漢江流域水文站網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整與管理機(jī)制研究

周文靜 蔣四維

摘要：為了全面提升漢江流域水資源管理水平，提高水文預(yù)警能力，以適應(yīng)漢江流域最嚴(yán)格的水資源管理、防汛抗旱、水資源管理調(diào)度的需要，在分析漢江流域已有水文站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌流域防汛、水資源開發(fā)利用和最嚴(yán)格的水資源管理及南水北調(diào)中線工程等需求，參照世界氣象組織（WMO）有關(guān)“容許最稀站網(wǎng)”指標(biāo)對(duì)現(xiàn)有水文站網(wǎng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)當(dāng)前流域水文管理機(jī)制開展了探討研究。結(jié)果表明：漢江流域水文站網(wǎng)基本滿足流域防汛抗旱、水資源管理的需要，但部分站點(diǎn)分布不合理，仍需優(yōu)化調(diào)整。

關(guān)鍵詞：水文站網(wǎng);站網(wǎng)評(píng)價(jià);優(yōu)化調(diào)整;管理機(jī)制;漢江流域

中圖法分類號(hào)：P336文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.08.002

文章編號(hào)：1006 - 0081（2021）08 - 0012 - 04

1 研究背景

漢江是長(zhǎng)江最大支流，是南水北調(diào)中線工程、陜西省引漢濟(jì)渭工程的供水水源地，也是我國(guó)首個(gè)以流域?yàn)閱挝坏淖顕?yán)格水資源管理試點(diǎn)。隨著流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，南水北調(diào)中線一期工程建成引水，漢江流域水資源、水生態(tài)環(huán)境壓力日益顯現(xiàn)，流域管理面臨較大挑戰(zhàn)。為實(shí)行漢江水資源統(tǒng)一配置和調(diào)度，建設(shè)流域水資源管理監(jiān)控設(shè)施，基本實(shí)現(xiàn)漢江流域水資源管理和保護(hù)信息化，建立了流域與區(qū)域相結(jié)合的流域管理工作機(jī)制，滿足當(dāng)前情況下流域多種監(jiān)測(cè)功能的綜合需要，需在現(xiàn)有水文站網(wǎng)的基礎(chǔ)上重新審定站網(wǎng)設(shè)置目的與服務(wù)目標(biāo)之間的關(guān)系，調(diào)整站網(wǎng)布局和功能，以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)研究對(duì)水文資料的要求。

水文站網(wǎng)是在一定區(qū)域或流域內(nèi)，按一定原則布設(shè)的各類水文測(cè)站構(gòu)成的水文資料收集系統(tǒng)[1]。根據(jù)觀測(cè)項(xiàng)目劃分，可將水文站網(wǎng)進(jìn)一步細(xì)分為流量、水位、蒸發(fā)、泥沙、雨量及水質(zhì)等站網(wǎng)類型;根據(jù)服務(wù)功能不同，可將水文站網(wǎng)劃分為水資源和汛情預(yù)報(bào)站網(wǎng)。

水文站網(wǎng)規(guī)劃工作主要內(nèi)容包括站網(wǎng)現(xiàn)狀與需求分析、規(guī)劃原則與目標(biāo)、站網(wǎng)布局、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、管理方式和效益評(píng)價(jià)等。水文站網(wǎng)分布是否科學(xué)、密度是否得當(dāng)、運(yùn)行管理是否規(guī)范，直接影響到水文資料的可靠程度和能否滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)需求。

漢江流域水文站網(wǎng)按以下原則進(jìn)行規(guī)劃[2]：①按照漢江流域加快實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度試點(diǎn)方案規(guī)劃的重要水系節(jié)點(diǎn)控制斷面、省界控制斷面、重要水利工程控制斷面和重要城市等水資源管理對(duì)象，規(guī)劃建設(shè)水資源監(jiān)測(cè)站網(wǎng);②規(guī)劃站網(wǎng)應(yīng)能滿足水量預(yù)報(bào)精度、時(shí)效、預(yù)見(jiàn)期以及水資源管理等要求; ③充分利用現(xiàn)有站網(wǎng)的原則，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需求采取信息共享、更新升級(jí)及新建、遷移等方式補(bǔ)充完善。

