城市水文监测站网规划及城市降雨径流研究探析

师战伟

(辽宁省鞍山水文局， 辽宁 鞍山 114039)

1 水文站网发展历程、现状及存在问题

1.1 发展历程

1934年伪满交通部理水司理水调查处在沈阳地区设立3个水位站，浑河的沈阳水位站、辽河的巨流河水位站和石佛寺水位站、辽河支流柳河的新民水位站。1935年沈阳水位站改为水文站。

新中国成立后，人民政府大力兴修水利和经济建设，水文站网得到迅速发展。1951年辽宁省水利局在秀水河设立公主屯水文站，1955年辽宁省水利局在辽河设立马虎山水文站，1959年辽宁省水利电力厅在满堂河设立东陵水文站，是浑河流域满堂河下游控制站。从20世纪50-60年代，沈阳市水文站网发展迅猛，在浑河和辽河的支流也设立了水文站。

近几年来，随着政府对中小河流治理及山洪灾害防治的日益重视，沈阳市进行了大规模的水文站网建设，增设了大量的雨量站和部分水文水位站，2015年末新建6个水文站、7个水位站、58个雨量站。

1.2 水文站网现状

经过多年水文站战网规划和优化调整，沈阳市目前已经形成了监测站网项目较为齐全、布局比较合理的水文站网。截止2015年，沈阳市现有水文水位站23个，其中基本水文站10个，(其中有2处水文站位于规划区内)，“十二五”中小河流新建水文站6个，水位站7个；雨量站121个，其中国家基本站44个，中小河流一期52，中小河流二期6 个，中小型水库预警系统17个，中部地区4个；地下水站144个；墒情观测站15个。规划区内现有水文站网统计表见表1。

表1 规划区内现有水文站网统计表

1.3 存在问题

水文监测项目不全、站网布局不够完善，与沈阳市经济社会发展和水资源管理、防洪排涝、水环境等总体要求不相适应。

随着沈阳市社会经济的快速发展，城市化进程的加快，防洪减灾、水环境净化对水文提出了更高、更新的要求。且随着城市规模的不断扩大，城市人口的不断增加，洪涝、水污染灾害造成的损失也越来越大。沈阳市雨量站网密度为1/100km2，远未达到《城市水文监测与分析评价技术导则》规定的布设密度要求(大城市雨量站布设密度为6-12站/100 km2)；城市蒸发站尚无一处；现有的水文站网布局仅能满足辽河、浑河及支流防洪的需求，远不能满足城市防洪需求。因此，沈阳市水文站网迫切需要补充和完善，站网功能需进一步拓展。

2 水文站网规划方案

城市水文站网建设是做好城市工作基础，城市水文站网布设应与经济社会发展和水资源管理、防洪、水环境等总体要求相适应。

本次站网规划是按照沈阳市经济社会发展的总体布局，以满足沈阳市城区防洪排涝、水环境对水文信息的需求为主要目标，本着充分利用现有站网，避免重复建设，突出重点，协调发展；兼顾当前与长远需求，并适度超前的原则而开展的沈阳市城区水文站网规划。

规划以《城市水文监测与分析评价技术导则》(修改稿)为依据，结合沈阳市经济社会发展要求，在对现有水文站网及沈阳经济社会、市政建设、水利工程、河道治理等基础资料综合分析的基础上，重点针对城市防洪排涝进行全面合理的水文站网布局，按照有关标准规范，借鉴国内的先进经验，提出建设设施设备完善、技术先进的各类水文监测站点规划方案。

本次站网规划成果为：新建雨量站10处，以沈阳水文站为中心站，由水文局巡测队承担。城市水文监测站网将随着沈阳市城市建设发展不断进行优化调整。

雨量站通过对降水信息的实时监测，能够及时准确地提供全市范围内的降水情况，确定暴雨中心，降水强度，及时报送城防办，为城区防汛应急提供决策依据。

本次雨量站网规划，在均匀布设的基础上，结合沈阳城市规划适当加密暴雨易发区、重点防洪流域雨量站点，根据沈阳市自然地形地貌及城市下垫面特点，选择有代表性区域合理增设站点，以满足城市防汛、城市水文分析计算、水文规律研究的需要。本次规划新建雨量点10处。

新建雨量站根据实际情况采用一体化杆式雨量装置或简式雨量装置，雨量测验设施设备包括翻斗雨量计和雨量自动测报系统等。雨量信息采用自动监测方式，具有现场存储和无线传输功能，已达到雨量自动采集、存储、传输的目的。条件允许时可建设雨量观测场，场内安装观测降水、蒸发、墒情等监测设施设备。

表2 雨量站主要仪器设备配置表

3 城市水文应急监测

以沈阳水文站为中心，成立城市水文水文监测队，开展水文巡测，配备应急监测设施设备，主要包括水质监测车、流速仪、全站仪、测绘设备、笔记本电脑等生产必须设备。

城市水文应急监测，应编制城市水文应急预案，加强动态监测，再多雨期间提高戒备，加强值班，密切监视天气和水雨情变化，强化监测与分析预警能力，发挥水文尖兵作用。城市水文应急监测仪器设备配置见表3。

