日照市水文站网布设综合分析评价

刘金山，张余良，刘洋，金强

（1.日照市水文中心，山东 日照 276800；2.山东莒县仕阳水库管理处，山东 莒县 276526；3.日照锦国建筑装饰工程有限公司，山东 日照 276800）

1 引言

要提升国民经济、促进社会发展，水文工作是非常重要的一项作业，可以提供多方面的服务，比如，防汛抗旱、规划流域以及分配水资源等。而要做好水文工作，水文站网的布设是基础，该项工作会直接影响接下来的水文工作。所以，对水文站网应提前做好规划，使其能够满足现今社会发展的需求。目前，现有的水文站网及其以后能否满足社会需求，以及水文站网的发展现状，是水文站网布局设计的综合分析对象，主要以影响水工、防汛测报，监测世界水量以及计算流域水量为主要内容。

2 水文站网分析

2.1 水文站网的密度分析

分析水文站网布设是否科学合理的重要指标是水文站网的密度。对于某个区域或流域而言，执行工作的最低标准是SL 34—2013《水文站网规划技术导则》[1]的相关规定，以及世界气象组织（WMO）的最稀站网密度（见表1）。水文站网应由较少数量的水文测站结合而成，目前，站网密度分析的对象主要以蒸发站、雨量站以及水文站为主。

表1 WMO 推荐的水文站类的站网的最小密度

日照市境内现有水文站18 处。根据水系划分，沭河有6 处，维河2 处，浔河1 处，傅疃河6 处，潮白河1 处，巨峰河1 处，绣针河1 处，川子河0 处。日照市水文站网分布及其密度计算见表2。

表2 日照市水文站网分布及密度计算表

根据表2 分析可知，日照市平均站网密度305.3 km2/站，接近WMO 推荐的容许最稀密度指标下限，站网密度较大，符合WMO 关于水文（流量）站网容许最稀密度地区类型站网最小密度要求，但站点按河流布设不甚合理，维河、浔河、川子河没有布设水文站点。

2.2 雨量站网密度分析

日照市境内现有雨量站79 处（其中，雨量站58 处、水文站含雨量观测项目15 处、水位站含雨量项目5 处、水土保持监测站含雨量观测项目1 处）。根据流域布设，沭河水系有25处，维河水系有13 处，付疃河水系21 处，潮白河水系7 处，巨峰河水系3 处，绣针河5 处，浔河4 处、川子河1 处。日照市雨量站网分布及其密度计算见表3。

依据表3 分析，日照市雨量站发展较快，站网密度较高，达到了WMO 推荐的容许最稀密度指标。按照河流雨量站分布较为合理。

表3 日照市雨量站网分布及密度计算表

3 站网目标评价

3.1 区域水量计算目标满足率分析

日照市流域面积大于100 km2的河流有22 条，要深入了解河流的水量和其他相关水文要素的监测情况，需要对雨站量、水位量以及水文站的站网信息数据做深入统计和分析，并完成流域水量的计算与分析工作，这就需要收集相关资料信息。按照河流上设站的不同类型，可将这22 条河流划分为出流口附近已设水文站河流、水文部门已设水文站河流以及流量测验空白河流等，收集这些不同水文站的信息可以更好地完成统计任务。

将河流数设置为M，水文空白河流数设置为m1。根据这个设定，水文空白河流与分析河流总数之间的比例P1表示为：P1=m1/M；有水文站的河流数设置为m2，设站和分析河流总数的所占的比例P2可以表示为：P2=m2/M。从另一方面来看，要更准确地计算河流的水量，需要在河流出流口的周围设立一个独立的水文站。当出流口周围已经设有水文站的河流数量为m 时，出流口周围以往设水文站河流数两者之间的占比P=m/M，以此更好地了解出水文站网是否满足流域水量相关的精准计算，即流域水量计算的目标满足率。

3.2 市界水量在控制目标满足率方面的分析

将分割市界或穿越的河流数设为K，在河流周围有设立水文站的数量为k，二者之比G=k/K，用于更加直观地了解市界水量监测满足率的情况。这个参数能够为水文站为每个市级行政区域划分水资源利益以及维护河流水资源权益提供参考。通过参数G 可以直观地了解目前站网在控制市界河流方面的实时情况，提高G 值的目的是更加严格地控制河流。将要对河流进行控制的相关需求设为k1(排除原来的k)，则G1=k1/K 就是提高G 值所要达成的目标。

