延邊州水文站網(wǎng)布局分析與對策研究

余鳳 趙春子　朱衛(wèi)紅

摘要結(jié)合吉林省水文水資源局延邊分局1956～2010年徑流數(shù)據(jù)和最新水文站網(wǎng)資料，對現(xiàn)有各類水文站網(wǎng)的分布情況和存在問題進(jìn)行分析，結(jié)果表明：延邊州在開山屯站和河?xùn)|站、河?xùn)|站和圈河站之間應(yīng)補(bǔ)充相應(yīng)的大河控制站，在空白區(qū)域內(nèi)補(bǔ)充區(qū)域代表站，結(jié)合水資源分區(qū)特征增設(shè)雨量站，并依托現(xiàn)有水文站增加蒸發(fā)觀測項(xiàng)目，由此滿足流域內(nèi)的防洪抗旱、水生態(tài)與環(huán)境保護(hù)等方面的需求。

關(guān)鍵詞水文站網(wǎng)；站網(wǎng)密度；防洪抗旱；水資源；延邊州

中圖分類號S181.3；P337文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2014）28-09891-03

Research on the Analysis and Countermeasures of the Layout of Hydrological Station Network in Yanbian State

YU Feng1， ZHAO Chunzi1*， ZHU Weihong1，2 （1. Geography Department， Science College of Yanbian University， Yanji， Jilin 133000； 2. Changbai Mountain Key Laboratory of Biological Resources and Functional Molecules of Ministry of Education， Yanji， Jilin 133000）

Abstract Coupled with runoff data of Yanbian Branch of Hydrology and Water Resources Bureau in Jilin from 1956 to 2010 and the latest information derived from the website of hydrologic station， the distribution and existing problems of the networks of various hydrologic station were analyzed. The results showed that the corresponding large river control station should be supplemented among Kaishantun Station， Hedong Station and Quanhe Station， territorial representative stations should be build in blank area and increase the amount of precipitation station with partitioning features of water resource as well as the project for evaporation observation based on existing hydrologic station in Yanbian region， so as to meet the need of flood control and drought relief within basin， water ecology， environmental protection， etc.

Key words Hydrologic station network； Density of station network； Flood control and drought； Water resources； Yanbian State

水文站網(wǎng)是水文測站在地理上按照一定的原則布設(shè)的水文監(jiān)測資料收集系統(tǒng)。在水文信息資料的收集、流域規(guī)劃、防汛測報(bào)、水資源開發(fā)利用、水利工程興建、運(yùn)行與管理方面都有著舉足輕重的作用[1]。水文站網(wǎng)的布設(shè)和建設(shè)不僅影響水文資料的可靠程度，對水文工作的開展，提高站網(wǎng)產(chǎn)出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益均有廣泛而深遠(yuǎn)的影響[2-5]。該研究使用了吉林省水文水資源局延邊分局1956～2010年徑流數(shù)據(jù)和最新水文站網(wǎng)資料，根據(jù)水利部水文司主編的《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則（SL34-92）》[6]（以下簡稱《導(dǎo)則》）中水文站網(wǎng)布設(shè)的密度要求，結(jié)合世界氣象組織（簡稱WMO）有關(guān)容許最稀站網(wǎng)的推薦意見，從站網(wǎng)密度角度對現(xiàn)有各類水文站網(wǎng)的分布情況和存在問題進(jìn)行分析，并提出建議，以期能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的新形勢，滿足區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展防洪抗旱的需求。

1研究區(qū)域概況

延邊州位于吉林省東部，在41°59′47″～44°30′42″ N，127°27′43″～131°18′33″ E，屬于中溫帶濕潤和半濕潤氣候區(qū)。流域面積為42 700 km2，占吉林省總面積的22.8%。延邊州屬河源地區(qū)，水系發(fā)育，河流眾多，流域面積在20 km2以上的河流有470多條，分屬圖們江、松花江、綏芬河3個(gè)水系。全州地貌呈山地、丘陵、盆地3個(gè)梯度，周邊地帶多為山嶺，山地邊沿為丘陵，江河兩岸和山嶺之間多分布盆地。

2水文站網(wǎng)布局

至2010年底，延邊州水文站網(wǎng)布局中，設(shè)有水文站29站（大河控制站9站，區(qū)域代表站18站，小河站2站），雨量站98站，蒸發(fā)站7站，泥沙站9站，水質(zhì)站88站，地下水監(jiān)測站153站。延邊州水資源四級分區(qū)[7]可分為蓮花水庫以上、豐滿水庫以上、嘎呀河、琿春河、圖們江干流區(qū)間、布爾哈通河和羅子溝以上7個(gè)水資源四級區(qū)，延邊州水文站分布及水資源分區(qū)情況見圖1。