2 流域概況及水文站網(wǎng)現(xiàn)狀

2.1 流域概況

漢江是長(zhǎng)江最大的支流，發(fā)源于陜西寧強(qiáng)縣秦嶺南麓，干流全長(zhǎng)1 577 km，流域面積15.9萬(wàn)km2，流域范圍涉及鄂、陜、川、甘、渝5?。ㄖ陛犑校?0個(gè)地（市）區(qū)，78個(gè)縣（市），流域多年平均水資源總量573.18億m3。

漢江流域北有秦嶺、外方山與黃河流域?yàn)榻?，東北以伏牛山、桐柏山與淮河流域毗鄰，西南以大巴山與嘉陵江流域相鄰，東南為江漢平原。整個(gè)地形西北高東南低，形成一個(gè)東南向敞開的喇叭形，使東南季風(fēng)可長(zhǎng)驅(qū)直入流域，加之北界的秦嶺山脈，一般高程在2 500～3 000 m之間，它不僅有抬升氣流的作用，且阻滯北方冷空氣侵入，因而這里成為我國(guó)南北氣候交界地帶，流域內(nèi)氣候較溫和。

漢江流域的氣溫上下游相差不大，冬季溫暖，霜期較長(zhǎng)，冰凍現(xiàn)象不嚴(yán)重，平常年份漢江干流無(wú)冰封現(xiàn)象，只有沿河灣處有薄冰。上游山地冰凍現(xiàn)象比中下游普遍，海拔2 500 m左右的山地5月間亦有結(jié)冰現(xiàn)象。夏季炎熱，各月平均氣溫高于22℃，愈往下游，氣溫愈高，但相差僅2℃～3℃，可見(jiàn)該流域夏季普遍炎熱。

漢江流域降水主要是雨量，降雪、冰雹很少。多年平均雨量約700～1 100 mm，年內(nèi)分配極不均勻;年平均雨量分布大致自西北向東南遞增。鄖陽(yáng)區(qū)以上，盆地河谷的年雨量均在700～800 mm之間，大巴山與武當(dāng)山約1 000～1 200 mm，高山地區(qū)約1 000 mm，中游800～900 mm。各季雨量的分配頗不均勻，主要集中在夏季。夏季大規(guī)模降雨主要是北方冷空氣南下所致。

2.2 水文站網(wǎng)現(xiàn)狀

漢江流域水文記錄始于1929年，但僅限于干流中下游的少數(shù)水位站。到1935年增設(shè)了安康、白河、鄖縣、襄陽(yáng)等控制性水文站達(dá)10余處，觀測(cè)水位、流量。這些測(cè)站除1934～1947年期間停測(cè)外，其余各年均有連續(xù)記載。1949年后，漢江干、支流又增設(shè)了大量水文站、水位站，目前整個(gè)流域水文站118座、水位站190多座，雨量站833座，蒸發(fā)站3座。漢江流域水文站點(diǎn)分布如圖1所示。

3 水文站網(wǎng)評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)方法及依據(jù)

參考世界氣象組織（WMO）有關(guān)“容許最稀站網(wǎng)”的指標(biāo)，將漢江流域流域面積除以現(xiàn)有水文站、雨量站、蒸發(fā)站數(shù)目得到水文站、雨量站、蒸發(fā)站的相應(yīng)站網(wǎng)密度，與WMO溫帶、內(nèi)陸和熱帶的山區(qū)條件下容許最稀站網(wǎng)密度比較，從而論證漢江流域站網(wǎng)密度是否滿足要求[2]。

3.2 密度評(píng)價(jià)

根據(jù)WMO對(duì)各國(guó)平均情況推薦的最稀站網(wǎng)密度，見(jiàn)表1。結(jié)合水文站網(wǎng)功能配套理論，對(duì)漢江流域水文站網(wǎng)密度進(jìn)行評(píng)價(jià)，見(jiàn)表2。由表1，2可以得出：漢江流域水文、水位、雨量站網(wǎng)可以滿足流域水文站網(wǎng)下限密度，蒸發(fā)站網(wǎng)基本滿足最稀密度，但從蒸發(fā)站位置分布分析，丹江口水庫(kù)蒸發(fā)站和黃家港水文站僅相距5 km，觀測(cè)條件基本相同，功能重復(fù)，故仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

3.3 功能評(píng)價(jià)

