玉溪市水文站网评价及优化调整

2018-04-17朱文祥

水利科学与寒区工程 2018年2期

关键词：站网玉溪市州市

朱文祥

(云南省水文水资源局玉溪分局，云南玉溪 653100)

1　区域概况

玉溪市位于云南省中部，属滇中经济发达区，是全国主要烟草生产基地，也是通往东南亚国家的重要通道，被誉为“滇中重镇”。

玉溪市属四季不明显的低纬高原型气候，境内年平均气温12.1～23.8 ℃，年平均相对湿度69%～85%，年平均降水量600～2000 mm。

玉溪市境内河流主要分属珠江和红河两大流域。玉溪市集水面积>50 km2及以上的河流总数99条，>100 km2及以上的河流总数51条。玉溪市是全省高原湖泊集中分布的地区，市内有全省9大高原湖泊中的3个：抚仙湖、星云湖和杞麓湖，均属珠江流域西江水系，均为高原断陷淡水湖泊。

2　现状调查

2.1　站类站级情况

玉溪市最早设立的水文类站点是1947年设于抚仙湖东岸的澄江海口雨量站，此后在全市区域内逐步建立起其他各类水文站。目前，全市共有水文站15个；水位站6个(不含水文站项目)，有1个为湖泊站，其余为河道站；雨量站128处；泥沙站2处；水质站103处；地下水站21个；墒情站6个；蒸发站5处，均为水文(位)站项目。

除了泥沙站只分布在红河流域外，其余站点均分布于市内珠江流域和红河流域的江河湖库，形成一个覆盖全市的水资源水量、水环境监测网络。

2.2　资料收集及信息记录传输

2.2.1资料收集

流量测验方式以缆道为主；水位观测方式全部在水尺观测的基础上，分别实现了浮子式、雷达式、气泡式等；降雨量观测方式全部实现了遥测；水质监测全部为人工取样；墒情站部分为自动监测、部分为人工取样，目前自动监测站的设备已损毁停止监测，仅2个人工站在取样工作。泥沙的采集应用缆道横式采样器采集[1]。

2.2.2信息记录

水位信息记录在人工测记的基础上实现了自动测报,18个断面流量信息采集方式均为缆道和低枯水涉水流速仪法测验、人工记录计算整编。其中峨山、阿姑、大开门3个基本水文站已安装流量在线监测系统，实现流量在线监测，目前正在比测中。雨量站均实现观测,记录方式为翻斗式、自动测报和固态存储，自动化程度较高。

2.2.3信息传输

流量、水位和降雨量的信息传输全部为PSTN方式，其中水文站的信息还增加短信传输方式。

3　分析评价

3.1　站网密度评价

参考世界气象组织(WMO)提出的容许最稀站网的水文测站密度的概念，评价玉溪市水文站网密度。容许最稀站网是一个为了满足社会发展对水文资料的需要而布设的，可以避免在水资源开发和管理中发生严重缺陷的最低密度的测站体系。

经计算，玉溪市水文站网、雨量站网和蒸发站网密度分别为996 km2/站、100 km2/站和2989 km2/站。与WMO推荐的最稀站网密度指标相比较：全市水文站网密度接近其上限(较稀)指标，其中珠江流域和红河流域的站网密度较均衡；全市雨量站网密度等于其下限(较密)指标，其中珠江流域比红河流域密度高；全市蒸发站网密度远远高于其指标，其中珠江流域比红河流域密度高。综上，全市水文站网、雨量站网和蒸发站网都能满足容许最稀站网密度的要求。

3.2　站网功能评价

3.2.1所有站点功能评价

目前，全市水文站网在水文特性研究、水文情报预报、水资源管理和执行国际双边协议等方面发挥着重要功能和作用。可为区域水文特性的研究提供监测数据；为全市水文情报预报和防洪预警提供可靠依据；能为区域水资源评价、河流湖库水质监测、河长制推行、城市地下水监测管理、水功能区管理、州市界河管理、水源地管理，以及入河排污口管理等提供各项数据和指标。在执行国际双边协议方面，元江水文站多年来一直都在国际报汛等工作中发挥着重要作用。

3.2.2水文站与水质站功能评价

玉溪市现有的15个水文站流量监测断面承担着区域水文、水文情报预报、水资源评价、河长制、州市界河、水沙变化、源头水背景区、执行国际双边协议等监测任务。其中水资源评价、河长制和区域水文的功能断面数量占比较大，为90%～100%；水文情报预报功能断面数量占比为40%～60%；州市界河、水沙变化、源头水背景区和执行国际双边协议功能断面数量占比为7%～33%。图1为玉溪市水文站(断面)、水质站(断面)功能分布[2]。从水文站(断面)功能分布图可看出，玉溪市如今在县界、城市供水、灌区供水、引调水工程、生态环境保护、水土保持以及实验研究等方面的功能基本为空白。

现有的103个水质监测断面，承担着水功能区、入河排污口、供水水源地和州市界河等监测任务。其中水功能区和入河排污口的功能断面占比较大，分别为41%、43%；供水水源地和州市界河监测功能占比较小，分别为16%、9%；源头水背景区的水质监测为空白。

