趙 瑾 江守鈺
(淮河水利委員會水文局(信息中心) 蚌埠 233001)
構(gòu)筑水文監(jiān)測站網(wǎng)體系 服務(wù)流域水資源管理
趙 瑾 江守鈺
(淮河水利委員會水文局(信息中心) 蚌埠 233001)
本文記述淮河流域水文監(jiān)測站網(wǎng)60年的發(fā)展歷程,總結(jié)和評述了現(xiàn)有水文站網(wǎng)狀況及監(jiān)測功能;結(jié)合當前治淮新思路和現(xiàn)代水文發(fā)展新理念,規(guī)劃與展望了服務(wù)于流域水資源管理的水文監(jiān)測站網(wǎng)體系的全面構(gòu)建。
淮河流域 水文 監(jiān)測 站網(wǎng)
淮河流域地處我國東部,是南北氣候、高低緯度和海陸相三種過渡帶的重疊地區(qū),降雨時空分布不均,年際變化大,連續(xù)豐水年或枯水年時有發(fā)生,加之平原面積大、地勢低平等影響,洪水不能及時下泄,洪澇災(zāi)害頻繁,給人民生活和社會發(fā)展帶來了嚴重影響。新中國成立后,為滿足淮河治理和國民經(jīng)濟建設(shè)的需要,作為水利基礎(chǔ)資料來源的水文站網(wǎng)也得到了迅速恢復(fù)和發(fā)展。經(jīng)過60多年的發(fā)展和完善,淮河流域水文站網(wǎng)布設(shè)的代表性與控制性逐步合理,基本能夠控制流域內(nèi)水、流、沙的變化和特征,滿足防汛減災(zāi)、水利規(guī)劃、工程建設(shè)、水資源計算、水土治理等的需求。
淮河流域水文測站的雛形最早出現(xiàn)在清代,利用石堤或石壩觀測水位,向下游馳報水情?;春恿饔蛩臏y站的正式建立是在清光緒十二年(1886年),清政府首先在今膠東半島設(shè)立了第一批水文氣象觀測站,進行雨量和氣象觀測。民國時期開始建立正規(guī)的水文測站,特別是1931年淮河流域發(fā)生特大洪水,促使水文站、水位站增加,但變動頻繁,水文觀測時斷時續(xù)??谷諔?zhàn)爭(1937~1945年)的爆發(fā),迫使大部分測站停止觀測。到1949年新中國成立前夕,淮河流域僅有水文站9處、水位站8處、雨量站6處。
新中國成立后開始大興水利,特別是治淮工程蓬勃開展。治淮初期,為滿足防汛減災(zāi)、興修水利和國民經(jīng)濟建設(shè)的迫切需要,不斷恢復(fù)增設(shè)水文站、雨量站等各類水文測站。1954年淮河遭遇特大洪澇災(zāi)害,為適應(yīng)大規(guī)模治理淮河和淮河干支流防汛測報的需要,又陸續(xù)增設(shè)了大量水文站點。至1954年底,全流域已有各類水文站點630處,是新中國成立初期的27倍,其中水文站204個,水位站257個,雨量站169個。這一時期的水文站網(wǎng)建設(shè)雖然得到迅速發(fā)展,但缺乏整體規(guī)劃,站點分布不盡合理,整體功能不強。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展、自然規(guī)律認識的深入以及水文測驗技術(shù)的不斷進步,淮河流域水文站網(wǎng)也根據(jù)不同時期的發(fā)展需求提出了不同的發(fā)展思路與發(fā)展策略,1956年、1964年、1977年和1985年淮河流域先后4次進行了水文站網(wǎng)規(guī)劃,經(jīng)過調(diào)整和發(fā)展,淮河流域初步形成一個比較穩(wěn)定、合理的水文站網(wǎng)格局,至1990年,淮河流域有水文站298處,水位站172處,雨量站1162處。
1991年淮河發(fā)生暴雨洪水以后,國家加大了對淮河水利的投入,大規(guī)模的河道整治、水利工程的興建、水庫的除險加固等,水利事業(yè)得到了空前的發(fā)展,給水文站網(wǎng)建設(shè)也帶來了發(fā)展機遇,水文站房得以重建,設(shè)施設(shè)備得以更新。進入21世紀,淮河流域水文站網(wǎng)進入穩(wěn)定發(fā)展時期,根據(jù)流域水利管理工作、社會發(fā)展以及民眾關(guān)注的新需求,在省際河流設(shè)立省際水文站、在重要供水水源地和水功能保護區(qū)設(shè)立水資源管理監(jiān)測站網(wǎng),在地表水匱乏地區(qū)設(shè)立墑情監(jiān)測站網(wǎng),水文站網(wǎng)功能有效拓展。