隨著漢江流域梯級(jí)建設(shè)和水資源開發(fā)利用程度加大，漢江流域水文站網(wǎng)特性和需求發(fā)生了改變，尤其是自丹江口水庫(kù)加高后，水庫(kù)死水位和汛限水位均已提高，漢江流域內(nèi)部分水文站、水位站現(xiàn)處于常年回水淹沒(méi)區(qū)，導(dǎo)致原先多處站點(diǎn)收集數(shù)據(jù)不再具有代表性，功能高度重復(fù)[3]。

隨著國(guó)家對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)力度的不斷增大，水質(zhì)站網(wǎng)密度需要進(jìn)一步擴(kuò)大，這就導(dǎo)致了當(dāng)前水文站網(wǎng)存在站網(wǎng)功能不全面、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目空間分布不合理等問(wèn)題，且河道的綜合開發(fā)對(duì)河道特性、洪水徑流特征和水文測(cè)驗(yàn)條件改變較大，因此部分水文測(cè)站面臨遷站、撤銷、新建等優(yōu)化調(diào)整。

4 調(diào)整建議優(yōu)化

4.1 優(yōu)化調(diào)整站網(wǎng)分布與功能

（1）水文站。通過(guò)收集漢江流域長(zhǎng)系列的水文資料發(fā)現(xiàn)，自丹江口大壩加高后，漢江中游段部分測(cè)站受水庫(kù)蓄水影響，處于常年回水淹沒(méi)區(qū)，水位流量關(guān)系線紊亂，測(cè)站原功能喪失。對(duì)干流中游段水文站數(shù)目，按照大河控制站遞變率法進(jìn)行計(jì)算，滿足設(shè)站數(shù)目上、下限要求。綜合流域整體情況及丹江口庫(kù)區(qū)水量監(jiān)測(cè)要求，建議對(duì)部分處于常年回水區(qū)的水文站進(jìn)行遷移，新遷斷面應(yīng)盡量避開回水河段，滿足水文站流量測(cè)驗(yàn)河段選擇要求。

（2）水位站。在丹江口水庫(kù)蓄水初期，丹江口水利樞紐的運(yùn)行管理需要水面線數(shù)據(jù)支撐。為掌握水庫(kù)回水范圍和水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在丹江口水庫(kù)上游陸續(xù)設(shè)立了多座水位站及沖淤固定觀測(cè)斷面。丹江口大壩加高后，水庫(kù)死水位和汛限水位均已提高。通過(guò)選取1983～1985年、2011～2013年、2015～2017年庫(kù)區(qū)水位站非洪水期水位資料，對(duì)典型年最高、最低水位進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)安城溝水位站及以下河段，均處在丹江口水庫(kù)常年回水區(qū)內(nèi)，庫(kù)區(qū)部分水位站原功能喪失。從資源配置角度考慮，可停測(cè)庫(kù)區(qū)部分常年回水區(qū)內(nèi)水位站。

（3）蒸發(fā)站。目前，漢江流域共設(shè)3個(gè)蒸發(fā)站，從上至下分別為安康水文站（蒸發(fā)觀測(cè)項(xiàng)目）、丹江口水庫(kù)蒸發(fā)站、黃家港水文站（蒸發(fā)觀測(cè)項(xiàng)目），蒸發(fā)站網(wǎng)密度基本滿足WMO所允許的區(qū)域最小密度值。但從蒸發(fā)站位置分布分析丹江口水庫(kù)蒸發(fā)站和黃家港水文站（蒸發(fā)觀測(cè)），兩站相距僅5 km，因蒸發(fā)為空間水量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，與氣候條件、下墊面因素關(guān)系較大，認(rèn)為丹江口水庫(kù)蒸發(fā)站和黃家港水文站蒸發(fā)觀測(cè)項(xiàng)目空間分布不合理，可撤銷黃家港水文站蒸發(fā)觀測(cè)項(xiàng)目。又因丹江口以下漢江中下游段無(wú)蒸發(fā)項(xiàng)目，建議在漢江下游段增設(shè)蒸發(fā)觀測(cè)項(xiàng)目，彌補(bǔ)該區(qū)域內(nèi)蒸發(fā)監(jiān)測(cè)空白區(qū)，對(duì)水量平衡分析起到一定輔助作用。

