3.3 漳卫南运河水文站网分析评价
3.3.1 站网功能评价
漳卫南运河水系共有水文测站156处,其中雨量站80处,水文站76处(河道站29处,水库、洼淀32处,水位站8处,闸坝站7处)。漳卫南局管辖3个国家基本水文站、2个国家基本水位站和7个专用水文测站,已建立起相应的水文资料收集管理体系。水文测站基本功能为:①反映区域水文特性;②水资源调查评价;③水文情报预报;④流域规划与设计;⑤为工程管理服务。
漳卫南运河水系已建成布局比较合理、项目比较齐全的水文站网,具有较强的水文测验能力和报汛能力,在历年的防汛抗旱、水工程设计与运行调度,以及水资源管理工作中都发挥了巨大的作用。
3.3.2 站网密度及分析
依据世界气象组织(WMO)有关容许最稀站网密度的推荐,详见表3.3,以及《水文站网规划技术导则》有关意见,评价一个地区的水文站网基本应达到的下限密度。漳卫南运河共有雨量站80个、水文站76个,雨量站密度469.8km2/座,水文站密度494.5km2/座,雨量站密度和水文站密度高于全国平均水平,基本符合WMO推荐的最稀站网密度要求。
根据WMO 1977年出版的123个国家和地区的资料统计(有些国家尚包括专用站在内),水文站平均为4个/万km2,其中德国、瑞士与荷兰等国家为50个/万km2以上。我国水文站网密度为每万平方公里3.5个,远低于世界气象组织建议的许可最稀站网密度标准和一百多个国家的平均水平,与发达国家相比差距更大,如美国为每万平方公里17.6个,英国为每万平方公里53.5个,日本为每万平方公里93.8个,发展中国家泰国每万平方公里也达12.7个。
表3.3 世界气象组织推荐的主要水文站类的站网容许最稀密度表
3.3.3 漳卫南运河水文工作的特点与任务
漳卫南运河位于北温带半湿润地区,大陆季风气候特征明显,流域内经济发达,人口稠密,“水少、水脏、水多”等水问题十分突出,洪水、干旱和水污染危机并存,对作为重要的基础支撑和保障的水文工作提出了很高的要求。
3.3.3.1 防洪任务重,水文情报预报工作要求高
漳卫南运河发源于太行山迎风山区,源短流急,降雨集中,河道调蓄能力小,汛期平均径流量占年径流总量的70%~80%,全年水量几乎都集中在汛期或汛期的几场暴雨期间,洪水威胁严重。历史上漳卫南运河流域洪水灾害频繁,1368—1948年(明代至民国时期)的580年间,共发生重大洪灾20次,平均29年一次,间隔时间最长为68年、最短为4年。其中明代1368—1643年发生7次,清代1644—1911年发生10次,民国时期1912—1948年发生3次。新中国成立后1956年、1963年、1982年、1996年先后发生大洪水。
漳河洪水暴涨暴落,岳城水库以下为游荡性河道,善淤善徙;卫河支流分散,山区洪水难以控制。漳河、卫河较大洪水漫淹卫河沿岸坡洼、平原及两河间三角区,左岸决口可直逼黑龙港流域,威胁邯郸、邢台、衡水、沧州及天津市安全;右岸决口泛滥于徒骇、马颊河流域,威胁安阳、濮阳、聊城等城市及京广、津浦铁路安全,防洪任务艰巨,水文测报任务重,水文预报精度要求高。
3.3.3.2 水资源管理与保护要求高
漳卫南运河属于严重的资源型缺水地区。漳卫南运河秤钩湾以上多年平均水资源总量为45.54亿m3,人均水资源量为290m3,相当于全国平均水平2200m3的1/8,亩均水资源量为230m3,相当于全国平均水平1900m3的1/9。同时,由于位于华北大陆,季风气候特征明显,全年降水80%以上集中于6-9月的汛期,洪水暴涨暴落,加大了地表水资源的开发困难。目前水资源开发利用率达88%,水资源利用消耗率为70%,水资源供需矛盾突出,水资源配置、规划、调度和开发管理任务艰巨,水文测验任务重。
在水资源极度匮乏的条件下,绝大部分河道又受到不同程度的污染,全河80%以上河段遭到污染,中下游地区除岳城水库水质符合水体功能外,其他河段均为劣Ⅴ类水质,主要超标污染物COD最大超标倍数达102倍,河流水生态严重恶化,严重危害了流域经济社会的可持续发展,形成了严重水生态危机,水资源保护任务重,水文水质监测任务十分艰巨。
3.3.3.3 水工程建设等人类活动对水文测验影响大
中华人民共和国成立以后,漳卫南运河水系已建成岳城、盘石头、漳泽、后湾、关河、小南海等大、中、小型水库270余座,总库容38.3亿m3;修建控制性枢纽、水闸25座;开辟整治蓄滞洪区10处;加之引黄调水和上千座引提水工程,人类活动对流域水文循环造成了巨大影响。加强水系水文测验和预测预报,研究人类活动影响下的流域水文变化规律,预测水资源变化发展趋势,支持经济社会的可持续发展,是水文工作面临的又一重要任务。
