曾金鳳，陳厚榮，劉玉春，曾陽松

(江西省贛州市水文局，江西 贛州341000)

東江源區是江西稀土礦富藏地區、果業種植區、規?；B殖區以及工業基礎薄弱區域。東江源區水環境、水生態保護與經濟社會發展矛盾突出[1-3]。贛州水文工作是東江源區水資源管理、水生態修復的理論研究與探索實踐的基礎和支撐，其具有“尖兵、耳目”職能。隨著區域經濟社會的快速發展和維持源區健康生命實踐的不斷深入，贛州水文的業務范圍需要進一步擴展，從傳統的“測、報、整、算”擴大到生態補償、“河長制”實施、水生態環境保護與修復、水資源配置和管理、防汛減災、突發性水事件應急監測等各個方面。為此，東江源區的水文站網總體布設必須適應和滿足源區新的發展形勢、生態問題與社會需求。

近年來，水利部在著力推動水文監測改革，國內外學者針對水文站網開展了一系列研究，取得了有意義的成果[4]。李國英[5]、黃修東[6]、丁義[7]等分別對黃河、大沽河、雅礱江等流域水文站網進行了分析優化，立足水文服務測報提出了水文站網布設和調整的目標與方向。林旭韌[8]、姚章民[9]等針對廣東社會經濟發展需求，以水文測驗為目標，提出廣東省與珠江三角洲水文站網發展的思路和重點內容?？v觀這些研究成果，東江源區聚焦的特殊區位優勢、嚴峻的生態環境和強烈的現實需求等特點，該區域站網的優化調整無論是涉及角度、應用價值還是現實意義，都迫切而重要。

為此，按照促進經濟、社會、資源與環境相互協調和可持續發展的總體戰略，立足水文站網現狀，從流域考慮控制鄉(鎮)界、縣界、省界出境水質水量，控制主要支流水資源量與質；從區域考慮，以需求為導向，突出區域代表性，滿足政府部門及社會各層次水文信息需求；從源頭山區水生態科研考慮，注重與歷史資料的銜接；從水文部門監測管理考慮，協同水文監測改革需要，經濟合理、便于巡測。形成布局合理、具有特色的水文站網，不但符合本區域生態問題與應用需求，便于水文部門實行站隊結合、開展巡測，也滿足東江源區水生態科學專項分析研究。同時，為江西省“贛、饒、信、撫、修”五河源頭保護監測提供示范。

1 研究區域概況

1.1 河流水系

被稱為香港和珠江三角洲地區的“生命、經濟、政治”之水的東江，發源于尋烏縣三標鄉東江源村椏髻缽山南側。源區主要涉及尋烏、安遠和定南三縣，境內有干流尋烏水和一級支流定南水兩大水系，水功能區38個(圖1)[10]。源區流域面積3 524 km2，占東江全流域面積的10%；年平均徑流量29.21億m3，占東江年平均徑流量的12%。

1.2 資源與產業

源區農業發展具有顯著區域特色。耕地面積304.015 2 km2，林地面積233.345 km2，地熱資源豐富，生豬、臍橙、茶油為農業主導產業，并發展迅猛。安遠、定南、尋烏三縣被指定為中國主要的臍橙生產基地和優質供港生豬生產基地[11]。

源區礦產資源種類豐富。其中，尋烏、安遠、定南三縣是世界上較大的離子吸附型稀土礦主產區之一。目前，已探明礦產種類約25種，以稀土、鎢、鈾、鐵、砂、黏土等為主。現有礦山214個，采礦跡地5 376 hm2，棄礦區面積1 755 hm2。

源區產業布局遵循產業聚集規律，突出工業園區的產業聚集功能，鎢、稀土礦產品深加工倉儲及農副產品加工等公司企業主要集中于縣城及周邊工業園區。

2 站網現狀分析

2.1 站網分布

東江源區現有各類水文監測站點94站。其中：水文站4站、水位站19站、雨量站64站、水質專用站7站。主要監測要素有9項147處，其中流量4處、水位23處、降水量86處、懸移質1處、蒸發1處、墑情8處、地下水2處、氣溫1處、水質21處，站網分布見圖1。

