張國華 吳立福 胡君澤
摘要:本文系統分析了青島市水資源量監測站網的組成與功能,并對雨量站、水文站、出入境河流監測站、地表蓄水和供水工程蓄水量監測站以及地下水位水量監測站等各種站點的布設現狀進行了分析。根據我國水文水資源監測站網的布設原則和青島市實際發展需求,分別對各類站點的布局進行增減優化。
關鍵詞:水資源量 監測站網 布局 優化 青島市
水資源量監測站點是經常性收集一項或多項水文、水資源要素而在自然河流、人工渠道或湖泊水庫內設置的觀測站點。水資源量監測站點提供的數據能夠及時全面掌握區域水資源來水、蓄水、用水等狀況,是區域水資源可持續開發和利用的重要基礎保障。青島市是我國東部重要的沿海城市,但也是我國嚴重缺水的城市之一,水資源供需矛盾突出。青島市修建了大量的地表和地下水利工程,同時也依托引黃濟青工程調引黃河水,來有效保障區域供水安全。為了有效掌握青島市水資源的供需變化狀況,當地先后設置了一系列的水資源量監測站點。本文擬對青島市的水資源量監測站網現狀進行分析,并就現狀存在問題及下一步的發展規劃,對站網布局進行增減優化。該研究對有效、及時掌握青島市水資源狀況,保障用水安全具有重要的戰略意義。
1 青島市水資源量站網組成與功能
根據監測目的和監測指標的不同,目前青島市水資源量監測站點主要包括雨量站、出入境水量監測站、地表水蓄水工程蓄水量監測站、地表水工程供水量監測站、地下水水位監測站和地下集中水源地供水量監測站等6項。其中,雨量站是對降水量的監測;水文站和出入境河流監測站是對河流重要斷面、出入境斷面進行流量等水文要素進行監測;地表水蓄水工程蓄水量監測站是對重要水庫、湖泊蓄水水位監測;地表水工程供水量監測站是對集中供水工程供水流量進行監測;地下水水位監測站是觀測區域地下水位;地下集中水源地供水量監測站是集中水源地供水量監測。
2 青島市水量監測站網現狀布局
2.1 地表水量站(雨量、水文)現狀布局。根據調查統計,目前青島市共有雨量站115處,雨量站密度(即每站控制面積)95km2/站。水文站10處,出入境河流水量監測站28處,地表水蓄水工程蓄水量監測站23處。將水文站、出入境河流水量監測站、地表水蓄水工程蓄水量監測站統一作為地表水量站,那么地表水量站密度約178km2/站。青島市各區縣雨量站及水量站數量、密度見表1所示。
通過與世界氣象組織推薦的水文站站網容許最稀密度相比較,青島市作為暖溫帶低山區,其實際雨量站和水量站的密度均高于氣象組織的容許最稀密度。
2.2 地下水位水量監測站現狀布局。青島市現有地下水位監測站點297處,地下水集中供水水源地水量監測站點6處。僅從數量上來看,青島市的地下水位監測站點控制密度為6km2/眼,較為密集。當時從空間上來看,地下水位監測站主要集中在膠萊平原、大沽河流域等第四系較發育的河谷地區,特別是沿大沽河兩岸,地下水位監測站點占總數量的50%以上。而在膠北大澤山、膠南鐵撅山-嶗山地區,由于含水層風化裂隙不發育,富水性較弱,因此地下水位監測井布置較少。
3 青島市水資源量監測站網的布局優化
3.1 水量站布設及優化原則
3.1.1 監測站點相關技術導則。①《水文站網規劃技術導則》(SL34-92),分別規定了流量站網、雨量、水面蒸發站網、水質站網、地下水井站網的規劃原則,以及受到水利工程等各方面條件影響的站網調整原則。②《水資源水量監測技術導則》(SL365-2007),規定了水資源水量監測站網的布設原則、水量監測方法選擇、監測頻率一般規定、測驗誤差控制以及資料整理等。③《地下水監測規范》(SL183-2005)是對原規范(SL/T183-96)的修訂,主要內容有站網規劃與設計、測驗的技術要求與規定、資料整編的程序與規定、信息系統建設的技術要求,新增了地下水類型區劃分的級別、基本監測站的類別、地下水自動監測系統規劃、信息系統建設、標準的用詞和用語說明等內容,是規范、衡量地下水監測工作的強制性技術標準。
