第二节水文站网与测验 - 水利志(1986—2005) - 二轮山东省志 - 山东省情库

1986—2005年，山东省水文站网与测验项目保持稳定，开展水质、海水内侵、酸雨等水环境监测，洪水测验精度显著提高，为防汛提供了准确的基础数据支撑。
一、水文站网
1986—2005年，山东省水文站网根据需要先后作出调整。其中，1992年，省机构编制委员会批复同意增设葛家埠等15个报汛专用站。
地表水站网。地表水站网包括水文站、水位站、雨量站、蒸发站、泥沙站、实验站、墒情站等。2005年，全省有水文站148处，其中河道站74处，水库站36处，堰闸站23处，报汛专用站15处；有水位站17处，其中潮位站3处，河道水位站9处，湖泊水位站5处；有泥沙站45处，泥沙颗粒分析站3处；有墒情站350处；对雨量实施观测的站点(包括水文站、水位站、专用站)799处，其中委托雨量站660处。
地下水站网。1986—2005年，山东省地下水观测井数量保持在2670眼，监测项目有水位、水温、水化学、开采量、泉水流量等。每年实际运行的观测井均小于2670眼，其中2001年最少，为2042眼；1991—1992年最多，为2382眼。2005年，实际运行2131眼，其中，重点井310眼，一般井1735眼，统测井86眼。
水质站网。1985年，全省水质监测站网进行优化调整，共布设水质监测站123处，其中水质基本站118处、辅助站4处、专用站1处。自1985年7月1日起，除东平湖、大周、独山、西姚、马口、大捐、崅底、沙沟水库8处暂不取样监测外，其他115处水质监测站开始实施监测，其中，大汶河水系10处、南运河3处、马颊河3处、德惠新河2处、徒骇河5处、小清河14处、弥河2处、白浪河2处、潍河5处、胶莱运河2处、大沽河4处、沿海诸小河13处、京杭运河山东段31处、沂河12处、沭河6处、玉符河1处。
二、水文测验
1985年，山东省撤销部分中型水库测验项目和雨量观测项目。1986—2005年，山东省对水位（176处，其中潮水位6处）、流量（152处）、悬移质泥沙（88处）、颗粒分析（10处）、地下水位（2376处，其中重点井316处）、水面比降（65处）、地表水水温（2处）、地下水水温（219处）、冰情（122处）、水质（115处）、地下水化学（227处）、降水量（996处）、水面蒸发量（43处）、墒情（152处）等项目开展测验。
（一）地表水测验
水位测验。1986—2005年，山东省水位测验设备主要采用直立式搪瓷水尺和自记水位计，水文测站均设有直立式水尺。1990年底，85处水文站建有自记水位台，均安装浮子式日记型自记水位计。后由于河道淤积，部分自记水位台陆续停用或报废，2005年正常运行的自记水位台39处。1991—2005年，山东省陆续引进、安装远传遥测水位计63台，配套以压力式水位计或浮子式细井水位计，实现水位自动采集、远传和计算机整编水位资料。直立式水尺采用人工定时目视观测，自记式水位计和远传遥测水位计均是自动记录水位。
流量测验。1986—2005年，山东省流量测验主要设施设备仪器有过河缆、测船、水文缆道、测流车、测桥、浮标、转子式流速仪、电波流速仪、多普勒流速剖面仪（ADCP）等。河道站、水库站和堰闸站流量测验方法有所不同，河道站主要采用流速仪法、水面浮标法、比降—面积法、水工建筑物法等，郝峪水文站建有测流槽，用率定曲线推流。水库溢洪道和部分堰闸站采用水工建筑物率定水力学公式推流，至2005年底，实现间（校）测流量41项。2005年底，山东省水文系统共有流速仪787架、经纬仪65架、水准仪209架、全站仪13架、测船9只(非机动)、吊船过河缆7处、水文缆道59处、浮标投放器9个、多普勒流速剖面仪（ADCP）4台、测流车28辆、专用测流桥23处。

图2-1 2003年8月，山东省水文部门进行河道流量测验