4.2 提高支流水文站網(wǎng)密度

漢江干流及較大支流，目前已實(shí)現(xiàn)水文站網(wǎng)全覆蓋，基本能夠滿足流域水量監(jiān)測(cè)、汛情災(zāi)害的動(dòng)態(tài)化管理需要，但部分較小支流還存在報(bào)汛站點(diǎn)不足、報(bào)汛滿足率較低的問(wèn)題。為此，建議對(duì)部分支流地區(qū)水文站網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充與強(qiáng)化，對(duì)重點(diǎn)防汛區(qū)域、山區(qū)性河流、報(bào)汛站點(diǎn)數(shù)量少的區(qū)域進(jìn)行填補(bǔ)。

4.3 實(shí)施流域水質(zhì)水量同步監(jiān)測(cè)

漢江是南水北調(diào)中線工程、陜西省引漢濟(jì)渭工程的供水水源地，流域內(nèi)水量水質(zhì)受到社會(huì)各方關(guān)注。在水量精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，加大水質(zhì)站網(wǎng)密度，尤其對(duì)供水水源地、生態(tài)環(huán)境建設(shè)區(qū)域、調(diào)水水源地等實(shí)行水質(zhì)水量的同步監(jiān)測(cè)[4]，對(duì)水文水質(zhì)站網(wǎng)進(jìn)行合并或協(xié)調(diào)監(jiān)管，充分利用現(xiàn)有水文、水質(zhì)站網(wǎng)，以此為基礎(chǔ)新建方式更加靈活、管理更加便捷的水質(zhì)水量綜合監(jiān)測(cè)管理斷面，可滿足多樣性的水資源監(jiān)測(cè)和管理發(fā)展需求。

5 管理機(jī)制探討

5.1 流域與區(qū)域信息共享

漢江流域水文監(jiān)測(cè)實(shí)行流域與區(qū)域管理相結(jié)合的管理模式，基本實(shí)現(xiàn)了流域控制大江大河、重要節(jié)口，區(qū)域控制中小河流的水文站網(wǎng)全覆蓋。但是，目前仍存在流域與區(qū)域水情信息交流不及時(shí)、交叉管理有留白區(qū)域等問(wèn)題，需進(jìn)一步加強(qiáng)流域與區(qū)域管理的緊密結(jié)合，建立水情信息共享平臺(tái)，尤其對(duì)于省界河流，更應(yīng)信息實(shí)時(shí)共享，共同管理和維護(hù)。

5.2 水文測(cè)站管理與河長(zhǎng)制管理有機(jī)結(jié)合

目前，漢江流域大中小河流均已實(shí)現(xiàn)三級(jí)河長(zhǎng)制。漢江作為全國(guó)水資源管理重點(diǎn)流域，水資源管理、水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)是漢江流域生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，若將河長(zhǎng)制與水文巡測(cè)管理有機(jī)結(jié)合，可在充分發(fā)揮河流生態(tài)文明建設(shè)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，推動(dòng)水資源管理工作開展，促進(jìn)流域生態(tài)文明建設(shè)。

6 結(jié) 論

（1）漢江流域水文站網(wǎng)基本滿足流域防汛抗旱、水資源管理的需要，但存在部分水文站、水位站受大壩加高工程影響其測(cè)驗(yàn)精度等問(wèn)題。建議對(duì)處于丹江口庫(kù)區(qū)常年回水淹沒(méi)區(qū)的部分水文站、水位站停測(cè)或遷站，使水文站網(wǎng)功能更加適應(yīng)當(dāng)前情況下流域發(fā)展的需要。

（2）目前漢江流域蒸發(fā)站網(wǎng)存在布局分布不合理問(wèn)題，建議撤銷丹江口壩下黃家港站蒸發(fā)觀測(cè)項(xiàng)目，在漢江下游增設(shè)蒸發(fā)站。

（3）漢江流域水文站網(wǎng)管理應(yīng)注重流域與區(qū)域的緊密結(jié)合，并在統(tǒng)籌現(xiàn)有水文站功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合流域?qū)嶋H情況與需求，將水量與水質(zhì)監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行，進(jìn)而根據(jù)流域發(fā)展目標(biāo)，在合理情況下調(diào)整水文站網(wǎng)布設(shè)和功能。同時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流湖長(zhǎng)制，節(jié)約人力物力，優(yōu)化資源配置，探索更加適宜漢江流域水資源管理與生態(tài)文明建設(shè)的管理機(jī)制，推進(jìn)漢江流域生態(tài)文明發(fā)展進(jìn)程。

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（編輯：唐湘茜）