張紹軍，劉根華，韓紅兵

（1.河北省廊坊水文水資源勘測(cè)局，065000，廊坊；2.河北省石家莊水文水資源勘測(cè)局，050051，石家莊）

目前，京津冀經(jīng)濟(jì)圈水資源短缺、干旱少雨、水環(huán)境惡化、汛期城市內(nèi)澇等問題嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。為此，河北省水文水資源勘測(cè)局2010年開始全面實(shí)施水文測(cè)區(qū)監(jiān)測(cè)，拓寬水文工作領(lǐng)域，為踐行“大水文”理念進(jìn)行有益嘗試。

一、水文測(cè)區(qū)的劃分及意義

1.水文測(cè)區(qū)的劃分

水文測(cè)區(qū)就是監(jiān)測(cè)水文要素（降水量，徑流量，土壤含水量，蒸發(fā)量，地下水埋深、開采量等）的陸地區(qū)域。水文測(cè)區(qū)按照防汛抗旱、水資源開發(fā)利用、評(píng)價(jià)功能和服務(wù)對(duì)象可分為行政測(cè)區(qū)、流域測(cè)區(qū)和城市測(cè)區(qū)。

行政測(cè)區(qū)是指按照現(xiàn)行行政區(qū)域劃分的測(cè)區(qū)，包括縣（市、區(qū)）級(jí)區(qū)域、市級(jí)（地級(jí)市）區(qū)域、省級(jí)區(qū)域。

流域測(cè)區(qū)可以是以一條河流形成的閉合區(qū)域，也可以是以一個(gè)水系形成的閉合區(qū)域，或者以一個(gè)流域形成的閉合區(qū)域。

城市測(cè)區(qū)是以城區(qū)形成的區(qū)域。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市面積不斷擴(kuò)大，城區(qū)下墊面環(huán)境也不斷改變。建筑密度和硬化面積不斷增加，使得不透水面積比重逐漸加大，城市“熱島效應(yīng)”越來越明顯，直接導(dǎo)致降雨產(chǎn)流量增大，匯流時(shí)間縮短，雨洪的響應(yīng)過程加速，加之排泄能力下降，極易造成城市內(nèi)澇。同時(shí)，大量人口涌入城市，使得城市人口過度集中，負(fù)載過重，需水量增長迅猛，水污染加劇，水危機(jī)發(fā)生概率增加，隨時(shí)威脅人民群眾的日常生活，影響城市發(fā)展。

2.水文測(cè)區(qū)劃分的意義

第一，通過劃分水文測(cè)區(qū)使得水文站網(wǎng)布局更加合理，設(shè)站目的性更強(qiáng)，并且避免站網(wǎng)重復(fù)建設(shè)。

第二，在水資源開發(fā)利用、規(guī)劃配置、節(jié)約保護(hù)中，為全面實(shí)現(xiàn)以供定需的區(qū)域用水總量控制，全面實(shí)現(xiàn)定額管理的用水效率控制，全面實(shí)現(xiàn)入河湖排污總量管理和水功能區(qū)納污總量控制提供技術(shù)支持。

第三，更有針對(duì)性地為地方政府在經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中合理開發(fā)利用水資源提供全面服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

第四，填補(bǔ)了中小河流域缺乏水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的空白，并對(duì)中小河流域管理、水資源開發(fā)利用、預(yù)防局部性暴雨洪水災(zāi)害等提供了技術(shù)支持。

二、水文測(cè)區(qū)監(jiān)測(cè)模式

站隊(duì)結(jié)合與水文巡測(cè)是水文測(cè)驗(yàn)發(fā)展的重要方式，是逐步擺脫固守?cái)嗝骊惻f模式，向“有人管理，無人值守”模式發(fā)展、實(shí)施動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的水文生產(chǎn)方式改革的重要舉措。

通過實(shí)施站隊(duì)結(jié)合與水文巡測(cè)，可以充分利用現(xiàn)有的人力物力，擴(kuò)大水文測(cè)驗(yàn)領(lǐng)域，提高水文工作效率及快速反應(yīng)能力。

1.巡測(cè)基地建設(shè)