表3 城市水文应急监测仪器设备配置表

4 水质站网发展历程、现状及存在问题

4.1 发展历程

在2012年前我市水资源质量监测有13个重点水功能区，地表水水质监测站5个(基本站5个)，共有地下水水质监测站7个。全市入河排污口10个。排污口监测只为满足发布水资源公报的需要，每年监测二次，全部送到省水环境中心化验。辽宁省水环境中心沈阳分中心经2012年9月省局批复，于2013年成立，同年10月完成化验室改造，2014年7月迁至改造后沈阳分中心。工作量逐年递增，在工作实践中，队伍得到了锻炼，人员整体业务水平得到了较快提高，应急反应能力有了很大提升。

水功能区划调整工作是水资源保护和水污染防治工作的基础性工作。沈阳地区地域广阔、情况复杂，作为全局一项重要工作，由水质科组织，全局参与，与沈阳市水利局多次沟通，经过一个多月的外业调查，近两个月的内业分析整理工作，现已完成《沈阳市水功能区划调整报告》的编制。

4.2 站网现状

沈阳地区有水功能区控制断面36处、常规地表水监测断面7处、常规地下水监测11处、排污口监测断面46处、河湖健康生态供水监测断面17处水质监测任务；完成了生态供水水质和灌区稻米米质监(检)测、大伙房输水工程水质监测、国家水体污染控制与治理重大专项水质监测等工作。

4.3 存在问题

水文监测项目不全、站点布局不够完善，与沈阳市经济社会发展和水资源管理、水环境等总体要求不相适应。

随着沈阳市社会经济的快速发展，城市化进程的加快，水环境净化对水文提出了更高、更新的要求。且随着城市规模的不断扩大，城市人口的不断增加，水污染灾害造成的损失也越来越大。沈阳市城区湖面水质监测还是空白，因此，沈阳市水文站网迫切需要补充和完善，站网功能需进一步拓展。

5 水质站网规划方案

水质站点通过对水库、湖面的实时监测，能够及时准确地提供市区范围内的水质情况。

水质站点规划，在均匀布设的基础上，结合沈阳城市规划适当加密与人民息息相关的污染易发区、重点水面水环境水质站点，根据沈阳市自然地形地貌及城市下垫面特点，选择有代表性区域合理增设站点，以满足城市水环境、城市用水分析计算、水文规律研究的需要。本次规划新建水质站点15处。

在完善常规水质监测的基础上，大力提高水质监测系统的机动、快速反应能力和自动测报能力，实现重点地区、重点水域和供水水源地的水质自动监测。对本地区水质监测评价信息进行系统的分析、合理的分类和组合，建立统一的信息存储交换标准，构建各种专业应用系统，提高数据传输和分析效率。通过进一步优化水质监测站点布局，加强水质监测能力建设，逐步开展水生态环境监测、遥测等。采用先进的计算机手段，通过规范化的信息管理，实现全区水质监测数据的共享和传输，满足各级水行政主管部门及社会公众对水质信息的需要。提高对突发、恶性水质污染事故的预警预报及快速反应能力，判断发展趋势及成因分析。对重要决策及常规管理提供信息支持，为管理部门提供多方位、多侧面准确、快捷的信息服务。

1)对城区湖面、水库水文要素及时监测，能全面开展常规监测和一些特殊的监测项目，并且能应付一些突发水事件的监测工作。

2)为城市水环境、运河调度、城市景观提供数据。最后形成南运河水环境用水调度报告。

6 城市降雨径流研究

随着经济社会的发展，城市化进程的加快，土地利用方式发生了很大的变化，如清除数目树木，平整土地，建照房屋街道以及整治排水河道，兴建排水管网等，使城市的下垫面条件发生了很大变化，降雨径流关系也随之改变，传统的理论已经无法准确描述城市化后的产汇流机理。城市化对流域下垫面的改变主要表现在不透水面积的增加和河道断面流速的改变两个方面，天然下垫面一般植被良好，下渗能力较大，但城市化使得天然径流过程具有城市特性的径流汇流过程。随着沈阳市水文监测资料的积累，通过研究揭示下垫面变化对沈阳市降雨径流关系的影响，并定量描述和评价影响程度，对于沈阳市产流区的暴雨洪水预报、区域水循环机理及水资源规划、水资源统一管理调度等方面都有着重要的理论指导意义和推广应用价值。

城市化改变了流域的自然情况，硬化面积显著正大，明显的改变了降雨径流的自然状态。为了探讨城市化的降雨径流规律，我们拟在沈阳市城区选择满堂河小流域面积站-东陵水文站进行降雨径流研究。

东陵水文站于1959年由辽宁省水利电力厅设立，是浑河流域忙牛河下游控制站，是省重点小流域集水面积试验站。集水面积57.1km2。该站位于沈河区马官桥，E123°35′，N41°49′，主要测验项目有：水位、流量、比降、降水、土含、水文调查、普通测量、水情拍报等。 “十二五”期间进行了测验断面固化，安装了自己水位计。该站为基本水情站，负责向省防、市防发水情电报。

在城市建设、规划、城区水资源调查评价东陵小流域面积站发挥不可替代的作用，因此，研究满堂河东陵小流域面积站降雨径流关系对于沈阳市产流区的暴雨洪水预报、区域水循环机理及水资源规划、水资源统一管理调度等方面都有着重要的理论指导意义和推广应用价值。沈阳市城市降雨径流实验与研究建设项目见表4。

表4 城市水文应急监测仪器设备配置表

[1]刘根华，张绍军.石家庄市城市水文问题的思考及对策[J].水文，2011(02)：93-96.

[2]浦同信.曲靖市中小河流水文监测站网的布设与功能分析[J].人民珠江，2012(04)：12-14.