3.3.3.4 建立水文资料共享平台和共享机制任务重
漳卫南运河流经山西、河南、河北、山东四省和天津市。水文测站实行流域管理和区域管理相结合的管理体制。目前水文资料共享和交换仅局限于防洪管理的需要,时间限于汛期,而且缺少共享技术平台,各单位技术水平、技术标准不统一,共享机制不够健全,严重制约水文资料的共享和交流,制约水文社会效益的发挥。
水文工作是国民经济建设和社会发展的一项重要基础性公益事业,在防汛抗旱,水资源管理和保护,生态环境建设,水利工程规划、设计、运行管理以及交通、航运、旅游等国民经济建设和社会发展事业中发挥了重要的作用。漳卫南运河是海河流域南系的主要河道,其水文工作在流域水文工作中占据重要地位。漳卫南运河水文工作的特点决定漳卫南局的水文监测、水资源管理、水文情报预报、水文信息资料共享的能力和水平要相对得高。2012年,国家提出实施最严格的水资源管理制度。漳卫南运河的水资源匮乏、水生态恶化形势严峻,洪涝灾害的威胁仍然存在,这些都对水文工作提出了更高的要求。因此,从大水文发展战略高度出发,实现“漳卫南运河科学发展五大支撑系统”建设目标,亟须补充、优化水文站网体系,完善现有站网功能,加强水文自动测报系统建设,全面提升漳卫南运河水文信息采集、处理和传输的水平,建立水文信息共享基础平台,提高流域水文预报预测预警水平,为流域经济和社会发展提供快捷、准确、可靠的基础支撑和决策依据。
3.3.4 站网需求分析
20世纪90年代后,随着我国水资源缺乏矛盾加剧和水污染形势的恶化,水资源管理、水量调配、水环境保护、生态环境修复与评价等问题引起社会广泛关注和重视,我国治水思路也从传统水利向资源水利、可持续发展水利、民生水利转变,为水资源的开发、利用、配置、节约、保护服务成了水文工作的主题。面对新时期的水资源配置、水资源保护和水生态修复等方面的要求,以防汛和水工程运行管理为主要目标设立的水文站网已不能满足“大水文”发展对水文服务的需要。
3.3.4.1 站网站点不足
(1)卫河左岸较大支流汤河、安阳河入卫口,主要排水河道王庄沟、东风排渠入卫口;右岸主要排水河道浚内沟、杏园沟、硝河、沙河入卫口,均没有控制的水文测站,不能准确掌握卫河主要支流洪水和洪水来源,难以满足漳卫河防洪调度,以及雨洪资源精细化管理的需要。
(2)卫河较大洪水漫淹卫河沿岸坡洼、平原,各蓄洪区均无控制工程,采取自然进洪或扒口分洪、扒口退水方式,无法对分洪、退水流量进行准确监测和控制。
(3)漳卫南运河水系取水口门众多,目前重要取水口门及水资源敏感区均未建设水资源监测控制站,不能满足实施最严格水资源管理制度流域区域用水总量和用水效率控制的需要。
(4)漳卫新河入海口无控制的水文站,无法掌握潮汐和河道淤积影响,难以满足河道治理、水资源管理和保护的需要。
3.3.4.2 站网功能不够完善
(1)功能单一,水位站、河道站均以防汛和工程管理为目标,水文测验以汛期为中心,无法满足水资源管理和调度需要。
(2)水质和流量测验分离,无法满足最严格水资源管理制度“红线管理”的需要。
(3)全河系没有科学实验站,涉及全流域的水文问题缺乏实验研究。
(4)没有地下水监测站,无法满足水生态修复和改善工作的需要。
(5)大多数水文站只掌握部分进出水量,不能满足区域水平衡分析的需要。
3.3.4.3 应急监测能力不足
漳卫南局管理河道战线长,受人类活动影响,水文要素的变化复杂。漳卫南局巡测中心作为漳卫南运河应急水文巡测队伍,设立了三支测验组,人员组成以岳城水库水文站、四女寺引黄水文站为主,并分区承担应急测验任务。卫河上游由于气候、地形的影响和受太行山迎风坡效应,是降雨高值发生中心,卫河发生突发性水事件,现有测验组分别从邯郸或德州赶赴卫河,难以在2小时内达到并实施监测,水文应急监测能力不能满足快速机动、及时准确的要求。
漳卫南运河属于严重的资源型缺水地区,水资源十分匮乏,沿河引水口众多,水资源供求矛盾及优化配置问题突出,绝大部分河道又受到不同程度的污染,河流水生态严重恶化,常规水资源量的监测已不能满足水资源管理和保护的需要。因此从当前和今后经济社会发展、水利事业发展对水文的需求,从大水文发展战略高度出发,为落实最严格的水资源管理制度,完善和调整水文站网是当务之急。