根據(jù)河北具體情況，因地制宜，選擇交通便利、對(duì)外輻射面廣、生活環(huán)境良好的城鎮(zhèn)水文測(cè)站作為中心水文站，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)、改造，既要避免基地設(shè)置過于集中，又要防止過于分散，以半徑30～50 km范圍建一處巡測(cè)基地為宜。這樣既滿足巡測(cè)區(qū)域水文測(cè)驗(yàn)的工作需要，又能減少巡測(cè)基地建設(shè)投資，避免重復(fù)建設(shè)。

2.巡測(cè)隊(duì)伍建設(shè)

巡測(cè)隊(duì)伍精干、反應(yīng)迅速、機(jī)動(dòng)靈活、應(yīng)變力強(qiáng)是做好水文監(jiān)測(cè)工作的重要保證。根據(jù)測(cè)區(qū)測(cè)驗(yàn)工作量，設(shè)置多個(gè)巡測(cè)小組，每個(gè)巡測(cè)小組3人，配置一輛小型巡測(cè)車。巡測(cè)人員的組成以現(xiàn)有基層測(cè)站人員為主，把業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、技術(shù)水平高、一專多能（既有水文專業(yè)知識(shí)，又掌握電子信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)及機(jī)動(dòng)車駕駛技術(shù)）的復(fù)合型人才，充實(shí)到巡測(cè)隊(duì)伍中，提升巡測(cè)隊(duì)伍的整體素質(zhì)。

3.站網(wǎng)建設(shè)

實(shí)施對(duì)大氣降水、地表水、土壤水和地下水全方位立體監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵是站網(wǎng)建設(shè)。合理布設(shè)站網(wǎng)，優(yōu)化站網(wǎng)結(jié)構(gòu)，力求在適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的投入條件下，使站網(wǎng)整體功能最優(yōu)化。

（1）雨量監(jiān)測(cè)站

根據(jù)多年降雨分布規(guī)律，在原有站點(diǎn)的基礎(chǔ)上增設(shè)測(cè)區(qū)邊界處、城市區(qū)域、山前迎風(fēng)區(qū)及暴雨多發(fā)地帶的雨量觀測(cè)點(diǎn)，使得面上雨量站網(wǎng)分布更加合理，能夠更好控制面上降水量。平原區(qū)雨量站網(wǎng)密度應(yīng)達(dá)到站/50km2，丘陵山區(qū)雨量站網(wǎng)密度達(dá)到站/100km2以上。

城市測(cè)區(qū)極易發(fā)生局部強(qiáng)降雨，因此雨量站網(wǎng)布設(shè)密度甚為關(guān)鍵。城市測(cè)區(qū)雨量站網(wǎng)密度取決于市政基礎(chǔ)設(shè)施參數(shù)中設(shè)計(jì)高程的容許誤差dH。假定單元面積雨量計(jì)算的容許誤差為dR，總集水面積為S，則每個(gè)雨量站代表性區(qū)域面積為：dS＝dR×S/dH。由此可得，城區(qū)面積是50 km2的，站網(wǎng)布設(shè)密度為站/10km2；城區(qū)面積為100 km2，站網(wǎng)布設(shè)密度為站/15 km2；城區(qū)面積為200km2，站網(wǎng)布設(shè)密度為站/20 km2。依照城市市區(qū)規(guī)模的大小及所處地理環(huán)境增設(shè)站網(wǎng)，最大限度地滿足城市防洪減災(zāi)、雨洪利用和城市發(fā)展規(guī)劃需要。

雨量數(shù)據(jù)采集使用感量為0.2 mm的遙測(cè)翻斗雨量計(jì)，建立與雷達(dá)測(cè)雨數(shù)據(jù)融合的模型，提高測(cè)驗(yàn)精度，及時(shí)準(zhǔn)確反映降雨時(shí)空分布信息。

（2）蒸發(fā)監(jiān)測(cè)站

同區(qū)域蒸發(fā)量梯度變化較小，水面蒸發(fā)站代表性好，可在縣（市、區(qū)）級(jí)測(cè)區(qū)設(shè)一處蒸發(fā)站點(diǎn)，就能滿足本區(qū)域水量平衡的分析計(jì)算。