圖1 東江源區水文站網現狀分布

2. 2 存在問題

2.2.1水文站網布局與控制目標不匹配

根據SL 34—2013《水文站網規劃技術導則》[12]和世界氣象組織(WMO) 推薦的容許最稀站網密度，屬濕潤山區的東江源區除水質、地下水站網外，水文、雨量、蒸發站點密度大于最低下限(表1)。從

表1 東江源區站網密度對照

注：“—”表示未量化

地域分布來看，站點分布不盡合理，尋烏水支流馬蹄河、定南水老城河、下歷河等部分水系站點集中，尋烏水上游及支流劍溪河局部地區站點偏稀，省界河流尋烏水支流和定南水老城河支流未設點控制廣東省龍川縣入江西省境內水；從區域看，污染相對嚴重的茶亭、涵水、上甲、荷樹塘、下廖5個廢棄稀土礦區監測站點空白,不能滿足控制水資源主要監控要素特征值時間、空間分布的要求。因此，計算的平均密度僅反映流域面上的情況，參考價值較低。

2.2.2監測要素與分析應用不協同

監測要素與分析成果，不能有效反映源區礦山及周邊生態環境的惡化情況，稀土、鎢礦開采遺留，果業開發對源區水生態環境產生的影響，對源區水保效益、水庫淤積、稀土礦區水土流失、地下水質污染狀況的監控處于空白。監測信息量不足，難以滿足水資源利用、管理和保護的需要，難以滿足研究區源頭水文水生態變化規律的需要。

2.2.3監測模式與水文監測改革不相符

隨著水文監測站點的大幅增加，監測任務繁重，人員不足等問題日益凸顯，“常年駐站、固守斷面”的監測方式不僅不滿足監測監控和分析研究速度、廣度和精度需求，監督模式達不到“完整、及時、高效、便捷”的要求，也不符合“巡測優先、駐巡結合、應急補充”以及“自動觀測為主、人工觀測為輔”的水文監測新模式。

2.2.4水文監測與站網功能不適應

現行水文監測體系大多以河流、水系為基本單元，以防洪、水利建設為主要目的，對以行政區為核算單元的水資源開發、利用、配置、節約、保護等方面考慮不足，沒有充分發揮一站多項和單站綜合功能效率，不能滿足實施最嚴格水資源管理制度、落實“三條紅線”控制管理、全面推行“河長制”實施需要，不能滿足建立生態補償機制實施斷面水質水量考核需要[13]。

3 站網設計原則

3.1 遵循導則，滿足水文傳統業務要求

以SL 34—2013《水文站網規劃技術導則》為指導，符合導則規定的站網密度和技術要求，結合珠江水資源保護規劃水量、水質和水生態統一規劃規定[14]，以完善水文監測體系為基礎，以提高水文監測預測能力為重點，優先考慮為防洪安全、用水安全等與人民群眾切身利益密切相關問題的監測收集數據，用準確、及時的水文信息為社會服務，為政府決策服務。

3.2 需求為導向，拓展水文服務功能

立足源區支柱產業及生態環境治理等不同需求目標[15]，針對需求與站網之間的差距與存在問題，對源區現有監測站點進行調整、補充與優化，設立礦山生態修復、果業開發、稀土開采等特定研究、服務類站網，從站網布設到觀測項目都更加貼近社會需求。

3.3 主動作為，策應各項護源政策實施

2003年來，中央、江西省、廣東省各級政府出臺各項護源政策30余項[16-19]，該區已先后被列為國家生態補償試點區域、國土江河綜合整治試點區域、水生態保護修復典型區域、珠江流域水資源保護規劃重點區域。中央、江西省、廣東省及源區當地政府出臺了封山、退果、關礦、移民等系列保護政策，投入大量資金開展源區生態修復與保護工作，其實施效果如何，下一步如何調整或強化，由此建立滿足源區水資源、水環境、水生態監測評價與分析研究體系，以提供更加全面、精細的綜合分析成果進行驗證、評判和指導。

3.4 適度超前，滿足山區源頭類水生態研究需要

以項目齊全、結構優化、適度超前和堅持前瞻性、可擴展性為原則，從可持續發展的角度出發，充分預測并考慮規劃期內經濟社會發展對水文生態及科學技術發展水平的預期。跟蹤國際水生態發展最新技術，采用先進水生態手段和設備，提高水生態監測預測科技含量，充分引進并吸收國內外成熟、先進的設備和技術，為水文、水利科技工作者及國內相關高校、科研院所及研發機構相應領域的專家學者，搭建一個山區源頭類水生態監測與研究的學術交流與研究合作基礎數據與分析驗證平臺。

