吴铁钧 陈端丹 李昊

摘 要：以十堰市中小河流水文监测系统为例，通过系统运行后历次洪水的资料搜集、数据分析、经验公式计算等方法，从社会效益、经济效益和生态环境效益三方面论证该系统在监测预警、水资源保护、防灾减灾等方面的显著作用，可为同类工程的建设和效益评价提供理论参考。

关键词：中小河流;水文监测系统;效益评价

中图法分类号：P332             文献标志码：A               DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0405

1  项目概况

十堰市水文水资源勘测局（以下简称“十堰水文局”）中小河流水文监测系统建设项目分为2011年度、2012—2013年度两个项目，其中2011年度建设项目为改造水文站6处、新建水位站10处、新建雨量站31处、改造雨量站35处，2012—2013年度建设项目为新建水文站21处（其中神农架4处），新建雨量站116处（其中神农架11处），见表1。

通过中小河流水文监测项目建设，更加完善了十堰市（含神农架林区）中小河流网点，使水文站网密度及布局更为合理，辖区内流域面积200km2以上有防洪任务的中小河流控制率达到100%;提高了水文自动化测报水平，水位、雨量、蒸发等项目的自动监测能力达到100%，水文信息15min内传送到十堰局分中心、20min内传送到湖北省中心、30min内传送到国家防总。通过中小河流水文站网、通讯网络设施建设，有效监控辖区内的中小河流暴雨洪水灾害，并发出预警预报。

2  社会效益

2.1  为防汛决策指挥提供科学依据

2012年8月4日14～20时，受台风“苏拉”倒槽云系和弱冷空气共同影响，十堰市出现了“超75.8”型特大暴雨，丹江口市南部、房县东北部和十堰城区为特大暴雨，郧县南部为大暴雨，其中佘家河雨量站24h暴雨强度超500年一遇。

2.1.1雨情

4日8时—6日8时，辖区内累计雨量超过100mm的有24个站，超过200mm的有10个站，超过300mm的有4个站，超过400mm的有3个站，超过700mm的有1个站。暴雨集中在十堰中东部地区的郧县东部、丹江口南部、十堰城区东部以及房县东部，其他地区小到中雨，暴雨中心位于房县东部北河佘家河站，详见表2、图1、图2。

2.1.2  水情

2012年8月6日凌晨左右，主要受灾地区有8条主要河流陆续出现洪水峰值，浪河洪峰流量达1 360m3/s、官山河洪峰流量达2 350m3/s、茅塔河洪峰流量达866m3/s、马家河洪峰流量达1 030m3/s、田湖堰河洪峰流量达200m3/s、百二河洪峰流量达120m3/s。8月6日4～5时左右，田湖堰河、茅塔河、马家河3条河流下泄洪水汇流至泗河，洪峰流量达1 200m3/s左右。

2.1.3  工情

超设计洪水位3座中型水库为官山水库、茅塔河水库、浪河水库。官山水库上游最大来水流量2 350m3/s，水库最大泄洪量2 350m3/s，库水位最高达219.77m，超设计洪水位1.63m，库水位距坝顶2.53m，大坝下游电站厂房进水深1.6m;茅塔河水库上游最大来水量866m3/s，水库最大泄洪量578m3/s，库水位最高达276.1m，库水位距坝顶0.9m;浪河水库上游最大来水量1 360m3/s，水库最大泄洪量1 360m3/s，庫水位最高达209.22m，超设计洪水位1.52m，库水位距坝顶2.68m，大坝下游电站厂房进水深2.4m。

在“12.8暴雨”过程中，中小河流水文监测站网发挥了重要作用，及时测报水雨情，为防汛部门提供了大量水文信息和水情预测，十堰水文局分别在8月5日的十堰市第六次防汛会商会、8月6日的十堰市第七次防汛会商会、8月6日晚的十堰市委常委扩大会议上对十堰市水雨情状况作汇报，并应十堰市政府要求，提供了“12.8暴雨”官山河、马家河、茅塔河、大坪河、泗河的最高水位、洪峰流量、峰现时间以及其他受灾严重河流的情况，为政府部门会商决策、转移群众、水库泄洪调度提供了准确的科学依据。

