、林家坪、興縣、裴溝、楊家坡。

水面蒸發(fā)觀測(cè)站4處（水文站兼測(cè)）。現(xiàn)有241處雨量站。其中，國(guó)家基本雨量站84處，中小河流新建雨量站157處。

2 現(xiàn)狀分析

2.1 水文監(jiān)測(cè)任務(wù)

巡測(cè)。根據(jù)《呂梁市水文巡測(cè)方案》，以呂梁市境內(nèi)中心站或基本水文站為控制劃分巡測(cè)區(qū)，全市巡測(cè)區(qū)共有4個(gè)，分別為官桑園水文站管轄官桑園、秦王嶺2處水文站；萬(wàn)年飽水文站管轄萬(wàn)年飽、沙窯、南村、李家灣4處水文站；嵐縣中心站管轄圪洞、陽(yáng)宇會(huì)、王獅、嵐城、二十里鋪5處水文站，孝義中心站管轄雙家寨、逯家?guī)r、文峪河水庫(kù)、河堤、圪卓頭、嶺底6處水文站。

應(yīng)急監(jiān)測(cè)。根據(jù)《呂梁市水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)實(shí)施方案》組建呂梁市水量水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)，負(fù)責(zé)應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作，呂梁市應(yīng)急監(jiān)測(cè)分為防洪重點(diǎn)區(qū)域和防洪重點(diǎn)河段。重點(diǎn)區(qū)域?yàn)閰瘟菏懈骺h（市、區(qū)）及9座大中型水庫(kù)。重點(diǎn)河段為流域面積大于1000km2以上的9條較大河流。

水文調(diào)查。內(nèi)容包括暴雨、洪水、枯水、流域、水系、洪泛區(qū)、水資源、水量等調(diào)查。

2.2 水文（位）站、雨量站布設(shè)合理性簡(jiǎn)析

2.2.1 站網(wǎng)數(shù)量

呂梁市水文站網(wǎng)密度達(dá)999km2/站，雨量站網(wǎng)密度達(dá)87km2/站，根據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》（SL34-2013），符合世界氣象組織（WMO）推薦的主要測(cè)站類容許最稀密度（見(jiàn)表1）。

表1 WMO主要測(cè)站類容許最稀密度

2.2.2 站網(wǎng)布局

呂梁市中小河流水文（位）站，主要分布在山西省水利廳確定的10條中小河流上，基本水文站分布在沿黃支流及文峪河之上，72條流域面積100km2及以上的河流，只有17條河流上布設(shè)水文站；大中型水庫(kù)9座，只有文峪河水庫(kù)設(shè)立出庫(kù)站，柏葉口水庫(kù)、橫泉水庫(kù)、陳家灣水庫(kù)分別設(shè)立入庫(kù)站（雙家寨、圪洞、萬(wàn)年飽），其余中型水庫(kù)、水資源監(jiān)測(cè)站及水生態(tài)監(jiān)測(cè)站沒(méi)有充分考慮。

2.3 自記水位計(jì)比測(cè)分析

按照《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50138-2010），選取圪洞站2017年的兩場(chǎng)洪水過(guò)程，進(jìn)行人工觀測(cè)水位和自記水位計(jì)水位對(duì)比分析，分別為7月23日0時(shí)～8月1日16時(shí)，7月24日1時(shí)～8月1日8時(shí)，水位比測(cè)次數(shù)為108次。經(jīng)計(jì)算，圪洞站置信水平95%的綜合不確定度為0.006cm（計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2），小于《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》允許誤差范圍，置信水平95%的綜合不確定度應(yīng)為3cm，系統(tǒng)誤差應(yīng)為±1cm。