3.3 市界河流水量监测满足率分析

经统计，日照市界河流5 条，在这5 条河流中，已经设立水文站的河流只有3 条，从中可以看出，目前的满足率只有60%。除此之外，当前在日照市还需要将世界水文站设立在该市的两条河流周围。为了能够在控制流域水量以及计算区域水资源两方面可以得到控制，需对5 条河流进行严格且完整的控制是该市的目标。其他2 条河流需要根据目前的社会发展情况而加以控制[2]。

4 防汛测报的需求情况

在日照市，流域面积在100 km2以内的河流中共有46 条，其中，26 条河流是有防汛测报方面的需求。而在有这些需求的河流中，只有4 条河流的满足率超过90%，占15.4%；满足率在70%以上的河流仅有10 条，占38.4%；尚未开展防汛测报的河流有16 条，占61.5%。今后调整的任务是提高报汛站网密度，增强报汛的时效性。

5 水文测报方式的相关评价

将断面作为统计单位，针对日照市内有设立水文站的相关信息进行统计，这一行为主要是满足SL 34—2013《水文站网规划技术导则》的规定。在已经做了流量信息采集断面的数据中，缆道全部数量为5 个，占比总数24 个的20.8%。人工桥侧方面一共有13 个，数量为总数的54.2%。而在水工建筑物的数据统计中，一共有3 个，为总数的12.5%。从这些数据中可以得到，目前该市的水文测报信息自动化方面做得远远不够，大部分是由人工采集完成，这些与洪水数据采集的准确性、时效性以及是否及时方面有较大的差距。由此可以看出，在传输和处理以及在采集信息方面还有很大的进步空间。加快处理这些工作的效率，对于流域区域防汛方面的工作有关键影响，如果国家重要站点有报汛任务，应提前完成测报自动化。

6 水利工程对水文站网的影响评价

由于水利工程在近几十年发展迅速，这对水文站的工作产生了巨大的影响，比如，改变了测验条件以及影响对上下游水沙情势的判断，失去了代表性，增加了计算分析水资源、预报水文以及测验水文工作的难度。受这些因素的影响，很多站面要撤退，大大影响了水站网的作用。在现有的所有测流断面中，有62.5%的站点受到了极大的影响。通过深入调查得知，水利工程对水文站的不良影响主要表现在以下3 个方面：

1）由于水利工程大部分设在水文站的上游，该因素对水文情况的影响很大，破坏了水沙的天然变化规律，导致已有水文资料不可用，其他的相关数据的统计不够全面。

2）由于水利工程大部分修建在测流断面的下游，回水会对测流断面起到非常大的影响，使测验的相关工作难以展开，所采集到的相关信息没有代表性。

3）水利工程设立在水文测验河段的上方，使水文站无法发挥作用，从而需要撤离。

7 改善流域站网现状的建议

1）对水文站网方面的空白需要进行快速有效的填补。在洪水突发的情况下，为了能够正常提供服务，应对暴雨易发的区域水文站密度进行优化。

2）发现市界断面方面出现问题时，要及时完善相关的测站功能，以满足当今社会以及经济的发展。

3）引进先进的监测设备，可以采购电波流速仪、无人机雷达测流等新设备，以提升站网在水资源管理、流域防汛方面的能力，对以后的工作开展具有关键作用。

4）要对河流水沙有影响的相关情况进行实时探索和分析，通过新技术，使站网中的相关资料在水利工程建设前后都能保持连续性和代表性，为相关工作提供参考。

8 结语

综上所述，随着我国经济、社会、资源、人口环境的变化，以及经济结构战略性调整的需要，水文信息的需求量越来越大、范围越来越广。因此，水文行业应进一步拓展业务范围，由传统的“测算整报”向防汛、水资源管理、水土保持、水质监测等多方面拓展。本文提出了加强日照市站网建设、加强区域、市界测站控制、加快水文测报设备更新改造、加大受水工程影响河流水沙关系研究力度等建议。未来，日照市水文站网的总体布局既要适应流域治理、开发、管理、社会发展的要求，又要对现有的水文站网进行技术调整，强化功能。