2.2  提高了防汛应急反应效率

“12.8暴雨”过程中，十堰水文局同水利、气象部门配合，密切跟踪天气变化趋势，通过中小河流水文监测系统站网监测信息，先后及时发布暴雨预警信号5次，发布《专题气象服务材料》6份，发布雨情短信10余次。根据水文部门情报，十堰市防汛抗旱指挥部紧急启动防汛抢险应急预案。8月5日12时，十堰市防汛办根据《十堰市防汛抗旱应急预案》中的有关规定，启动了防汛四级应急响应;8月6日10时提升为三级，保证了防汛救灾工作有序进行。科学准确的水文预报，有效有力有序的应对措施，为疏散转移群众争取了时间。灾后2～3h，灾区转移群众达6万人，避免了更大的人员伤亡和财产损失。

以典型中小河流官山河流域为例，代表站孤山水文站本次降水过程从8月4日14时开始，至8月6日20时结束，历时3天，主要降雨过程集中在8月5日2时至8月6日8时，8月5日一天的降水量占本次过程降水量的90%左右。孤山站水位于5日7时起涨，水位26.77m，对应流量115m3/s，至5日21时，水位28.32m，流量在300m3/s以内，水位平均涨幅0.11m/h，小时最大涨幅0.85m;5日21时后水位开始猛增，21时至22时水位涨幅达到1.41m，6日0时至1时，水位35.76m，相应流量1 810m3/s，水位涨幅达到5.15m;6日凌晨3～4时出现洪峰水位36.08m（洪痕），洪峰流量2 350m3/s。降雨开始后，值班人员一直密切关注孤山水文站涨水情况，6日0时水位涨幅明显增大后，立即向十堰市防汛抗旱指挥部进行报告预警，分管副市长接警后亲自做出应急指示，指挥当地政府防汛，3时55分六里坪镇政府已将孤山水文站下游居民全部安全转移至火车站，此时六里坪大桥已被淹没。此次及时预警，确保了六里坪镇3.5万人的安全转移，为保证孤山水文站下游六里坪镇居民生命财产安全发挥了重要作用。

2.3  为提升水文公共服务水平提供技术支撑

十堰市城镇化的全面推进，对城市供水保障能力、洪涝防御水平、水资源生态环境容量等方面提出了更高要求，大量的水利事务都要求水文发挥更加全面的参谋作用和社会服务功能，因此，城市水文的公共服务更显得尤为重要。中小河流水文监测系统的建设，全面完善了十堰水文局辖区内的基础站网设施，在进行防汛测报的同时，还能运用先进的设备进行墒情监测工作，完成地区旱情评估，提高旱情监测能力。同时，中小河流水文监测系统建立了水文信息共享服务平台，通过水文网站、LED显示系统等手段，将水文信息产品向社会发布，将单一服务的“行业水文”拓展为面向全社会服务的“社会水文”，为政府决策、社会发展、民众生活发挥了重要作用。

3  经济效益

“12.8暴雨”引发暴雨山洪，破坏力巨大，形成多种灾害，给受灾区域带来了巨大损失。据不完全统计，截至2012年8月12日8时，十堰全市五县一市四区，70多个乡镇14.86万户、58.65万人不同程度受灾，房屋倒塌13 821间，受损25 396间，冲毁路面1 128km，农作物受灾面积达36 166.7hm2，167家企业厂房进水，大批设备被淹，直接经济损失达32.85亿元（摘自十堰市政府灾后相关统计资料）。汛情发生后，十堰水文局密切跟踪天气变化趋势，加强监测、预警、预报工作，及时发布水雨情信息和洪水预报。在抢险救灾过程中，中小河流水文监测系统发挥了不可替代的作用，为疏散转移群众争取了宝贵时间。灾后2～3h，灾区转移群众达6万人，避免了更大的人员伤亡和财产损失。

