关于陇南水文站网建设问题的讨论

关于陇南水文站网建设问题的讨论

从兰州出发在陇南转了一大圈，可说是收获颇丰。是游山玩水吗？非也，我们收获的是落实了一处处的水文站网规划站点的建站断面，收获的是对水文地理的亲身踏勘，当然最终是为了认识和认知甘肃水文的真谛。

1.站网规划导则中提到的宗旨

水文站网规划和建设是建立在科学理念的基础上，以最经济的原则，建设水文站网，搜集所需的水文资料（信息），以求通过水文计算的途径，获取能满足任何流域、地点（河段）的水文设计数据，以及完成实时水文预报的要求。我们最主要的三大任务：洪、枯水的研究及其预报，洪水设计计算途径，水资源（地表水、地下水）的数量，质量的评价及其多方面的研究。这里想重点说的就是洪水计算的问题。站网规划导则中重点突出的问题就是如何解决洪水计算问题。同时也都是为了探求产流、汇流理论和水沙运动规律。布设怎样的站网，包括大河站（线的原则）、中河站（区域代表站）、小河站（站群原则）和配套雨量站；用什么样的方法（各种水文计算方向），把这些资料综合利用起来，解决大中小河流域任意断面位置的设计洪水，以满足工程设计和防洪规划的要求。站网导则中提出的基本途径是由暴雨推算洪水。不管是用过去的单位线法（瞬时单位线）还是现时的流域模型法（如新安江模型），都是走由暴雨——模型——设计洪水这条路。这一套办法经过多年的研究实践，在全国大部分地区是行得通的，特别是湿润地区为然。因此这一套方法就成为站网规划的核心思想，也是我们站网建设的基本依据。陇南地区大部属于湿润山区，所以用这套布站思想是可行的，也就是说，只要有合理的布站数量及良好的设站流域代表性和控制性，所取得水文资料（包括配套雨量资料），就可以通过模型计算，而取得所要求之设计数据了。所谓控制性主要对于大中河流而言，代表性则是要求小流域。区域代表站中也有不少是中等面积的，如面积为500km²～1500km²的流域，也应当要求它有一定的流域代表性，实质主要指其一致性。我们过去设的一些站，有的代表性就不好，比如耤河天水站，它的区域位置的代表性较好，但是流域的产、汇流条件（主要指流域下垫面地质、植被等）差别就大，流域明显地可分为上下两部分，其上段为石山林区，是主要的径流产出区，其洪水低而胖；下段则为黄土丘陵沟壑区，其洪水高而瘦，而产流较少。这样就为资料的应用增加了难度。

2.陇南地区的水文分区问题

水文分区是水文站网规划布站的基础，水文分区的核心原则是流域的水平衡理念，而影响水平衡变化或差异的基本因素主要为流域下垫面的条件，简单地说就是地形地质和植被三项，地形分为高山、中山、低山丘陵、高原、平原；地质（岩性）分为石山、土山、土石混合三型；植被分为：森林、草原、裸露等主要三大类。

根据这些条件结合这次全流域的踏勘，参照地形图并参考天水专区地理分区，可将陇南地区划分为以下水文分区：

①陇南黄土丘陵山地区，主要为西汉水流域上游一带，不包括其支流上游山区，下界位于顺利峡和西和县以上。此区属于黄土高原跨越秦岭的一个口袋形地区，降水量较周围偏少，黄土广布，是嘉陵江上游的主要水土流失地区之一。

②小陇山石山森林区：包括西秦岭以南，娘娘坝以东，徽成盆地以北的大片地区，以石山山地和高被覆的森林为主要景观。

③徽成丘陵盆地，介于南北支秦岭山地之间，以低山丘陵平原的为主体，植被基本良好。

④西秦岭石山林区，包括礼县西部、南部地区，以高山森林景观为主，是西汉水上游重要的产水区。

⑤嘉陵江、白龙江下段高山峡谷林区，包括徽县、康县武都东部、文县等地区。为甘肃最大暴雨常发生带，河流洪水大，年径流大，泥沙少，是著名的康南林区所在地。

⑥武都北部土石混合丘陵山地，此区位于白龙江北岸，武都县北部，宕昌县东部地区，下垫面以黄土覆盖、土石混合及碎屑岩山地为主，年降水较周围高山地区少，植被差，水土流失严重，泥石流发育，是嘉陵江上游地区主要的水土流失区之一。