泥沙测验。1986—2005年，泥沙采样主要采用横式采样器、瓶式采样器、积时式采样器，处理沙样的仪器有量杯、滤纸、烘箱、天平等。当水量较大时，测验方法采用多点法和积深法取水样；当水量不大或水深不大时，采取水样筒或横式采样筒直接取样。用缆道测流时，多采用瓶式采样器或积时式采样器。水样处理采用过滤法。2005年底，泥沙测验项目为21项。
降水量观测。1986—2005年，降水量观测多采用口径20厘米的普通雨量器（全年或非汛期）、日记型虹吸式自记雨量计(5—10月或汛期站6—9月)和遥测翻斗雨量传感器（主要用于固态存储雨量计和雨量数传仪）。1993年，有自记雨量计533台。1996—1998年，引进雨量固态存储器25台。2005年底，共应用固态存储雨量计124台、报汛数传仪250台。
蒸发量观测。1986—2005年，山东省陆上水面蒸发站的蒸发量观测设备为E-601型、E-601B型蒸发器和口径20厘米蒸发皿。每年3—10月采用E-601B型蒸发器观测，11月至次年2月采用口径20厘米蒸发皿观测。
（二）地下水测验
1986—2005年，全省地下水位监测普遍采用测绳、皮尺等简单测量工具，水质用水样筒采样。选定具有代表性观测井，定期监测水温和提取水样进行水质分析。2005年，威海市水文水资源监测局在山东省率先开展地下水自动化监测，共布设15处水位、水质遥测站。
（三）水环境监测
1992年，省水文总站成立山东省水环境监测中心。此后，各市（地）水文机构相继成立14处水环境监测分中心，承担取水、退水水质化验。至2005年底，全省水文系统有专职监测人员89人，建设实验室面积3464.5平方米（其中恒温面积2457.4平方米)，配备有原子吸收分光光度计、原子荧光光谱仪、水质多参数测定仪、气相色谱仪、754紫外分光光度计、722分光光度计、电导率仪、酸度计等监测仪器，对地表水、地下水、饮用水、污染水、大气降水、地质与土壤、水文要素等水环境质量进行监测。
水质监测。1986—1997年，基本站水质必须监测项目有28项，辅助站及专用站水质必须监测项目有15项。2000年，河道站水质监测项目有34项，湖泊水库站水质监测加测总氮、叶绿素两项。至2005年底，水质监测水体发展到地表水、地下水、饮用水、工业用水、农灌水等，水质监测项目60个。1991—1992年，每年监测水质6次，水面大于100平方千米的湖泊、水库站每年监测3次。1993—2002年，因监测经费原因，监测次数由每年6次改为3次；2003年2月至2005年底，监测次数又恢复到每年6次。
海水内侵监测。1991年开始，山东省沿海各市（地）水环境监测中心对海水内侵进行监测，主要分析项目有钙、镁、钾＋钠、碳酸根、重碳酸根、硫酸根、氯离子等。1991—1992年，在青岛市区、烟台市区、潍坊市的寿光、寒亭、昌邑等地，共设监测站点600个，监测范围878.31平方千米。2002—2004年，在威海市区、烟台市区、日照市区、潍坊市的寿光、寒亭、昌邑等地，共设监测站点812个，监测范围1384.7平方千米。
酸雨沉降监测。1992年7月—1993年6月，全省水利部门在济南、青岛、淄博、烟台、潍坊、济宁、临沂、威海、德州、滨州、聊城、菏泽等12个市（地）开展酸雨沉降监测分析。主要测试项目为：降水（湿沉降），包括pH、电导率、阳离子（NH4+、Ca2+、K+、Na+、Mg2+）、阴离子（SO42-、F-、Cl-、NO3-）；大气污染物（干沉降），包括SO2、NO2、TSP（测其重量及化学组成，包括pH、NO3-、SO42-、NH4+、Ca2+）；气象要素，包括降水量、风向、风速、气压、湿度、降雨类型。
三、典型洪水测验