3.5 立足現狀，優化提升水文站網綜合功能

在現有站網基礎上，深入調查分析新建、改建工程措施對流域特征和現有水文站網的影響，統籌考慮流域與區域、干流與支流的關系與影響；結合最嚴格水資源管理制度“三條紅線”考核、水生態文明建設、“河長制”實施、廢棄礦山綜合治理、水資源及水安全等各項涉水事務對水文信息的支撐需求，注重省界控點、縣界控點、河流匯合口和監測要素實驗站點的代表性、實用性，避免重復建設，使整個站網布設更合理。盡量減少駐站人員，充分發揮一站多項和單站綜合功能，提高站網社會效益和經濟效益，適應水文監測改革形勢。

4 綜合優化方案

4.1 優化思路

a) 服務于最嚴格水資源管理。依據國家和省區劃水功能區調整成果，以滿足重要水功能區監測全覆蓋要求，按上、中、下游在定南水和尋烏水流域增設尋烏水尋烏太湖水庫、定南水安遠東風水庫、溪尾洋前壩水庫3個城市飲用水源區水質監測站，增設廣東入江西境內尋烏水東江源、東江源橋2個水功能區水質監測站，調減尋烏水馬蹄河羅新墩、定南水下歷河變電站2個，服務于最嚴格水資源管理達標考核(圖2a)。

b) 服務于生態補償。為給中央和江西省東江流域補償資金7億元的分配[20]提供更為全面、客觀、精準的水質與水量監測信息，在現有尋烏水斗晏、湟鄉河菖蒲、定南水長灘、老城河橫山4個省界水質站的基礎上，增設廣東入江西境內的尋烏水支流大橋頭站和定南水支流牛牯嶺站2個水質監測站，并將以上6個監測站升級為同步水量監測(圖2b)。

c) 服務于“河長制”工作。以水功能區和省界、縣界、鄉(鎮)界河水體為主要監測單元，支撐“河長制”水環境監管考核，以及河流綜合治理需求，對源區內9條大于100 km2河流水質進行全面監控評價。增設尋烏水小汾、崗子上、涵水、岐山頭、冷石背5個站，及尋烏水支流劍溪、定南水支流鵝公河2個水質監測站；增設烏尋水南龍水庫、定南水安遠東風水庫、轉塘水庫、九曲水庫4個水庫水質監測站，為開展支撐“河長制”實施開展生態環境治理恢復效果評估(圖2c)。

d) 監測地熱水與地質變化。源區地下水資源量8.37億m3，水溫常年控制在22℃～74℃，地下水資源較豐富。因此，選擇定南水源頭國家級風景名勝區三百山、開發利用程度較大的河角及尋烏水中游冷石背3個站點，來監測地熱水與地質的變化(圖2d)。

e) 開展降雨徑流特性分析。為開展源區的徑流分析，在開發利用程度較大且水土流失嚴重的尋烏水支流上甲河、正在開展生態修復治理的小汾河以及生態植被較好的東江源頭，進行特征地區降雨徑流特性試點分析，由此以點帶面推廣到整個東江源區域的徑流分析(圖2d)。

f) 監控稀土礦修復治理。通過近些年源區稀土礦山整合整頓之后，源區主要有尋烏雙茶亭、涵水、上甲、荷樹塘、下廖5個稀土礦區。主要考慮當前原地浸礦工藝對地下水、土壤底質、水土流失等的影響，在這些區域所涉河段建立5個實驗站，開展降水量、水量、水質、泥沙、土壤底質、地下水質6項要素監測(圖2d)。

g) 分析果業開發影響。果業開發是源區支柱產業。選擇在果業開發有代表性的尋烏縣三標鄉，開展降水量、水量、水質、土壤4個要素監測，來分析果業開發產生的面源污染(圖2d)。