图1　玉溪市水文站(断面)、水质站(断面)功能分布

3.3　站网目标评价

3.3.1州市界水资源管理

经调查，玉溪市现有南盘江、曲江、绿汁江、元江、小河底河和扒河与相邻州市有10处交界断面，需设立水文站进行水资源量监测。目前在3个州市界河处设有水文站(白泥田、盘溪、石洋江大桥)，有2个州市界河处可通过玉溪市境内现有水文站(江边、大开门)数据进行拟推水量，州市界河的水文站满足率为50%。以上州市界河处均设有水质监测点定期开展水质监测，州市界河的水质站满足率为100%。

3.3.2流域水资源计算

在玉溪市200 km2以上的河流及其水文站网(水文站、水位站和雨量站)设置情况调查的基础上，分析河流的水文控制情况是否满足流域水资源量评价要求。

将河流水文控制情况划分为完全水文空白河流、出流口附近已设水文站河流等。对于完全水文空白河流的评价，假设评价的河流总数为N，完全水文空白河流数设为n1，计算R1=n1/N×100%，得到完全为水文空白区的河流所占比率，反映出水文站网在河流水资源监测方面的盲区情况。对于河流出流口控制的评价，从水量计算的角度看，若在河流出流口附近设有水文站，则能够完整计算该河流的水量。因此，计算出流口有水文站的河流数(设为n2)与全部河流数N的比值R2，R2=n2/N×100%，即可反映能满足流域水量计算要求的河流的比率，即本目标的满足率。

根据调查，玉溪市200 km2以上的河流数22条，完全水文空白河流数为10条，则完全为水文空白区的河流所占比率R1=45.5%。这表明水文站网在河流水资源监测方面存在45.5%的盲区。调查还得到，以上河流出流口附近都没有水文站(R2=0)，则反映出能满足流域水量计算要求的河流的比率为0，即流域水资源计算的满足率为0。

4　存在问题及建议

4.1　存在问题

通过以上分析评价，玉溪市水文站网存在以下问题：

(1)在站网基础设施设备方面，缺乏日常维护管理(目前墒情自动监测站的设备已损毁停止监测)。流量测验方式以缆道测流为主，这与洪水信息采集的及时性、有效性与准确性要求有一定程度差距。在水文信息采集、传输与处理中，新仪器、新技术的应用还不够。

(2)现有水文站网功能还不够完善。水文站网在县区界、城市供水、灌区供水、引调水工程、生态环境保护、水土保持，以及实验研究等方面的功能还为空白。现有水质站点在源头水背景区的水质监测也为空白。

(3)在站网目标方面：①州市界河的水文站满足率没有达到较高值，为50%；②水文站网在河流水资源监测方面存在较大盲区(水文空白区的河流所占比率45.5%)，流域水资源计算的满足率为0，水文控制情况难以满足流域水资源量评价要求；③目前水文站的报汛需求满足率为71.4%，为了适应防汛部门对水文报汛的需求，还应增加报汛水文站，提高报汛需求满足率[3]。

(4)从水文分区内径流面积>200 km2的河流水文站控制情况看，现有水文站的覆盖率仅为54.5%，说明还存在大块水文空白区，这对进行各水文分区内水文现象的分布、变化规律等水文特性研究十分不利。

4.2　优化调整建议

4.2.1进一步提高水文技术现代化

一方面对有可能改造的水文断面进行一定的改造，使断面Z-Q关系尽量单值化，减少流量测验的人工劳作并减轻定线分析的复杂性。

另一方面应大量运用ADCP、电波流速仪、自动测沙仪等新仪器、新设备，提高测报自动化水平，提升为全市防汛、水资源管理、水生态保护及工程建设服务的能力。

4.2.2水文站网功能的进一步完善

(1)水文站网应在县界、城市供水、灌区供水、引调水工程、生态环境保护、水土保持，以及实验研究等方面设立一定的站点进行水文监测。

(2)目前，市内珠江流域的泥沙监测仍为空白，应在珠江流域建立水沙研究监测站点。水质监测站网应设立源头水背景区的监测站，以填补其监测空白。

(3)为了适应目前最严格水资源管理工作、河长制工作，以及玉溪市作为全国试点正在进行的海绵城市建设等，应加强县级以上城市区域、3大高原湖泊和重要水库的水文站网建设，完善测站功能，为以上工作的开展提供可靠有效的水文支撑。

4.2.3水文站的合理裁撤

首先，对受水利工程影响的水文站，依据《水文站网规划技术导则》(SL 34-2013)[1]，结合玉溪市实际情况进行合理调整。

阿姑水文站目前为国家基本站，由于受上游水库蓄水影响严重，建议将其调整为专用站；现刀水文站目前为中小河流建设项目元江一级支流大春河控制站(专用站)，集水面积338 km2，由于该站对下游水塘镇、戛洒镇、漠沙镇、元江县城洪水预警预报具有重要作用，建议将其调整为国家基本站；新庄水文站中小河流建设项目龙洞河控制站，集水面积359 km2，由于该站对华宁县城及下游华西镇、盘溪镇洪水预警预报具有重要作用，建议将其调整为国家基本站。

4.2.4站网目标达成率的进一步提高

针对目前水文站网在河流水资源监测方面仍存在较大盲区情况，应针对流域面积在200 km2以上河流的水文空白区进行站网补充，以便为探讨各区域水文现象的分布、变化规律、各项水文要素之间，以及与其他自然地理因素之间的相互联系提供科学监测数据，也为流域水资源分析评价提供可靠支撑。

另外，建议在小河底河、华溪河上增加报汛水文(位)站，以完善水文站网的报汛目标，为防汛部门正确决策汛情提供可靠水情信息。