山东省水文测验难度最大的是洪水测验，省内除鲁北、鲁西南等平原河道外，多为源短流急的山溪性河流，洪水暴涨暴落，持续时间短，且洪水实测时往往面临大风暴雨交加的天气（或夜间），给实测洪水过程增加了难度。洪水测验包括实测水位、流量、泥沙、水质等主要要素。
（一）1987年小清河洪水测验
1987年8月26日12时—27日4时，济南市遭遇历史上罕见的特大暴雨。小清河发生1916年有水文资料记录以来最大的一次洪水。小清河黄台桥水文站自8月26日12时开始涨水。黄台桥水文站抢测洪峰，取得完整洪水过程资料。8月26日23时断面实测洪峰流量123立方米/秒，8月27日13时断面出现最高水位，超过防洪水位0.75米。
（二）1993年淮河流域洪水测验
1993年8月4—6日，沂沭河及南四湖流域发生大暴雨至特大暴雨，临沂水文站出现8100立方米/秒洪峰流量。在抢测洪水时，吊船索滑轮被卡住，测船在河中随风颠簸2小时之久。水文职工冒着生命危险，涉水推船，排除故障。在通信设备遭暴风雨毁坏中断后，水文职工涉水十几里到邮电局发报，为抗洪抢险及时提供了雨水情信息。

图2-2 20世纪90年代初，基层水文工作者进行洪水观测

（三）1996年洪水测验
1996年7月24—31日，大汶河流域连续降两次大暴雨，大汶河发生1970年以来最大洪水。7月24—25日，北望水文站开展第一次洪水测验，对过河缆被上游冲下的挖泥船挂住、测船无法测流的情况，水文职工立即改用比降—面积法测流。7月25日测得洪峰流量3480立方米/秒，26日排除险情，30—31日第二次洪水测验正常进行，31日测得洪峰流量2140立方米/秒。临汶水文站职工克服夜间测流无照明设备的困难，在水面宽1200米的断面上，每测一次耗时2～3小时，同时冒着随时被漂浮物撞击的危险，坚持用测船流速仪法测流、提取水样，测得完整洪水过程。7月25日测得洪峰流量3730立方米/秒，7月31日测得洪峰流量2910立方米/秒。
7月29日—8月12日，小清河流域降大暴雨或特大暴雨，小清河干流发生自1964年以来最大洪水。7月31日，金家闸上游洪水位超出分洪水位0.12米，岔河水文站测流设施被洪水冲毁。水文站职工立即改在断面上游桥上测流，淄博水文勘测队支援该站测流，完整测得本次洪水过程，测得洪峰流量230立方米/秒。
8月初，卫运河上游漳、卫河流域连降大暴雨，卫运河山东段发生自1963年以来的最大洪水。8月5日晚，南陶水文站洪水猛涨，漂浮物将水文缆道循环索拉断，测流铅鱼和流速仪沉入河底，改用测船测流后，又因大量漂浮物压向测船，将过河缆支柱拉倒，测船失控漂向下游，其中一人落水冲下4千米后上岸。该站再次及时改用桥测，测得整个洪水过程，测得洪峰流量1950立方米/秒。8月7日，洪水到达四女寺闸水文站，该站组织13名职工进行洪水测验。8月12日8时，减河下泄流量增加到489立方米/秒，大量漂浮物将减河低架过河缆拉断，该站立即组织架设，在第三次架设中，被拉断的钢丝绳将正在作业的两名职工打伤，其中一人受重伤。水文职工继续冒着生命危险，抢测到完整洪水过程，测得洪峰流量1520立方米/秒。
（四）2003年洪水测验
2003年，山东省暴雨频繁，洪水发生早，汛期结束晚，各主要河流均发生了大洪水。全省水文系统共实测流量3101次。
4月17日，济南地区突降暴雨，小清河黄台桥水文站降雨量103.8毫米，发生较大洪水。由于是本年第一场洪水，又出现在汛前，沿河两岸堆积的枯草杂物尚未清理，顺流而下，直冲测流断面，流量测验困难。监测人员自中午12时到次日2时连续测流，尽力避开漂浮物，完整实测到本年度第一场洪水过程，实测最大洪峰流量为109立方米/秒。
8月22日—9月7日，南四湖流域平均降水量319毫米，受其影响，菏泽市7个县发生内涝，东鱼河洪水持续16天，洪水36小时居高不下。测流断面水尺被洪水冲毁。水文站职工跳入洪水中安装水尺，保证了水位正常观测，测得20年一遇大暴雨洪水完整过程。