h) 監控水庫群泥沙變化。由廢棄礦山、果業開發帶來的水土流失比較嚴重，東江源區河道水庫淤積嚴重[10]。根據庫容量大小，按上、中、下游在尋烏水分別選擇太湖水庫、獅子峰水庫、斗晏水庫、定南水東風水庫、九曲水庫、長灘水庫6個梯級水庫，開展水量、泥沙監測，監控水庫群區泥沙於積變化(圖2e)。

i) 加強落實水資源雙控管理。根據河段排污情況與來水量監控調度要求，在兩條水系上布設20個水質水量同步監測站，支撐源區水資源消耗總量和強度雙控管理(圖2f)。

j) 評估水生態系統修復效果。為驗證系列東江護源政策、措施的實施效果，選取34個站點開展水生生物分析。結合開發利用程度、研究價值和研究課題重點需求等方面因素，按源頭、城區及省界出境水，選取尋烏水源頭區太湖水庫、保護區澄江河段上游澄江、省界出境河段斗晏水庫、飲用水源區九曲灣水庫、定南水源頭東風水庫、保護區鎮崗、省界出境水長灘水庫、飲用水源地禮亨水庫8個點作為水生態基本站網，開展前期水生態監測，評估水生態系統修復效果(圖2g)。

a) 服務于最嚴格水資源管理站網分布

b) 服務于生態補償站網分布

c) 服務于“河長制”、地熱水與地質變化站網分布

d) 開展降雨徑流特性、監控稀土礦修復治理、果業開發分析影響

e) 監控水庫群泥沙變化站網分布

f)加強落實水資源雙控管理站網分布圖2 東江源區水文監測站點調整優化設計

g) 評估水生態系統修復效果站網分布續圖2 東江源區水文監測站點調整優化設計

4.2 優化方案

基于上述優化原則與思路，立足水文站網現狀，以流域與行政區相結合的水文站網優化方案，提高源區水資源、水生態預測、預報和預警能力。新建站點11站，升級監測站35站，包括水文站4站、水位站9站、水質站6站、雨量站15站(圖3)。新增推移質、水溫、大氣降水、水生態、土壤5項監測項目。優化后干流尋烏水新增站點10處，監測要素站點由112處增至174處，定南水新增站點1處，監測要素站點由85處增至145處。

a) 新建水文站點：新建水文站5站(小汾、崗子上、涵水、歧山頭、冷石背)；新建專用水文站4站(太湖水庫、東江源橋、大橋頭、牛牯嶺下)；新增雨量站2站(深坳背、上甲)，共11站。

b) 水位站升級站點：由水位站升級為水文站的3站(菖蒲、鵝公、天九)；由水位站升級為專用水文站的6站(東風水庫、轉塘水庫、九曲水庫、禮亨水庫、歷市、長灘水庫)，共計9站。

c) 水質站升級站點：由水質站升級為水文站3站(二徑路口、老鴨橋、長潭峰水庫)；由水質站升級為專用水文站4站(九曲灣水庫、羅新墩、變電站、橫山)，共7站。

d) 雨量站升級站點：由雨量站升級為水文站8站(東江源、劍溪、珠村、南橋、留車、鎮崗、高湖、竹園)；由雨量站升級為專用水文站4站(澄江、三標、斗晏水庫、三百山)；雨量站增加地下水項目1站(河角)；雨量站增加墑情項目1站(鳳山)；雨量站增加降水水質監測1站(定南)；共15站。

e) 水文站增加監測項目的有4站(尋烏、水背、孔田、勝前(二))。

圖3 東江源區新建、升級站點

河流概況干流Ⅰ級支流Ⅱ級支流流域面積/km2水位現狀增加升級新增雨量現狀增加升級新增水量現狀增加升級新增懸移質泥沙現狀增加升級新增推移質泥沙增加新增蒸發現狀增加升級新增墑情現狀增加升級新增尋烏水956.0177201718711411 12劍溪河124.011 1 馬蹄河221.0137 13 11 龍圖河268.0115 1 2 篁鄉河272.01 3 1 1 1 小計 1841.04127361721471241100530定南水569.281 25 015 1 1 11 新田水200.0 21 5 11 1 1 柱石河108.0 1 3 1 鵝公河93.8 2 3 1 1 下歷水203.0 42 6 5 11 老城河509.0 32 81 3 1 小計1 683.01970501021600100020340合計3 524.023197862743071341120870河流概況干流Ⅰ級支流Ⅱ級支流流域面積/km2地下水現狀增加升級新增氣溫現狀增加升級新增水溫現狀增加升級新增水質現狀增加升級新增大氣降水水質增加升級水生態增加升級新增土壤底質增加升級新增合計/處現狀增加升級新增小計尋烏水956.00611544716814劍溪河124.01馬蹄河221.01524龍圖河268.01111篁鄉河272.011小計1 841.01161000251157312814625656174定南水569.212416新田水200.0111212 柱石河108.01 鵝公河93.8.01 下歷水203.01515 老城河509.01111小計1 683.0110020001107131400085582145合計3 524.02261200262112862681414711458319