3.站网布设

各水文分区现有水文站及规划站列表如下：

从表中，可以认知以下问题：

①站网密度：本文所涉范围面积约3.0万km²,平均每站控制面积1670km²，低于世界气象组织300km²～1000km²/站的要求，若将规划加入计算，站网密度为1200km²/站。

②各区水文站的代表性和控制性，从表中可知，中小面积站少，因此所谓控制性和代表性都是不够的。比如陇南黄土丘陵山区只有二三个点子，小陇山石山林区小面积站也太少，嘉陵江下段高山峡谷林区大部为干流站，具有小面积的代表站太少；武都北部土石混合丘陵山地只有马街一站，很难控制全区。

③在今后的站网建设中，应克服轻视小面积的观点，因此在本讨论中应再适当增加一些小面积站，提议：西汉水上游设红河和燕子河（礼县）；小陇山林区增加李子园（永宁河上游）；徽成盆地吊坝（伏镇河上游）；白龙江北岸两水（角弓河）；撤销尚德，增设白马峪河小面积站，共计6处。

总计陇南设站数（不包白龙江上游）为30处，站网密度达到1000km²/站，接近世界站网密度要求的下限。

4.关于站网建设的途径

①设站要求

设站的目的是取得规划水文点的观测数据，作为水文站（过去也叫流量站）最主要的任务就是获得河道的流量资料（平水及洪水全过程），其他观测项目根据需要安排，如多沙地区兼测泥沙等。流量如何获得，不是一次次很费力的用仪器测得，而是通过建立流量与水位的关系，由水位即可推算得流量，亦即只要用简单地看水位的办法而得到流量。这就是水文之为科学的第一步。

因此建站的核心要求就是要选择具有良好的水位流量关系的河道断面。大部分是利用天然断面，有条件可以利用建筑物，甚至是人工断面。而生活条件应是第二位的，否则难以取得高质量的水文资料。

②建站

过去设站基本上是这样做的，许多站深居山沟，距村庄远，生活条件困难。从上世纪九十年代开始，水利部水文局倡导搞站队结合的办法，亦即一部分站特别是断面非常好的站，搞巡测、间测的办法。这种办法的含义是什么？不是把站撤了，只巡测几次流量。如果这样做，不看水位，等于就是把站撤了！现在，进入二十一世纪，我们的目标应当是实现水文现代化，与世界接轨。世界上大多国家水文站是无人值守的，一般只是一台长记遥控水位计而已，但是其断面控制是非常好的（好多是人工断面），即有稳定的H—Q关系。每年只对H—Q关系进行检验（实测流量6～10次），因此所谓巡测，就是检验H—Q关系。

我们现在应当做的也就是向这个方向努力，上个十年水文规划不就是重点提的这个途径吗？

③办法：引进长记水位计，最好是压力传感式水位计（比较安全），选测验断面必须是控制性最好的，不怕无人烟。编制长规勘测队（和现在的机构名称名副其实），负责各站的巡测、检查任务，每个小队负责1片站。这样既保证完成站网测验任务，一定是高质量的；又有利于人员生活、学习和技术业务的提高。勘测队又应成为研究队，承担面上或区域水文研究任务。水文站上就不需要盖房子，这样也可以节约一大批经费。

④上面规划和设想增加一大批水文站，任务如何完成，只能采取上面所提出的办法，搞无人值守站，投资少见效快。什么是水文现代化，就是现在常说的信息采集系统自动化、遥测化，当然还要加上计算机。培养和倡导人才为尚的政策，是完成和做好事业的关键。