2.1站網(wǎng)分布現(xiàn)狀分析

2.1.1水文站。

從圖1中可以看出延邊州水文站主要集中在流域的中部和西部地區(qū)，且分布較均勻，東部琿春河和羅子溝以上分區(qū)水文站分布較稀疏。

延邊州水文站的現(xiàn)實(shí)密度為1 472 km2/站，符合WMO規(guī)定的溫帶、內(nèi)陸和熱帶的山區(qū)（濕潤山區(qū)）困難條件下暫時(shí)標(biāo)準(zhǔn)容許的最稀站網(wǎng)密度1 000～5 000 km2/站的要求，距《導(dǎo)則》中一般溫帶、內(nèi)陸和熱帶的山區(qū)（濕潤山區(qū)）最稀站網(wǎng)密度300～1 000 km2/站的規(guī)定還有一定差距。各水資源分區(qū)水文站網(wǎng)現(xiàn)實(shí)密度見表1。

如表1所示，在延邊州各水資源分區(qū)中，布爾哈通河和豐滿水庫以上兩個(gè)水資源分區(qū)水文站現(xiàn)實(shí)密度分別993 km2/站、978 km2/站，符合《導(dǎo)則》中一般溫帶、內(nèi)陸和熱帶的山區(qū)（濕潤山區(qū)）最稀站網(wǎng)密度300～1 000 km2/站的要求，其余分區(qū)水文站現(xiàn)實(shí)密度僅符合WMO規(guī)定的困難條件下暫時(shí)標(biāo)準(zhǔn)容許的最稀站網(wǎng)密度要求。其中，站網(wǎng)密度最小的水資源分區(qū)依次為琿春河、羅子溝以上、嘎呀河等。

2.1.1.1大河控制站。

大河控制站的密度是針對天然河道上流量站（通常稱作水文站）控制面積的大小及作用而言的。布設(shè)大河控制站的主要任務(wù)是為江河治理、防汛抗災(zāi)、大規(guī)模開展規(guī)劃及重大水利工程的興建系統(tǒng)的收集水文資料[1]。根據(jù)《導(dǎo)則》規(guī)定，控制面積達(dá)到3 000～5 000 km2以上的大

圖1延邊州水文站分布及水資源四級分區(qū)示意

河干流上的流量站，為大河控制站[6]。由表1可知，延邊州大河控制站共有9站，在各水資源分區(qū)中僅圖們江干流區(qū)間有4站，羅子溝以上分區(qū)因面積不足3 000 km2未設(shè)大河控

制站，其余水資源分區(qū)中均為1個(gè)。全州大河控制站現(xiàn)實(shí)密

度為4 744 km2/站，除圖們江干流區(qū)間、琿春河分區(qū)站網(wǎng)現(xiàn)實(shí)密度符合《導(dǎo)則》規(guī)定外，其余分區(qū)僅符合WMO規(guī)定的困難條件下的暫時(shí)標(biāo)準(zhǔn)每站面積為3 000～10 000 km2的要求。

按照直線原則布設(shè)，大河水文站的數(shù)目應(yīng)滿足任何兩相鄰測點(diǎn)之間，正常年徑流或相當(dāng)于防汛標(biāo)準(zhǔn)的洪峰流量遞變率為10%～15%，河流上游條件困難的地區(qū)遞變率可增大到100%～200%，以及在干流沿線的任何地點(diǎn)，以內(nèi)插的誤差不超過5%～10%的控制要求[8]估算布站數(shù)目的下限。以圖們江干流區(qū)間為例，該區(qū)間有南坪、開山屯、河?xùn)|、圈河4站大河控制站，各相鄰大河控制站之間的正常年徑流遞變率見表2。如表2所示，南坪站和開山屯站、開山屯站和河?xùn)|站、河?xùn)|站和圈河站之間正常年徑流量遞變率分別為35.3%、180.4%、50.2%，其中由于南坪站是圖們江干流區(qū)的上游段，地形條件復(fù)雜，其正常年徑流遞變率符合《導(dǎo)則》要求，而開山屯站和河?xùn)|站、河?xùn)|站和圈河站之間正常年徑流量遞變率均已超出規(guī)定范圍，因此，在開山屯站和河?xùn)|站、河?xùn)|站和圈河站之間應(yīng)補(bǔ)充相鄰流量站。

2.1.1.2區(qū)域代表站。

布設(shè)區(qū)域代表站的目的在于控制流量特征值的空間分布，區(qū)域代表站的集水面積在200～3 000 km2，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)區(qū)空白區(qū)一般不大于3 500～5 000 km2。如表2所示，延邊州現(xiàn)有區(qū)域代表站18站，站網(wǎng)密度為2 372 km2/站，琿春河和圖們江干流區(qū)間未設(shè)區(qū)域代表站，存在空白區(qū)，按照各區(qū)域代表站集水面積計(jì)算，空白區(qū)面積級分別為3 000～4 000 km2、500～1 000 km2和1 000～2 000 km2。其他區(qū)域代表站不存在空白區(qū)，但200～500 km2一個(gè)面積級存在站網(wǎng)空白區(qū)。根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和水文事業(yè)自身發(fā)展需求，需相應(yīng)地在以上空白區(qū)域增設(shè)一定數(shù)量的區(qū)域代表站。