（3）流量監(jiān)測(cè)站

按照線的原則，在河系所屬縣（市、區(qū)）級(jí)測(cè)區(qū)的入境出境、支流匯入口、引水渠出入口、地表水供水水源地、水功能區(qū)、污水排入口、城市瀝水排入口等處設(shè)置地表水水量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)施全方位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。站點(diǎn)盡可能選在交通便利、通信順暢、易于觀測(cè)的公路橋、閘壩等處，方便應(yīng)用巡測(cè)車測(cè)驗(yàn)，同時(shí)在流量測(cè)驗(yàn)斷面處設(shè)置遙測(cè)水位觀測(cè)計(jì)，實(shí)時(shí)記錄水位。

通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨徑流數(shù)據(jù)，進(jìn)行降雨徑流變化成因分析計(jì)算，為水資源規(guī)劃管理、開發(fā)利用和防汛抗旱提出管理建議。

在重點(diǎn)河流測(cè)流斷面設(shè)置固定式ADCP測(cè)流儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流量，在一般河流的測(cè)流斷面采用走航式ADCP測(cè)流儀進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)。在枯水期及流量較小的河道，采取涉水流速儀法和小浮標(biāo)法測(cè)流。對(duì)于閘壩站及時(shí)分析計(jì)算水位流量關(guān)系，率定出流曲線，以減少測(cè)流次數(shù)。

對(duì)于中小河流，將測(cè)流斷面處的河段進(jìn)行整治，盡可能使水位流量關(guān)系呈單值化，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位推求流量過程。

（4）水環(huán)境監(jiān)測(cè)站

水環(huán)境監(jiān)測(cè)包括地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)、地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)及大氣降水環(huán)境監(jiān)測(cè)。通過對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)能夠準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地反映出水系或流域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為測(cè)區(qū)水環(huán)境管理、水污染源控制、水環(huán)境發(fā)展與規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)。運(yùn)用物理、化學(xué)和生物技術(shù)手段，對(duì)水環(huán)境中的污染物及其有關(guān)的組成成分進(jìn)行定性、定量和系統(tǒng)綜合分析，探索研究水環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律。水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)包括采樣技術(shù)、測(cè)試技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。每月常規(guī)監(jiān)測(cè)1～2次，出現(xiàn)異常污染時(shí)適當(dāng)加測(cè)。

①地表水監(jiān)測(cè)站。按照線的原則，在河系所屬縣（市、區(qū)）級(jí)測(cè)區(qū)的入境出境、地表水供水水源地、水功能區(qū)、污水排入口等處設(shè)置地表水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)施實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在重要地表水供水水源地和主要河流建設(shè)自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，把水生態(tài)與水環(huán)境保護(hù)工作提高到一個(gè)嶄新水平。

②地下水監(jiān)測(cè)站。按照縣（市、區(qū)）級(jí)測(cè)區(qū)水文地質(zhì)條件，淺層水布設(shè)3～5眼井，深層水2～3眼井，重點(diǎn)布設(shè)在地下水水源地、超采區(qū)和地下水污染區(qū)。

③大氣降水監(jiān)測(cè)站。在市級(jí)測(cè)區(qū)布設(shè)1～3處大氣降水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，主要設(shè)在重點(diǎn)城市市區(qū)和大氣污染嚴(yán)重的工礦企業(yè)區(qū)，監(jiān)測(cè)大氣降水質(zhì)量，分析大氣污染造成的影響（如酸雨等）。

（5）旱情監(jiān)測(cè)站

旱情監(jiān)測(cè)主要是對(duì)農(nóng)田土壤含水量的觀測(cè)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)田間土壤含水量的變化過程，及時(shí)掌握農(nóng)作物土壤墑情，以確定農(nóng)作物的灌水時(shí)間及灌水定額，達(dá)到節(jié)約用水、增產(chǎn)增收的目的。

在每個(gè)縣（市、區(qū)）級(jí)測(cè)區(qū)，設(shè)置1～3處旱情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，監(jiān)測(cè)范圍主要為地下 50 cm以內(nèi) （10 cm、20 cm、50 cm土層）的土壤含水量分布情況。

