8-平原区水文站网规划解读

平原水网区水文站网布设方法探讨前

言

平原水网区大都分布在我国南方各主要河流中下游的沿江、沿海和滨湖地区，区内水网密布，流向不定，水量水平交换频繁，存在着水账不清的问题。平原区水文站网布设，早期只是在水网区内部布设水位、雨量站，在主要的出水口门布设少数水文站，只能了解水网区的一般水文情况。

五十年代末和六十年代初，江苏、浙江协同开展环太湖巡测，江苏在苏北里下河地区开展水文巡测工作，并逐步发展到七十年代初形成的点线面结合的水文站网布局。南方平原水网区为我国主要的工农业生产基地，长期来无统一的水文站网规划方法，影响到本区的水利规划治理和水资源的开发管理。如何解决平原水网区的站网布设问题，是平原水网区水文工作发展中的一个关键问题。平原水网区水文特性及站网问题（一）地理特征和水文特性1.平原水网区气候湿润、降雨充沛、地表径流丰富。2.平原平坦、水网密布、湖泊众多，大部分为圩垸区，也有地势稍高的河网区。3.水面积大，水面比降小，沟河纵横交错，水流互相串通，区域内外水量交换频繁，流向顺逆不定。4.地势低洼地水网区，土壤湿润，地下水埋深浅，大暴雨后地下水可涨至地面，易于受涝受渍。5.平原水网区大都位于各主要河流中下游的沿江、沿海地区，其河网水流易受江海潮汐顶托和挡潮闸启闭变动回水影响。6.圩垸区平时河道敞口，内外水串通，大暴雨后封圩，机电动力抽排，人力控制地表径流向外河网的汇流。7.水网区河道上，圩区闸、调节闸、挡潮闸、抽水站等水工建筑物众多，各类水利工程的控制运用，都不同程度地影响当地水文条件的变化。8.随着生产的发展，水工建筑物的兴建，圩垸区排水动力的增加，荡湖的围垦，排水河道和港口的整治等人类活动的影响，使平原河网区的水文情势更趋复杂。（二）站网问题

平原水网区的地理特征和水文特性，决定了水文情势的复杂性，原有水文站网布局不适应水网区水文资料的搜集，一般水文站的水文测验资料也不能真实反映本区水文情况的变化。水文站网存在的主要问题是：1.平原水网区河网纵横交错，无封闭的集水周界，现有基本水文站只能了解地表径流的一般变化，不能进行降雨径流关系的分析。

2.水网区周围有着很长的边界线，现有基本水文站只能掌握部分进出水量，不能进行水资源的综合分析。

3.水网区内部，由于地形、排水条件和暴雨中心位置的差异大，水流流向不定。本网区和相邻雨区之间的水量水平交换频繁，而网区内部基本上无流量站，难以进行河网区汇流的计算。4.水网区水文情势复杂，水资源开发利用程度高，人类活动影响大，缺乏实验站，较难分析水量平衡各要素间的相互关系。水文站网布设原则和方法（一）站网布设总原则

平原水网区有其特殊的水文特征，水文站网布设既不能沿用其它区域的布站原则，也没有成功的检验可以借鉴。经过多年来的布站实践和逐步探索，站网布设的总原则是：1.平原水网区水文站网布设，必须实行水量平衡原则和区域代表原则相结合。

水文站网应能全面控制区域产水、进水、出水、蓄水等平衡要素的变化。水量垂直交换显著地区，还应增加土壤水，地下水等平衡要素的观测。同时，在不同的水文分区，设置区域代表片，以探求分区的产汇流规律和进行水资源计算。2.在水文站网的布设中，应采取点、线、面相结合的站网总布局。点：各类基本站的定点观测，以控制面上水情分布；线：各种水文巡测线，沿线布设水文站，以全面掌握进出水量的变化；面：即区域代表片，由巡测封闭线包围而形成的水平衡区，以解决降雨径流资料的外延移用问题。（二）水文分区的划分1.大区

平原水网区地势平坦，在较大范围内气候因素（降水、蒸发量等）的时空分布规律易趋一致。而水文情势的变化，则受水利工程调度运行的影响。一般情况下，受水利工程调度影响相仿，水资源可统一调度使用，水利治理中需统一规划治理的，可作为一个大区。平原水网区站网布设协作研究单位的部分大区见表1。省份大区名称地理位置边界骨干水系名称江苏浙江太湖区长江以南，东滨东海长江、钱塘江、东海江苏里下河区长江以北，东滨黄海大运河、新通扬运河、苏北灌溉总渠、黄海苏北江汉平原区长江以北长江、汉水表1平原水网区部分水文大区表2.水文分区