2.1.1.3小河站。通過小河站網(wǎng)的布設(shè)，可以收集小面積暴雨洪水資料，探索小流域暴雨洪水產(chǎn)匯流參數(shù)的地理變化規(guī)律，建立不同地域水文數(shù)學(xué)模型。如表2所示，延邊州共有2個(gè)小河站，分別為豐滿水庫以上水資源分區(qū)的白頭山口站和大蒲柴河站，分屬于《導(dǎo)則》要求的濕潤區(qū)20～50 km2和100～200 km2兩個(gè)面積級，能夠滿足現(xiàn)有水文事業(yè)的需求。

2.1.2雨量站。如表3所示，延邊州雨量站共98站，密度為436 km2/站，距WMO規(guī)定的溫帶、內(nèi)陸和熱帶山區(qū)困難條件下容許最稀密度300 km2/站的要求差距較大。各水資源分區(qū)的雨量站站網(wǎng)密度均小于該要求，其中，布爾哈通河水資源分區(qū)差距最小，站網(wǎng)密度為326 km2/站，琿春河水資源分區(qū)差距最大，站網(wǎng)密度為793 km2/站，給水文服務(wù)工作帶來很大不便[9]，為避免暴雨洪水災(zāi)害的產(chǎn)生，根據(jù)《導(dǎo)則》要求，應(yīng)結(jié)合各水資源分區(qū)特征增設(shè)雨量站。

2.1.3蒸發(fā)站。

如表3所示，延邊州共有蒸發(fā)站7站，嘎呀河、琿春河、羅子溝以上未設(shè)蒸發(fā)站，蓮花水庫以上、豐滿水庫以上和圖們江干流區(qū)間水資源分區(qū)站網(wǎng)密度符合《導(dǎo)則》中2 500～5 000 km2/站的要求，布爾哈通河和延邊州蒸發(fā)站站網(wǎng)密度分別為6 847 km2/站和6 743 km2/站，僅滿足WMO規(guī)定的溫帶、內(nèi)陸和熱帶山區(qū)的容許最稀密度50 000 km2/站要求，需依托現(xiàn)有水文站增加蒸發(fā)觀測項(xiàng)目[10]。

2.1.4泥沙站。

延邊州共有泥沙站9站，站網(wǎng)密度為4 744 km2/站。按《導(dǎo)則》最稀站網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，一般地區(qū)泥沙站應(yīng)占全部水文站的比重為30%～60%，延邊州泥沙站占水文站的比重的31.03%，基本滿足技術(shù)要求。

2.2存在問題

目前，延邊州水文站網(wǎng)項(xiàng)目較齊全，主要功能發(fā)揮正常，基本能夠滿足流域內(nèi)的防洪抗旱、水生態(tài)與環(huán)境保護(hù)、水資源管理、水利工程運(yùn)行等方面的需求。但站網(wǎng)的發(fā)展速度與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需求還有一定的距離，主要體現(xiàn)在站網(wǎng)密度和整體功能滿足不了當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要。延邊州現(xiàn)有水文站網(wǎng)主要問題是數(shù)量不足，且分布不均衡，局部地方水情信息不足，滿足不了防洪抗旱的要求。主要表現(xiàn)為大河控制水文站密度不夠，部分分區(qū)僅符合WMO規(guī)定的困難條件下的暫時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，不能反映干流洪峰的變化 ，需要適當(dāng)加密；區(qū)域代表站中琿春河和圖們江干流區(qū)間存在空白區(qū)域，需增設(shè)代表站。各水資源分區(qū)的雨量站站網(wǎng)密度均小于WMO規(guī)定的溫帶、內(nèi)陸和熱帶山區(qū)困難條件下容許最稀密度300 km2/站的要求，差距較大，給現(xiàn)代水文工作帶來很大不便?，F(xiàn)有蒸發(fā)站存在空白區(qū)域，僅滿足《導(dǎo)則》和WMO容許最稀站網(wǎng)密度水平。因此，雨量站和蒸發(fā)站應(yīng)適當(dāng)增設(shè)部分站點(diǎn)或依托現(xiàn)有測站增加觀測項(xiàng)目。