1986—2005年，山东省水文站网与测验项目保持稳定，开展水质、海水内侵、酸雨等水环境监测，洪水测验精度显著提高，为防汛提供了准确的基础数据支撑。一、水文站网 1986—2005年，山东省水文站网根据需要先后作出调整。其中，1992年，省机构编制委员会批复同意增设葛家埠等15个报汛专用站。地表水站网。地表水站网包括水文站、水位站、雨量站、蒸发站、泥沙站、实验站、墒情站等。2005年，全省有水文站148处，其中河道站74处，水库站36处，堰闸站23处，报汛专用站15处；有水位站17处，其中潮位站3处，河道水位站9处，湖泊水位站5处；有泥沙站45处，泥沙颗粒分析站3处；有墒情站350处；对雨量实施观测的站点(包括水文站、水位站、专用站)799处，其中委托雨量站660处。地下水站网。1986—2005年，山东省地下水观测井数量保持在2670眼，监测项目有水位、水温、水化学、开采量、泉水流量等。每年实际运行的观测井均小于2670眼，其中2001年最少，为2042眼；1991—1992年最多，为2382眼。2005年，实际运行2131眼，其中，重点井310眼，一般井1735眼，统测井86眼。水质站网。1985年，全省水质监测站网进行优化调整，共布设水质监测站123处，其中水质基本站118处、辅助站4处、专用站1处。自1985年7月1日起，除东平湖、大周、独山、西姚、马口、大捐、崅底、沙沟水库8处暂不取样监测外，其他115处水质监测站开始实施监测，其中，大汶河水系10处、南运河3处、马颊河3处、德惠新河2处、徒骇河5处、小清河14处、弥河2处、白浪河2处、潍河5处、胶莱运河2处、大沽河4处、沿海诸小河13处、京杭运河山东段31处、沂河12处、沭河6处、玉符河1处。二、水文测验 1985年，山东省撤销部分中型水库测验项目和雨量观测项目。1986—2005年，山东省对水位（176处，其中潮水位6处）、流量（152处）、悬移质泥沙（88处）、颗粒分析（10处）、地下水位（2376处，其中重点井316处）、水面比降（65处）、地表水水温（2处）、地下水水温（219处）、冰情（122处）、水质（115处）、地下水化学（227处）、降水量（996处）、水面蒸发量（43处）、墒情（152处）等项目开展测验。（一）地表水测验水位测验。1986—2005年，山东省水位测验设备主要采用直立式搪瓷水尺和自记水位计，水文测站均设有直立式水尺。1990年底，85处水文站建有自记水位台，均安装浮子式日记型自记水位计。后由于河道淤积，部分自记水位台陆续停用或报废，2005年正常运行的自记水位台39处。1991—2005年，山东省陆续引进、安装远传遥测水位计63台，配套以压力式水位计或浮子式细井水位计，实现水位自动采集、远传和计算机整编水位资料。直立式水尺采用人工定时目视观测，自记式水位计和远传遥测水位计均是自动记录水位。流量测验。1986—2005年，山东省流量测验主要设施设备仪器有过河缆、测船、水文缆道、测流车、测桥、浮标、转子式流速仪、电波流速仪、多普勒流速剖面仪（ADCP）等。河道站、水库站和堰闸站流量测验方法有所不同，河道站主要采用流速仪法、水面浮标法、比降—面积法、水工建筑物法等，郝峪水文站建有测流槽，用率定曲线推流。水库溢洪道和部分堰闸站采用水工建筑物率定水力学公式推流，至2005年底，实现间（校）测流量41项。2005年底，山东省水文系统共有流速仪787架、经纬仪65架、水准仪209架、全站仪13架、测船9只(非机动)、吊船过河缆7处、水文缆道59处、浮标投放器9个、多普勒流速剖面仪（ADCP）4台、测流车28辆、专用测流桥23处。