至2005年底,淮河流域共有水文站275處,水位站140處,雨量站1160處(雨量監(jiān)測項目1486處),蒸發(fā)站85處,泥沙站64處,地下水監(jiān)測站2091處(見表 1)。
總體而言,淮河流域現(xiàn)有水文站網(wǎng)以收集水文基礎(chǔ)資料為目的,已能夠掌握流域面上降雨、徑流、蒸發(fā)等基本水文要素特征值的變化,基本滿足大江大河的防洪、水利工程規(guī)劃運行、水資源管理、水生態(tài)環(huán)境保護的需求,為防汛減災(zāi)、水利工程建設(shè)提供基礎(chǔ)信息保障。但隨著治水思路的轉(zhuǎn)變,社會對水文的要求也更多、更高、更新,淮河流域水文站網(wǎng)需要進一步完善其布局,拓展其功能。
(1)完善站網(wǎng)布局?;春恿饔蛩恼酒骄鶈握究刂泼娣e為973km2,若以世界氣象組織推薦的容許最稀站網(wǎng)密度為標準,淮河上游區(qū)、史河水系的水文站網(wǎng)密度分別為1507km2/站和1148km2/站,均未達到溫帶、內(nèi)陸山丘區(qū)300~1000km2/站的控制標準;淮河中游區(qū)水文站網(wǎng)密度為2566km2/站,也不滿足平原區(qū)1000~2500km2/站的控制標準?;春恿饔蛴炅勘O(jiān)測項目(1486處)單站控制面積為180km2,就流域平均而言,站網(wǎng)密度比較高,但在大別山區(qū)、伏牛山區(qū)、沂蒙山區(qū)等山洪易發(fā)地區(qū),雨量站點仍然不足,不能控制暴雨中心,不能滿足山洪和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)警的需要。因此,淮河流域水文站網(wǎng)布局還需進一步優(yōu)化,站網(wǎng)密度相對稀疏的山丘區(qū),需增設(shè)雨量監(jiān)測站點;淮河中游行蓄洪區(qū)、沿淮洼地等地區(qū),需要增設(shè)水量監(jiān)測;而流域中下游平原地區(qū),需要增設(shè)水資源監(jiān)測站點。
(2)拓展站網(wǎng)功能。以流域為單元的水資源管理模式是今后發(fā)展方向,而現(xiàn)有的水文站網(wǎng)主要偏重于為防汛測報、水資源評價、工程管理等服務(wù)(如圖1),單純?yōu)樗Y源管理服務(wù)的水文測站較少,區(qū)域邊界、一些重要水體、部分支流沒有控制站,灌區(qū)供水、城市排水、工農(nóng)業(yè)取用水以及跨流域調(diào)水等監(jiān)測站點很少,重要供水水源地和主要城市集中供水水源地的監(jiān)測較為薄弱,水資源監(jiān)測站網(wǎng)嚴重不足,水量水質(zhì)監(jiān)測與實際需求相差甚遠,不能滿足水資源保護和管理工作的需求。另外,干旱對社會經(jīng)濟造成的實際損失遠大于洪澇災(zāi)害,而淮河流域內(nèi)旱情監(jiān)測站點較少,遠不能滿足抗旱救災(zāi)的需要。
隨著治淮工程的深入,淮河流域的防洪措施有了很大提高,但非工程措施還有待進一步完善,如何減少水文監(jiān)測空白點,提高預(yù)測預(yù)報水平,擴展水文服務(wù)功能將是水文站網(wǎng)發(fā)展的重點。全力做好水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護是社會發(fā)展對水利工作的必然要求,以流域為單元的水資源管理模式是今后發(fā)展方向,在跨流域調(diào)水工程,省界、地市界水資源監(jiān)測,區(qū)域引水調(diào)配工程口門水資源計量中,水文站網(wǎng)必然擔當重要角色。
表1 淮河實用洪水預(yù)報主要模型方法
圖1 淮河流域水文站網(wǎng)現(xiàn)狀功能示意圖