表2 圪洞站綜合不確定度計(jì)算結(jié)果表

2.4 電波流速儀比測(cè)分析

呂梁市基本水文站積極進(jìn)行比測(cè)工作，主要進(jìn)行了手持電波流速儀與流速儀的比測(cè)分析，經(jīng)分析，4個(gè)水文站電波流速儀與流速儀測(cè)流量回歸方程線性關(guān)系顯著，相關(guān)系數(shù)（R2）介于 0.9759～0.9955之間。文峪河水庫(kù)（永田渠）站、萬(wàn)年飽站、雙家寨站、圪洞電波流速儀回歸方程公式分別為：

y=0.8316x+0.0255，R2=0.9955；

y=0.417x+0.0895，R2=0.9857；

y=0.7645x-0.1268，R2=0.9759；

y=0.6250x-0.0381，R2=0.9796。

3 存在問(wèn)題

3.1 水文特性的復(fù)雜性和特殊性

呂梁市大部分測(cè)站水少沙多、洪水暴漲暴落、漂浮物多、水位變幅極大、測(cè)驗(yàn)斷面沖淤變化劇烈，主流游蕩多變。河流擺動(dòng)阻礙著水位觀測(cè)的自動(dòng)化，水位～流量關(guān)系的不穩(wěn)定影響巡測(cè)技術(shù)推廣應(yīng)用，泥沙時(shí)空變化劇烈制約了在線測(cè)沙技術(shù)的引進(jìn)和自主研發(fā)。水文特性的復(fù)雜性和特殊性，使得許多先進(jìn)儀器設(shè)備，在呂梁境內(nèi)河流上使用的不太好。

3.2 流量、泥沙的不同測(cè)驗(yàn)要求

水文的流量要素測(cè)驗(yàn)已經(jīng)向自動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)方向發(fā)展，時(shí)效性及精度均有很大的提高；泥沙測(cè)驗(yàn)規(guī)定，施測(cè)斷沙時(shí)必須進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)，增加了斷沙測(cè)驗(yàn)的工作量。由于流量測(cè)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了在線監(jiān)測(cè)，泥沙測(cè)驗(yàn)基本采用人工，造成兩者監(jiān)測(cè)的方式方法、監(jiān)測(cè)頻次等不同步，制約了水文測(cè)驗(yàn)方式的整體進(jìn)步。

3.3 駐測(cè)、巡測(cè)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)相互矛盾

當(dāng)呂梁市境內(nèi)發(fā)生全流域洪水時(shí)，基本水文站還未實(shí)行巡測(cè)，由于受人力資源等所限，測(cè)站人員只能駐守在基本測(cè)站進(jìn)行測(cè)洪，待洪水消退后才能趕往中小河流水文（位）站進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)或巡測(cè)，造成部分站大、中洪水無(wú)法及時(shí)施測(cè)。

3.4 使用與維護(hù)存在某些脫節(jié)現(xiàn)象

現(xiàn)階段某些測(cè)驗(yàn)設(shè)施、設(shè)備由維護(hù)單位統(tǒng)一維護(hù)，如水位計(jì)、在線測(cè)流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，當(dāng)儀器發(fā)生故障后，第一時(shí)間知道的是水文使用人員，但由于維護(hù)單位受各種因素（如人員情況、成本核算等）的影響，不能及時(shí)處理儀器故障，造成無(wú)法挽回的損失。

3.5 水文站網(wǎng)的布局不夠合理

呂梁市水文站網(wǎng)密度為999km2/站，過(guò)去其布局與結(jié)構(gòu)均以暴雨洪水來(lái)源區(qū)為主導(dǎo)。顯然，現(xiàn)有水文站網(wǎng)的布局與結(jié)構(gòu)已無(wú)法滿足新的需要。如呂梁市境內(nèi)水資源監(jiān)測(cè)站、水生態(tài)監(jiān)測(cè)站、水庫(kù)站等站網(wǎng)密度偏稀，直接影響到水資源的統(tǒng)一調(diào)度管理，不利于對(duì)有限資源的高效利用；隨著山西大水網(wǎng)的實(shí)施（呂梁重點(diǎn)是中部引黃工程），引水引沙資料是掌握黃河水資源數(shù)量、時(shí)空分布和水量實(shí)時(shí)調(diào)度的重要依據(jù)。如何完善引水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，并加強(qiáng)引水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的監(jiān)測(cè)，是實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理的必然要求。