图2-1 2003年8月，山东省水文部门进行河道流量测验泥沙测验。1986—2005年，泥沙采样主要采用横式采样器、瓶式采样器、积时式采样器，处理沙样的仪器有量杯、滤纸、烘箱、天平等。当水量较大时，测验方法采用多点法和积深法取水样；当水量不大或水深不大时，采取水样筒或横式采样筒直接取样。用缆道测流时，多采用瓶式采样器或积时式采样器。水样处理采用过滤法。2005年底，泥沙测验项目为21项。降水量观测。1986—2005年，降水量观测多采用口径20厘米的普通雨量器（全年或非汛期）、日记型虹吸式自记雨量计(5—10月或汛期站6—9月)和遥测翻斗雨量传感器（主要用于固态存储雨量计和雨量数传仪）。1993年，有自记雨量计533台。1996—1998年，引进雨量固态存储器25台。2005年底，共应用固态存储雨量计124台、报汛数传仪250台。蒸发量观测。1986—2005年，山东省陆上水面蒸发站的蒸发量观测设备为E-601型、E-601B型蒸发器和口径20厘米蒸发皿。每年3—10月采用E-601B型蒸发器观测，11月至次年2月采用口径20厘米蒸发皿观测。（二）地下水测验 1986—2005年，全省地下水位监测普遍采用测绳、皮尺等简单测量工具，水质用水样筒采样。选定具有代表性观测井，定期监测水温和提取水样进行水质分析。2005年，威海市水文水资源监测局在山东省率先开展地下水自动化监测，共布设15处水位、水质遥测站。（三）水环境监测 1992年，省水文总站成立山东省水环境监测中心。此后，各市（地）水文机构相继成立14处水环境监测分中心，承担取水、退水水质化验。至2005年底，全省水文系统有专职监测人员89人，建设实验室面积3464.5平方米（其中恒温面积2457.4平方米)，配备有原子吸收分光光度计、原子荧光光谱仪、水质多参数测定仪、气相色谱仪、754紫外分光光度计、722分光光度计、电导率仪、酸度计等监测仪器，对地表水、地下水、饮用水、污染水、大气降水、地质与土壤、水文要素等水环境质量进行监测。水质监测。1986—1997年，基本站水质必须监测项目有28项，辅助站及专用站水质必须监测项目有15项。2000年，河道站水质监测项目有34项，湖泊水库站水质监测加测总氮、叶绿素两项。至2005年底，水质监测水体发展到地表水、地下水、饮用水、工业用水、农灌水等，水质监测项目60个。1991—1992年，每年监测水质6次，水面大于100平方千米的湖泊、水库站每年监测3次。1993—2002年，因监测经费原因，监测次数由每年6次改为3次；2003年2月至2005年底，监测次数又恢复到每年6次。海水内侵监测。1991年开始，山东省沿海各市（地）水环境监测中心对海水内侵进行监测，主要分析项目有钙、镁、钾＋钠、碳酸根、重碳酸根、硫酸根、氯离子等。1991—1992年，在青岛市区、烟台市区、潍坊市的寿光、寒亭、昌邑等地，共设监测站点600个，监测范围878.31平方千米。2002—2004年，在威海市区、烟台市区、日照市区、潍坊市的寿光、寒亭、昌邑等地，共设监测站点812个，监测范围1384.7平方千米。酸雨沉降监测。1992年7月—1993年6月，全省水利部门在济南、青岛、淄博、烟台、潍坊、济宁、临沂、威海、德州、滨州、聊城、菏泽等12个市（地）开展酸雨沉降监测分析。主要测试项目为：降水（湿沉降），包括pH、电导率、阳离子（NH4+、Ca2+、K+、Na+、Mg2+）、阴离子（SO42-、F-、Cl-、NO3-）；大气污染物（干沉降），包括SO2、NO2、TSP（测其重量及化学组成，包括pH、NO3-、SO42-、NH4+、Ca2+）；气象要素，包括降水量、风向、风速、气压、湿度、降雨类型。三、典型洪水测验山东省水文测验难度最大的是洪水测验，省内除鲁北、鲁西南等平原河道外，多为源短流急的山溪性河流，洪水暴涨暴落，持续时间短，且洪水实测时往往面临大风暴雨交加的天气（或夜间），给实测洪水过程增加了难度。