山東省黃河流域水文監(jiān)測站網(wǎng)分析

劉玉玉，宗瑞英，莊會波

（1.濟(jì)南大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022；2.山東省水文局，山東 濟(jì)南 250002）

水文監(jiān)測站網(wǎng)對國民的建設(shè)和經(jīng)濟(jì)具有非常重要的作用[1]。為貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記視察黃河重要講話精神和水利部突出黃河流域水資源監(jiān)管的決策部署要求，開展山東省黃河流域水文監(jiān)測站網(wǎng)分析，摸清區(qū)域內(nèi)水文監(jiān)測站網(wǎng)的現(xiàn)狀，進(jìn)一步優(yōu)化監(jiān)測站網(wǎng)和設(shè)施布局，提升動態(tài)監(jiān)測能力，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)重要斷面監(jiān)測的全覆蓋，為黃河流域山東段的防汛抗旱、水工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)度，以及水資源管理和保護(hù)發(fā)揮重要的作用。

1 水文監(jiān)測站網(wǎng)現(xiàn)狀

山東省水文站網(wǎng)自1955 年第一次規(guī)劃，經(jīng)過 1965 年、1974 年、1983 年幾次調(diào)整，到 1986年水文站網(wǎng)形成規(guī)模。隨著中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)工程、國家地下水監(jiān)測工程、大江大河水文監(jiān)測系統(tǒng)工程、水資源監(jiān)測能力建設(shè)工程、水利工程帶水文等項(xiàng)目實(shí)施，山東省部分站點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)測裝備得到了更新改造，監(jiān)測能力得到了明顯提升[2-3]。目前，山東省范圍內(nèi)具備水文站、水位站、降水量站、蒸發(fā)站、水質(zhì)站、地下水站、土壤墑情站等7 類水文測站，監(jiān)測功能較為齊全。

山東省黃河流域主要流經(jīng)黃河下游區(qū)和大汶河水系，有南大沙河、北大沙河、玉符河、石汶河、泮汶河、漕濁河、匯河、瀛汶河等34 條河流布設(shè)了74 處水文站，其中大河控制站4 處，區(qū)域代表站12 處，小河站58 處；有南大沙河、瀛汶河、芝田河等10 條河流布設(shè)了水位站，見表1。山東省黃河流域布設(shè)雨量站281 處，蒸發(fā)站14 處，水質(zhì)站33 處，地下水監(jiān)測站195 處，墑情站16 處。經(jīng)過多年建設(shè)，水文站、水位站在干流區(qū)間的布設(shè)與河段水文情勢的復(fù)雜程度相適應(yīng)，基本能夠滿足防汛抗旱、水文控制分析和水資源管理任務(wù)相關(guān)任務(wù)。

表1 河流測站布設(shè)情況表

2 水文監(jiān)測站網(wǎng)分析評價(jià)

2.1 水文控制分析評價(jià)

1）水文站。黃河流域在山東省土地面積為1.36 萬km2，共有水文站74 處，站網(wǎng)密度為184 km2/站，根據(jù)世界氣象組織對各國平均情況推薦的容許最稀站網(wǎng)密度對水文站的標(biāo)準(zhǔn)：溫帶內(nèi)陸的平原區(qū)為1 000~2 500 km2/站[4]，與此標(biāo)準(zhǔn)相比較，遠(yuǎn)高于世界氣象組織推薦的容許最稀站網(wǎng)密度水平。

2）水位站。黃河流域山東段水位站為15 處，站網(wǎng)密度為907 km2/站，基本滿足該區(qū)域的防洪和旱情監(jiān)測的需求。

3）雨量站。黃河流域山東段雨量站有281處，平均雨量站網(wǎng)密度為48 km2/站。根據(jù)WMO對各國平均情況推薦的容許最稀站網(wǎng)密度對雨量站的標(biāo)準(zhǔn)：溫帶內(nèi)陸的平原區(qū)為600~900 km2/站，與此標(biāo)準(zhǔn)相比較，山東省現(xiàn)有雨量站網(wǎng)密度已達(dá)到并高于世界氣象組織推薦的容許最稀站網(wǎng)密度水平。山東省地理位置特殊，尤其汛期局部降雨情況較多，現(xiàn)有的雨量站基本能滿足抗旱、防汛和現(xiàn)今社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

4）蒸發(fā)站。黃河流域山東段蒸發(fā)站有14 處，平均蒸發(fā)站網(wǎng)密度為971 km2/站，遠(yuǎn)高于WMO對各國平均情況推薦的關(guān)于蒸發(fā)站的容許最稀站網(wǎng)密度（5 萬 km2/站）。

另外，水文站網(wǎng)、雨量站和蒸發(fā)站的站網(wǎng)密度與《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》[5-6]相比，也符合其規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 站網(wǎng)密度對照表