水文站網(wǎng)的發(fā)展,從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),圍繞防汛抗旱、水利規(guī)劃、水資源管理等水利中心工作,全面、系統(tǒng)地開展規(guī)劃設(shè)計,以滿足流域內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展各項涉水事務(wù)和社會公眾對水文的內(nèi)在要求。應(yīng)遵循:(1)統(tǒng)籌兼顧。做好流域與區(qū)域、干流與支流、上游與下游、城市與鄉(xiāng)村、平原與山區(qū)的協(xié)調(diào)關(guān)系,堅持地表水與地下水監(jiān)測分析并重,水量與水質(zhì)監(jiān)測分析,防汛與抗旱服務(wù)并舉,統(tǒng)籌規(guī)劃各類水文站網(wǎng),不斷擴展水文測站服務(wù)功能。(2)合理布局。針對淮河流域水利建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展對水文的需求,結(jié)合防汛抗旱、水資源開發(fā)利用和管理以及水環(huán)境保護的迫切需要,因地制宜、突出重點,科學(xué)規(guī)劃布局水文站網(wǎng),以實用優(yōu)先為條件。(3)優(yōu)化功能。堅持流域各類水文監(jiān)測站點統(tǒng)一優(yōu)化,力求一站多用途、多功能,充分利用先進的技術(shù)和手段,在保證站點代表性的基礎(chǔ)上力爭站點功能多樣化,滿足多層次管理的需要,充分提高站網(wǎng)運行效率。(4)服務(wù)社會。根據(jù)水文工作的基礎(chǔ)性、公益性特征,水文站網(wǎng)的建設(shè)要關(guān)注與人民切身利益密切相關(guān)的問題,用準確、及時的水文信息為社會服務(wù)。
根據(jù)《淮河流域綜合規(guī)劃(2012-2030年)》中對水文站網(wǎng)進一步的規(guī)劃和發(fā)展,至2030年,淮河流域水文站網(wǎng)將達到:(1)監(jiān)測信息范圍更加廣泛,全流域水文站達421處,水位站587處,雨量站1540處(雨量監(jiān)測項目2510處),蒸發(fā)站105處,泥沙站86處,土壤墑情站346處,地下水監(jiān)測站2949處,能更好地滿足國民經(jīng)濟與社會發(fā)展對水文信息的需求。(2)密度顯著提高,尤其是布站稀疏的山丘區(qū)水文站、雨量站等監(jiān)測站點密度極大提高,基本達到世界氣象組織推薦的水文站網(wǎng)密度要求,土壤墑情監(jiān)測、地下水監(jiān)測等布站密度也顯著提高。(3)布局更加合理,補充建設(shè)了水文、雨量等基本站網(wǎng),也增加了水環(huán)境、水生態(tài)監(jiān)測站網(wǎng),形成了防洪除澇監(jiān)測、水資源配置監(jiān)督、水資源保護監(jiān)測、山區(qū)和城市防洪監(jiān)測、旱情監(jiān)測、應(yīng)急機動監(jiān)測等監(jiān)測系統(tǒng)。(4)功能更加完備,全面覆蓋淮河流域主要河流、湖泊、大中型水庫水量水質(zhì)監(jiān)測,完善完備城市防洪和山區(qū)防洪水文監(jiān)測,省界及重要區(qū)界實施水量水質(zhì)同步監(jiān)測?;春恿饔蚧旧蠈崿F(xiàn)流域與區(qū)域統(tǒng)籌,水量水質(zhì)并重,洪澇干旱兼顧,生產(chǎn)、生活、生態(tài)協(xié)調(diào)的水文站網(wǎng)布局及功能(見表2)。
表2 淮河流域水文監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃方案表
淮河流域水文站網(wǎng)發(fā)展,以社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和水資源可持續(xù)利用為前提,根據(jù)防洪抗旱、河道治理、水資源管理與保護的要求,完善充實現(xiàn)有站網(wǎng)功能,強化為實施最嚴格的水資源管理制度提供監(jiān)測保障能力,重點加強防汛抗旱、水資源配置與監(jiān)督、水資源保護與污染監(jiān)控、山區(qū)和城市防洪安全、重點區(qū)域水環(huán)境與水生態(tài)保護、突發(fā)水事件應(yīng)急監(jiān)測等服務(wù)功能。以完整的水文站網(wǎng)體系,強化水資源數(shù)量與質(zhì)量、地表水與地下水、水量與沙量監(jiān)測、基本站和專用站同步發(fā)展,對河道干流、中型水庫、湖泊開展水生態(tài)建設(shè),最終形成站點代表性強,信息采集快捷全面,綜合功能優(yōu)化強大的站網(wǎng)格局,以促進淮河流域水利事業(yè)健康、蓬勃發(fā)展
(專欄編輯:顧 梅)