4.2.1站點空間分布

為全方位沿程監控源區流域的水文水生態要素變化過程，根據區域開發利用現狀及河流長度，在源區上、中、下游分別布設了13、44、48站(表2)。

a) 尋烏水：上游保護區有6站、中游及中下游開發利用區分別有26、19站。各新增1、7、2站。

b) 定南水：上游保護區有7站、中游及中下游開發利用區分別有18、29站。各新增0、0、1站。

4.2.2監測要素設計

按上述需求調整優化后，東江源區監測要素從9項147處擴展到14項319處。主要新增推移質、水溫、大氣降水、水生態、土壤5項，相應站點數見表3。這些站點承擔著防汛抗旱、水文特性、水文情報、水資源管理、水量調度、水土保持、工程管理、生態補償、生態環境保護修復、試驗研究等20多項監測任務。

表3 東江源區主要監測相應站點數

5 站網綜合評價

5.1 源區干流水文站網

東江干流尋烏水站點由22處增至32處，監測要素站點由112處增至174處，能較完整地控制源區尋烏水徑流、水質、泥沙、水生物等各要素沿程變化，可監控東江源頭水資源量和污染源，為合理開發、利用源區水資源，開展水生態科學研究提供有力的水文基礎支撐。

5.2 源區主要支流站網

源區主要支流現有80處水文監測要素站，擬新增63處。優化后尋烏水支流、定南水支流分別有56、87處(表4)。源區主要支流控制面積達2 008.3 km2，占源區總面積3 524 km2的57.0%。區域代表站站網能較完整地控制源區支流水量、污染源、水生態等要素的時空分布，滿足控制流量、水質、水生態等要素特征值空間分布的要求，滿足內插不同河流水文要素的變化和資料移用的精度要求。

表4 東江源區主要支流站網數

5.3 源區水文站網綜合評價

在現有站網基礎上調整、完善、優化、提升后，源區各類站點由94站上升到105站，尋烏水干流、定南水上分別有站點32、25站，支流各有19、29站。監測要素從9項147處擴展到14項319處。監測要素相對齊全，站網密度大且功能多樣，可實現對源區水資源各監測要素較為完整的時間和空間分布變化控制，基本能滿足東江源區各種涉水服務等需求，為源區產匯流規律、水生態環境演變等研究提供基礎數據。同時，便于水文部門實行站隊結合，開展巡測，充分發揮一站多項和單站綜合功能，提高站網的社會效益和經濟效益。

6 結論

a) 水文站網現狀。東江源區有各類水文監測站點94站，主要監測要素9項147處，存在站網布局與控制目標不匹配，監測要素與分析應用不協同，監測模式與水文監測改革不相符，水文監測與站網功能不適應等問題。

b) 綜合優化方案。立足水文站網現狀，以流域與行政區相結合的水文站網優化方案，提高源區水資源、水生態的預測、預報和預警能力，新建水文、雨量監測站11站，升級水質、水位、雨量監測站35站。新增推移質、水溫、大氣降水、水生態、土壤5項監測項目。主要監測要素由9項147處拓展到14項319處。

c) 優化成效評價。優化后的水文站網監測要素相對齊全，站網密度大且功能多樣，實現了對東江源區水資源各監測要素較為完整的時間和空間分布變化控制，便于掌握其水文特性，滿足不同層次不同目標水文信息需求。同時，也便于水文部門實行站隊結合，開展水文巡測，充分發揮一站多項和單站綜合功能，提高了站網的社會效益和經濟效益，為江西省“贛、饒、信、撫、修”五河源頭區保護監測提供了示范。