3.1.2 水量監測站點優化原則。①區域水平衡原則。根據水平衡原理,以水平衡區為監測對象,觀測水平衡要素的分布情況。②區域總量控制原則。基本控制區域產、蓄水量,實測水量能控制水平衡區內水資源總量的70%以上。③不重復原則。充分利用現有水文站點,在此基礎上優化或增加專用站。④有利于水資源調度配置。在有水資源調度配置要求的區域,在主要控制斷面、引、取、供及排(退)水附近設置監測站點。⑤實測與調查相結合原則。根據水文氣象特征和下墊面條件,選擇有代表性的分區設站監測,獲得類似分區水資源水量信息。典型區域調查和實測相結合進行水資源分析評價。
3.2 水資源量站網優化布局
3.2.1 雨量站。青島市雨量站分布較均勻,只在黃島區的東南部、平度市的西南部以及即墨市的中部需要增加雨量監測站。因此,基于每個鎮至少布設一個雨量站的考慮,需要增加5個雨量站,分別是黃島區張家樓鎮、即墨市段泊嵐鎮、靈山鎮,平度市明村鎮、白埠鎮。
3.2.2 水文站和出入境河流水量監測站。青島市流域面積50km2以上的河流基本設置了斷面流量監測站。對于水文站和出入境河流監測站做如下優化布設:一是平度市澤河鄭家、城陽區白沙河嶗山水庫、李滄區李村、嶗山區東韓四個水文站和出入境水量監測站合并。二是增加部分出入境河流水量監測站,分別是:膠州市于家莊村站(膠河,青島-濰坊市界)、閆家村站(墨水河,入南膠萊河),黃島區埠上蘭村站(膠河,黃島區-膠州市縣界)、黃山后村站(洋河,黃島區-膠州市縣界),平度市南湖家莊村站(落藥河,入大沽河)、小王家莊村站(白沙河,青島-濰坊市界)。
3.2.3 地表蓄水和供水工程蓄水量監測站。青島市的地表水蓄水工程和供水工程主要為大型、中型和小(一)型水庫。目前,青島市區內的大型水庫、中型水庫已基本布設了蓄水水量監測站。下一步對于其它未設置蓄水量監測站的水庫需要增設蓄水量監測站。已建工程19處:棘洪灘水庫、賈疃橡膠壩、大河東水庫、登瀛水庫、流清河水庫、大石村水庫、曉望水庫、張家河水庫、柏鄉水庫、山馮水庫、朱戈莊水庫、庫山溝水庫、大珠山水庫、林子水庫、尹家河水庫、解家水庫、團彪水庫、白馬-吉利河攔河閘、大任河攔河閘,新建工程2處:黃島區的沐官島水庫和平度的新河水庫。地表水供水工程監測站主要有沐官島水庫和新河水庫。
3.2.4 地下水位水量監測站。青島市的地下水監測站主要分布在第四系松散巖類孔隙水區域,下一步重點在黃島區白馬河、膠州市洋河、膠萊平原等第四系松散巖類孔隙水富集區布設地下水位監測站。根據實際需求,需要補充的監測站有17處,分別是黃島區河崖村站、馮家坊村站、井戈莊站、北寺站、張家大莊村、后茂甲莊村、大石嶺村站、北柳圈村站,膠州市土埠臺村、洋河崖村站、姜戈莊村站、昭文村站,平度市圈子村站、后集村站、大馬丘村站、史家村站、歐家村站。
4 小結
水資源量監測是系統掌握一個區域內水資源供需、存蓄等狀況的重要基礎,而站點的布局與優化更是這項工作的基礎。本文根據青島市水資源監測工作的實際情況,系統分析了該區域水資源量監測站網的組成,并對各種站點的布設現狀進行了分析。根據我國水文水資源監測站網的布設原則和青島市實際發展需求,分別對雨量站、水文站、出入境河流監測站、地表蓄水和供水工程蓄水量監測站以及地下水位水量監測站的空間布局進行適當增加,同時對四個水文站和出入境河流監測站進行合并優化。
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