4 對(duì)策建議

按照“駐巡結(jié)合、巡測(cè)優(yōu)先、測(cè)報(bào)自動(dòng)、應(yīng)急補(bǔ)充”的現(xiàn)代水文監(jiān)測(cè)模式，通過(guò)水文監(jiān)測(cè)改革，將基本水文站由單站管理向多站集中管理轉(zhuǎn)變，從多人固守水文站監(jiān)測(cè)向巡測(cè)、駐測(cè)、檢測(cè)、間測(cè)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)相結(jié)合轉(zhuǎn)變，并適當(dāng)引入購(gòu)買社會(huì)服務(wù)，從而解決水文監(jiān)測(cè)任務(wù)增加、服務(wù)業(yè)務(wù)拓展和人員不足的矛盾。

4.1 對(duì)水文站網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃與優(yōu)化

水文站網(wǎng)布局是水文工作的戰(zhàn)略問(wèn)題，在科學(xué)分析水文站網(wǎng)功能的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)水文測(cè)驗(yàn)方式優(yōu)化分析研究，改變現(xiàn)有測(cè)驗(yàn)和管理模式，主要是突破現(xiàn)有的以駐測(cè)為主，改為以巡測(cè)為主，部分不能實(shí)現(xiàn)巡測(cè)的駐測(cè)站，水位、降水量、在線流量系統(tǒng)等觀測(cè)項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)自記，實(shí)現(xiàn)以駐測(cè)、巡測(cè)、間測(cè)等方式相結(jié)合的水文站測(cè)驗(yàn)運(yùn)行管理模式。

按照水資源管理“三條紅線”的指標(biāo)體系要求，在呂梁市河流的市(縣）界斷面增設(shè)測(cè)站，完善市界水文水資源監(jiān)測(cè)體系，以滿足水量調(diào)度的需要，并為落實(shí)最嚴(yán)格的水資源管理制度提供基礎(chǔ)支撐。通過(guò)補(bǔ)充完善中部引黃工程等引水口水資源監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，增強(qiáng)引水量的監(jiān)測(cè)能力，貫徹落實(shí)“實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度”的需要。進(jìn)一步增設(shè)水庫(kù)水文站，提高水庫(kù)水文監(jiān)測(cè)能力建設(shè)。

4.2 水文測(cè)站管理引入社會(huì)化服務(wù)

在水文測(cè)站的管理中，加大引入社會(huì)化服務(wù)的力度，不但可以提高測(cè)站的管理水平，對(duì)測(cè)報(bào)技術(shù)的進(jìn)步和測(cè)報(bào)質(zhì)量的提高也是十分有益的。目前，自記雨量計(jì)、自記水位計(jì)、在線流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常管護(hù)工作，已由山西省水文局委托維護(hù)公司負(fù)責(zé)，必須加強(qiáng)對(duì)維護(hù)公司的管理，促進(jìn)測(cè)站管理的科學(xué)化、正規(guī)化，進(jìn)而提高水文站的水文測(cè)報(bào)質(zhì)量和工作效率。

5 結(jié)語(yǔ)

充分發(fā)揮水文專業(yè)強(qiáng)項(xiàng)和技術(shù)裝備優(yōu)勢(shì)，拓展水文服務(wù)領(lǐng)域和范圍。通過(guò)服務(wù)水資源管理、防汛抗旱、工程建設(shè)、生態(tài)保護(hù)、農(nóng)業(yè)水利建設(shè)、工程規(guī)劃設(shè)計(jì)等眾多領(lǐng)域，為河長(zhǎng)制提供高效優(yōu)質(zhì)服務(wù)。及早動(dòng)手，加強(qiáng)練兵，未雨綢繆。首先為各級(jí)河長(zhǎng)提供河湖基本情況；其次為水資源“三條紅線”管理做好技術(shù)支撐；最后為河長(zhǎng)制考核提供最有權(quán)威的數(shù)據(jù)。