洪水测验包括实测水位、流量、泥沙、水质等主要要素。（一）1987年小清河洪水测验 1987年8月26日12时—27日4时，济南市遭遇历史上罕见的特大暴雨。小清河发生1916年有水文资料记录以来最大的一次洪水。小清河黄台桥水文站自8月26日12时开始涨水。黄台桥水文站抢测洪峰，取得完整洪水过程资料。8月26日23时断面实测洪峰流量123立方米/秒，8月27日13时断面出现最高水位，超过防洪水位0.75米。（二）1993年淮河流域洪水测验 1993年8月4—6日，沂沭河及南四湖流域发生大暴雨至特大暴雨，临沂水文站出现8100立方米/秒洪峰流量。在抢测洪水时，吊船索滑轮被卡住，测船在河中随风颠簸2小时之久。水文职工冒着生命危险，涉水推船，排除故障。在通信设备遭暴风雨毁坏中断后，水文职工涉水十几里到邮电局发报，为抗洪抢险及时提供了雨水情信息。

图2-2 20世纪90年代初，基层水文工作者进行洪水观测（三）1996年洪水测验 1996年7月24—31日，大汶河流域连续降两次大暴雨，大汶河发生1970年以来最大洪水。7月24—25日，北望水文站开展第一次洪水测验，对过河缆被上游冲下的挖泥船挂住、测船无法测流的情况，水文职工立即改用比降—面积法测流。7月25日测得洪峰流量3480立方米/秒，26日排除险情，30—31日第二次洪水测验正常进行，31日测得洪峰流量2140立方米/秒。临汶水文站职工克服夜间测流无照明设备的困难，在水面宽1200米的断面上，每测一次耗时2～3小时，同时冒着随时被漂浮物撞击的危险，坚持用测船流速仪法测流、提取水样，测得完整洪水过程。7月25日测得洪峰流量3730立方米/秒，7月31日测得洪峰流量2910立方米/秒。 7月29日—8月12日，小清河流域降大暴雨或特大暴雨，小清河干流发生自1964年以来最大洪水。7月31日，金家闸上游洪水位超出分洪水位0.12米，岔河水文站测流设施被洪水冲毁。水文站职工立即改在断面上游桥上测流，淄博水文勘测队支援该站测流，完整测得本次洪水过程，测得洪峰流量230立方米/秒。 8月初，卫运河上游漳、卫河流域连降大暴雨，卫运河山东段发生自1963年以来的最大洪水。8月5日晚，南陶水文站洪水猛涨，漂浮物将水文缆道循环索拉断，测流铅鱼和流速仪沉入河底，改用测船测流后，又因大量漂浮物压向测船，将过河缆支柱拉倒，测船失控漂向下游，其中一人落水冲下4千米后上岸。该站再次及时改用桥测，测得整个洪水过程，测得洪峰流量1950立方米/秒。8月7日，洪水到达四女寺闸水文站，该站组织13名职工进行洪水测验。8月12日8时，减河下泄流量增加到489立方米/秒，大量漂浮物将减河低架过河缆拉断，该站立即组织架设，在第三次架设中，被拉断的钢丝绳将正在作业的两名职工打伤，其中一人受重伤。水文职工继续冒着生命危险，抢测到完整洪水过程，测得洪峰流量1520立方米/秒。（四）2003年洪水测验 2003年，山东省暴雨频繁，洪水发生早，汛期结束晚，各主要河流均发生了大洪水。全省水文系统共实测流量3101次。 4月17日，济南地区突降暴雨，小清河黄台桥水文站降雨量103.8毫米，发生较大洪水。由于是本年第一场洪水，又出现在汛前，沿河两岸堆积的枯草杂物尚未清理，顺流而下，直冲测流断面，流量测验困难。监测人员自中午12时到次日2时连续测流，尽力避开漂浮物，完整实测到本年度第一场洪水过程，实测最大洪峰流量为109立方米/秒。 8月22日—9月7日，南四湖流域平均降水量319毫米，受其影响，菏泽市7个县发生内涝，东鱼河洪水持续16天，洪水36小时居高不下。测流断面水尺被洪水冲毁。水文站职工跳入洪水中安装水尺，保证了水位正常观测，测得20年一遇大暴雨洪水完整过程。

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