平原水网区的产、汇流特性，主要取决于流域下垫面情况和水利工程的运行方式。因次，在一个大区中，应按地形、土壤、植被和水利条件划分水文分区，以江苏里下河地区为例，列表如下：表2平原水网区水文分区表省份大区名称分区名称下垫面特征作物布局土壤水利工程

运行方式区界线水系名称江苏里下河区腹部水网区水稻田粘土圩区动力抽排通榆河以西江苏里下河区沿海垦区棉垦区沙土挡潮闸自排入海通榆河以东

在一个水文分区，根据区域大小和下垫面的差异，可以设置1～2个区域代表片，区域代表片是一个面积较小的水平衡区，其设置要求是：1.区域代表片的地形、土壤、植被等，要在本水文分区具有代表性，以探求能够代表本区的降雨径流关系和水平衡分析资料。2.区域代表片要以巡测封闭线严格封闭集水周界，片内尽量避免圈进湖荡等大水体；巡测封闭线一般应沿主要河道设置，避免把干河圈进片内，防止未来水过大，影响产流分析成果的精度。（三）区域代表片的选择3.区域代表片的面积，应根据自然条件和未来水量的大小而定。按现有试点的实践，封闭条件好，外来水量小的，一般可为300-500km2；封闭条件差，外来水量大的，一般应在1000km2左右。4.为了进一步研究本区的水文问题，有条件的区域代表片还应逐步向实验片过渡，或在区域代表片内，选择控制条件较好的测区建立实验站，加强水量水平交换和垂直交换各水文因素的观测和实验研究，以探求水量平衡各要素间的相互关系。（四）水文巡测线的确定1.水文巡测线

（1）水文大区水平衡控制线（简称控制线），即大区的外包巡测线，控制大区的总进（出）水量。

（2）分区区界线（简称区界线），即大河网区内部设置的框格巡测区界线，以探求网区之间的水量交换和汇流规律。

（3）代表片封闭线（简称封闭线），即区域代表片周边设置的巡测封闭线，用以封闭集水周界，全面掌握本片进（出）水量的变化。2.水文巡测线的设置原则（1）巡测线的走向应按水平衡区的周界布置；（2）巡测线应是封闭的外包线；（3）不同种类的巡测线可综合布设，以发挥多种效益；（4）各种巡测线应充分结合原有基本水文站设置；（5）巡测线的选择要结合巡测交通和水文测验条件确定，如充分利用公路桥梁和埝闸、涵洞、抽水站等水工建筑物，以及选择进（出）口门最少的部位设置。（五）水文测站的布置

各类基本站网，起着主干和控制面上分布的作用；各类辅助站，主要是起着基本站网的补充作用。其布设原则是:1.基本流量站：在水文巡测控制线上，占总进（出）水总量20%以上的主要河流口门，设计本流量站。按现有试点区实践，基本流量站应控制总进（出）水量的70%左右，以保证进（出）水量的测验精度。但在无骨干河道的环湖沿河巡测线，则可适当放宽。2.辅助流量站：在各种水文巡测线的进（出）水口门（河道、堰闸、抽水站等）设辅助流量站，配合基本流量站，控制进（出）水总量的变化。对于环湖、沿荡的巡测线，水量来源一致的，也可以采用与基本流量站建立流量相关关系的办法进行巡测。3.基本水位站：控制水网区等水位线分布和河网蓄水变化。水网区水面坡降较小，按现有试点区情况，一般可为300km2左右一站。4.辅助水位站：为提高区域代表片河网蓄水变量的控制精度，可增设辅助水位站，以适当增加密度。所需站数可按以下经验公式求取：

水位站数

n=mF1/3

（1）式中：F为测区面积；m采用0.7～0.9对于推求水位流量关系的落差水位站，则以满足定线推流的要求为原则。5.基本雨量站：控制面上雨量分布。按各试点单位经验，一般可为250km2左右一站。6.辅助雨量站：为区域代表片而设置的配套雨量站，按江苏平原区暴雨分析结果，可采用以下经验公式求取：

雨量站数

n=mF1/3

（2）式中：F为测区面积。7.基本蒸发站：计算面上蒸发损失量。平原水网区面上蒸发变化不大，按布站实践，一般可为1500km2左右一站。8.辅助蒸发站：区域代表片视测区大小，一般设立1～2处有代表性的蒸发站，并同步进行水面蒸发，陆面蒸发、水稻蒸发观测。9.基本地下水站：掌握面上地下水动态。其布站密度，根据地形、土壤条件，一般可与基本雨量站相同。10.辅助地下水站：区域代表片配套站。在区域代表片内，选择部分基本