2.2 行政區(qū)界控制分析

山東省省際河流43 條，區(qū)界斷面數(shù)量59處，已監(jiān)測55 處，監(jiān)測率為93.22%；跨地（市）河流中區(qū)界斷面數(shù)量186 處，已監(jiān)測161 處，監(jiān)測率為86.56%；跨縣河流426 條，區(qū)界斷面數(shù)量232 處，已監(jiān)測184 處，監(jiān)測率為79.31%。山東省黃河流域跨界水文站有4 處，測站數(shù)量較少。根據(jù)水資源管理、水量監(jiān)測目標(biāo)、監(jiān)測站網(wǎng)服務(wù)能力等方面的實(shí)際需求，在黃河流域山東段可適當(dāng)增設(shè)跨界水文測站和監(jiān)測斷面。

2.3 地下水監(jiān)測站網(wǎng)評價(jià)

黃河流域山東省范圍內(nèi)共有地下水監(jiān)測站195 處，平均站網(wǎng)密度為 70 km2/站。WMO 推薦水文站網(wǎng)布設(shè)下限指標(biāo)為250 km2/站，《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》推薦可選擇典型代表區(qū)布設(shè)100 km2/站，因此，目前地下水監(jiān)測站網(wǎng)密度符合基本要求。

2.4 水質(zhì)控制分析評價(jià)

山東省共451 處水功能區(qū)控制斷面，覆蓋全省299 處水功能區(qū)及其跨行政區(qū)界斷面，共有重點(diǎn)水質(zhì)站311 處，平均站網(wǎng)密度為504 km2/站，其中，國家重點(diǎn)水質(zhì)站89 處，平均站網(wǎng)密度為1 761 km2/站。現(xiàn)有水質(zhì)站主要分布在平原地區(qū)。根據(jù)規(guī)定“轄區(qū)內(nèi)每個(gè)水功能區(qū)至少布設(shè)一個(gè)水質(zhì)站點(diǎn)”的要求，則全省299 處水功能區(qū)有311處水質(zhì)站，基本滿足規(guī)定的要求，山東省現(xiàn)有的水質(zhì)站網(wǎng)基本能夠掌握水資源質(zhì)量的時(shí)空變化和動態(tài)變化，基本滿足水資源保護(hù)與管理部門實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)信息的要求。

2.5 生態(tài)流量（水生態(tài)）控制分析評價(jià)

山東省根據(jù)水利部辦公廳《關(guān)于做好2020年重點(diǎn)河湖生態(tài)流量保障目標(biāo)確定工作的通知》，要求對大汶河、大沽河、小清河流域分別做生態(tài)流量保障目標(biāo)確定及管控措施的制定，設(shè)置了9 個(gè)主要控制斷面。其中，黃河流域山東段生態(tài)監(jiān)測站共4 處，均在濟(jì)南市，監(jiān)測項(xiàng)目包括流量、水位、水質(zhì)以及生境等，逐漸滿足日益增長的水生態(tài)水環(huán)境監(jiān)測需求。

綜上，黃河流域山東段形成了相對穩(wěn)定的國家基本水文站網(wǎng)，站網(wǎng)布局比較合理，測驗(yàn)項(xiàng)目較為齊全，基本能夠滿足區(qū)域防汛抗旱、水資源管理和水生態(tài)保護(hù)需求，但現(xiàn)有水文站網(wǎng)防汛抗旱、水資源管理與保護(hù)的新要求，仍存在一定差距。如，服務(wù)水資源監(jiān)管需求能力不足；水文監(jiān)測現(xiàn)代化能力不足；水文站網(wǎng)易受人類活動影響等問題。

3 水文監(jiān)測站網(wǎng)發(fā)展建議

根據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》要求，結(jié)合山東省實(shí)際和站網(wǎng)規(guī)劃情況，提出黃河流域山東段監(jiān)測站網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整建議：

1）依據(jù)研究區(qū)水文站網(wǎng)現(xiàn)狀布局和功能，基于防汛抗旱、水資源管理和水生態(tài)保護(hù)需求，可以適當(dāng)?shù)卦黾铀谋O(jiān)測站點(diǎn)和進(jìn)行監(jiān)測站點(diǎn)的升級改造。山東省黃河流域水文監(jiān)測站點(diǎn)調(diào)整主要包括以下：水文站31 處（新建4 處，改造27處），新建水位站2 處，雨量站19 處（新建9 處，改造10 處），地下水監(jiān)測站改建51 處，新建墑情站23 處。

2）基于黃河流域山東水文站網(wǎng)分布特點(diǎn)，實(shí)行水文測站分類動態(tài)管理；提高數(shù)字化技術(shù)、信息技術(shù)等的應(yīng)用，借助遠(yuǎn)程監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、超聲波測深等先進(jìn)技術(shù)，提升站網(wǎng)管理水平和測報(bào)自動化水平，實(shí)現(xiàn)山東省黃河流域水文數(shù)字化和現(xiàn)代化。

3）落實(shí)《黃河干流及支流水利樞紐工程水文監(jiān)測管理辦法》，加大與各個(gè)水利樞紐管理單位之間的溝通、協(xié)商等，不斷摸索山東省黃河流域水文站網(wǎng)發(fā)展的新途徑，為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐和技術(shù)保障。