3對策

水文站網(wǎng)是開展水文工作的基礎(chǔ)，其布設(shè)是否合理，密度是否得當(dāng)，直接影響到水文資料的可靠程度，對水文工作的開展有著廣泛而深遠(yuǎn)的影響[2]。因此，針對現(xiàn)有水文站網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃與建設(shè)是區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的保障。在今后的水文建設(shè)工作中，延邊朝鮮族自治州應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)有水文測站的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，更新水文設(shè)備，達(dá)到現(xiàn)代化水平，讓測站達(dá)到“拓寬服務(wù)領(lǐng)域，提高服務(wù)能力”的要求[11]。具體措施如下。

（1）穩(wěn)定現(xiàn)有水文站網(wǎng)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定現(xiàn)有站網(wǎng)，結(jié)合各水資源分區(qū)的地貌、水文和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，優(yōu)化站網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高監(jiān)測能力，解決現(xiàn)有測站能力不足的問題，完善水文站網(wǎng)布局。合理地增設(shè)水文站、雨量站和蒸發(fā)站，使“容許最稀站網(wǎng)”向“最優(yōu)站網(wǎng)”發(fā)展。

（2） 加大投資力度，進(jìn)行全面的站網(wǎng)規(guī)劃。水文是保證經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，應(yīng)理順投資體制，加大對水文事業(yè)的投資力度，保證站網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)滿足現(xiàn)階段和長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。規(guī)劃建設(shè)時(shí)以現(xiàn)有測站為基礎(chǔ)，兼顧無站控制的河流、行政區(qū)界、跨界河流、水資源重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域、洪水易發(fā)區(qū)等地點(diǎn)，以滿足水資源配置、水資源保護(hù)與水污染監(jiān)控，防洪抗旱、環(huán)境保護(hù)等方面的需要。

（3）合理規(guī)劃新設(shè)測站的數(shù)目和標(biāo)準(zhǔn)。利用現(xiàn)有資料深入分析水文規(guī)律，為水文站網(wǎng)的規(guī)劃及調(diào)整提供理論依據(jù)。對規(guī)劃的站點(diǎn)數(shù)目和位置是否符合規(guī)范要求，站網(wǎng)結(jié)構(gòu)的整體功能是否最強(qiáng)，大河控制站和區(qū)域代表站的代表性等方面均要進(jìn)行細(xì)致的分析和論證。新設(shè)測站應(yīng)按照《水文基礎(chǔ)設(shè)施及技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行配置，防洪能力和測洪能力要達(dá)標(biāo)，避免二次改造。

4結(jié)論與建議

結(jié)合吉林省水文水資源局延邊分局1956～2010年徑流數(shù)據(jù)和最新水文站網(wǎng)資料，根據(jù)水利部水文司主編的《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則（SL34-92）》和世界氣象組織容許最稀站網(wǎng)的推薦意見，對延邊州水文站網(wǎng)的分布和存在問題進(jìn)行了分析，結(jié)果表明小河站和泥沙站能夠滿足現(xiàn)有水文事業(yè)的需求。根據(jù)現(xiàn)有水文站網(wǎng)的布局分析，提出以下建議。

（1）在開山屯站和河?xùn)|站、河?xùn)|站和圈河站之間應(yīng)補(bǔ)充大河控制站，從而提高其控制面積的大小和作用；在200～500 km2、500～1 000 km2和1 000～2 000 km2、3 000～4 000 km2等面積級中應(yīng)增設(shè)一定數(shù)量的區(qū)域代表站，提高控制流量特征值的應(yīng)用價(jià)值。

（2）延邊州雨量站密度為436 km2/站，距WMO的要求差距較大。各水資源分區(qū)的雨量站站網(wǎng)密度均小于該要求，琿春河水資源分區(qū)差距最大，站網(wǎng)密度為793 km2/站，應(yīng)結(jié)合水資源分區(qū)特征增設(shè)雨量站，為延邊州觀測和預(yù)防暴雨洪水等災(zāi)害提供可靠的依據(jù)。

（3）嘎呀河、琿春河、羅子溝以上未設(shè)蒸發(fā)站，布爾哈通河和延邊州蒸發(fā)站站網(wǎng)密度僅滿足WMO的要求，需依托現(xiàn)有水文站增加蒸發(fā)觀測項(xiàng)目，從而提高對各水資源分區(qū)間水資源的合理調(diào)度。

參考文獻(xiàn)

[1]

胡道科.涪江流域水文站網(wǎng)布設(shè)研究[J] .四川水利，2008（3）：45-48.

[2] 段文超，周裕紅.水文站網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)中存在問題及對策初探[J].中國水利，2009（1）：36-134.

[3] 丁凱，賈傳偉， 丁吉龍.山東省水文站網(wǎng)現(xiàn)狀及調(diào)整分析[J].山東水利，2012（9）：21-31.

[4] 何慧.中國水文站網(wǎng)[J].水科學(xué)進(jìn)展，2010，21（4）：460-465.