土壤含水量的測(cè)定可使用傳統(tǒng)人工現(xiàn)場(chǎng)取樣的烘干法和技術(shù)先進(jìn)的時(shí)域反射法。應(yīng)用烘干法測(cè)取的土壤含水量為質(zhì)量含水量ω（%），應(yīng)用時(shí)域反射法測(cè)取的土壤含水量為容積含水量 θ（%）。

人工土壤含水量的監(jiān)測(cè)在作物生長期（解凍期）每5～10日取樣一次，在旱情嚴(yán)重期及降雨期間適當(dāng)加測(cè)。

（6）地下水監(jiān)測(cè)站

①地下水埋深監(jiān)測(cè)。地下水埋深觀測(cè)井網(wǎng)的布設(shè)，根據(jù)地下水的分布、埋藏、補(bǔ)給、徑流和排泄條件，水質(zhì)和水量及其形成的水文地質(zhì)條件，參照地下水埋深梯度，在平面上，點(diǎn)、面、線相結(jié)合；在鉛垂方向上，形成不同層次的立體觀測(cè)網(wǎng)格。在平原區(qū)監(jiān)測(cè)淺層地下水埋深的站網(wǎng)密度為眼/30 km2，監(jiān)測(cè)深層地下水埋深的站網(wǎng)密度為眼/100 km2；在山丘區(qū)監(jiān)測(cè)淺層地下水埋深的站網(wǎng)密度為眼/100 km2，監(jiān)測(cè)深層地下水埋深的站網(wǎng)密度為眼/200km2；并在水源地、地下水漏斗區(qū)中心設(shè)置觀測(cè)井。

②地下水開采量監(jiān)測(cè)。在縣（市、區(qū)）級(jí)測(cè)區(qū)選有代表性的1～3個(gè)村，對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉、生活及養(yǎng)殖用水量進(jìn)行觀測(cè)，分析出全年不同農(nóng)作物的灌水次數(shù)和灌水定額、平均年用水量，通過監(jiān)測(cè)數(shù)值，根據(jù)本測(cè)區(qū)內(nèi)不同農(nóng)作物土地?cái)?shù)量、人口總數(shù)、畜禽總數(shù)計(jì)算出本測(cè)區(qū)全年農(nóng)村地下水開采總量。通過供水公司的供水量得出本測(cè)區(qū)城鎮(zhèn)居民生活、市政用水、工業(yè)用水等全年城鎮(zhèn)地下水開采量。

4.監(jiān)測(cè)設(shè)備

隨著水文科技進(jìn)步，水文測(cè)驗(yàn)已從傳統(tǒng)的人工操作設(shè)備向現(xiàn)代化自測(cè)報(bào)技術(shù)發(fā)展?，F(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相關(guān)的專業(yè)軟件和通信網(wǎng)絡(luò)組成的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已在雨量、水位、流量、地下水埋深、水質(zhì)等觀測(cè)項(xiàng)目上得到應(yīng)用。如基于GPRS/GSM技術(shù)的水位、雨量遙測(cè)系統(tǒng)，采用移動(dòng)公網(wǎng)傳遞水雨情信息。水質(zhì)、流量專用巡測(cè)車的投入使用，使面上的水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。GPS全球定位系統(tǒng)、數(shù)字測(cè)深儀、多普勒測(cè)流設(shè)備ADCP、翻斗雨量計(jì)、浮子式水位計(jì)等先進(jìn)設(shè)備極大地提高了水文實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。

三、結(jié) 語

面對(duì)新形勢(shì)，水文工作要積極適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，緊緊圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，圍繞實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的要求，不斷完善水文監(jiān)測(cè)體系，切實(shí)提高應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力，大幅度提升水情信息采集自動(dòng)化水平，逐步提高洪水預(yù)報(bào)精度，不斷加強(qiáng)山洪災(zāi)害和干旱監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，進(jìn)一步拓展服務(wù)功能和領(lǐng)域，努力提高水文現(xiàn)代化水平和服務(wù)能力。

[1]張建云，章樹安，陳松生，等.水文現(xiàn)代化建設(shè)指導(dǎo)意見[J].水文，2006（1）.