据估算，“12.8暴雨”洪水过程中防洪减灾避免的经济损失约76.65亿元，其中水文情报预报在防洪减灾中的经济效益按下式计算：

B-水文情报预报防洪减灾直接经济效益;

ki-水文情报预报的直接经济效益在防洪减灾受益单位减少（或避免）的经济损失中所占的比例系数，根据实际情况采用10%;

bi-防洪减灾受益单位减少（或避免）的经济损失;

n-防洪减灾受益单位总数。

按上式估算，中小河流水文监测系统水文预报在“12.8暴雨”洪水中发挥的直接经济效益达7.67亿元。

4  生态环境效益

十堰市因车而建，因车而兴，先建厂后建市，先生产后生活，历史欠账较多，环保基础设施建设先天不足。中小河流水文监测系统的建设，大大提升了辖区内水质水量监测能力，如城区主要河流神定河，天然来水量较小，加之上游水库拦蓄使得城市生活、工业生产供水，下游河道水量锐减，且神定河接纳了十堰城区绝大部分生活污水和工业废水，使其成为十堰城区主要纳污河流，水质长期处于劣Ⅴ类水。神定河又是丹江口水库的入库支流，所以对神定河的水质水量监测对于确保南水北调工程“一库清水永续北流”有着重要现实意义。中小河流水文监测系统建成后，神定河区域代表站东风水文站全面承担神定河流域的水质水量监测工作：能够监测神定河降水量、蒸发量、流量及研究其时空分布规律;能够监测神定河主要污染物排放量，评价河流水环境质量状况，评价河段水质达标情况;可以收集神定河废污水入河量、污水处理厂收集污水、雨水情况，分析河流径（流）污（水）比，判断河流污染程度;可以分析河流的水文要素及水文参数，确定河流的主要污染环境容量，为河流综合治理提供技术依据;可以进行神定河上游水库供水功能转化为下游河道生态水量补水、稀释污水下泄水量分析。

通过东风水文站对神定河流域水质水量的监测，协助十堰市政府全面开展十堰市不达标五河（神定河、泗河、犟河、剑河、官山河）综合治理，采取“控污、清污、减污、截污、治污”等综合措施，改善水质。中小河流水文监测系统发挥效益以来，神定河主要污染物呈明显下降趋势，实现了“不黑不臭”。

5  社会经济效益总体评价

据统计，十堰市多年平均因防洪工程避免的经济损失可达9.8亿元（根据《2015年度湖北省气候评价年报》相关数据估算），其中水文情报预报在防洪减灾中的直接经济效益比例系数根据经验采用10%，即水文站网监测在防洪减灾中发挥的年平均减灾效益约9 800万元，中小河流水文监测系统站点占十堰市（含神农架林区）站点总数的74%，故所发挥的经济效益按此比例估算为7 252万元，减去年运维费用168万元，约合7 084万元。中小河流水文监测系统站点设计使用年限（电子产品）为10年，故保守估计在工程使用寿命内能发挥的经济效益可达7.1亿元，投入产出比很大（详见表3）。

6  結语

随着我国城镇化步伐的不断加快和新农村建设的深入推进，中小河流沿岸人口快速聚集、经济总量持续增长，迫切需要提供与之相适应的水旱灾害防御保障。十堰市中小河水文监测系统项目的实施，极大地充实了十堰市中小河流水文站网密度，扩大了水雨情信息的收集范围，填补了中小河流域水文资料的空白。项目建成后，极大提高了本地区中小河流水雨情信息的时效性和准确性，拓宽了水文服务领域，为防汛抗旱决策提供全面、及时、准确的信息技术支撑。

参考文献：

[1] 王晓勇.中小河流水文监测系统建设分析[J].河南水利与南水北调，2017（3）：28-29.

[2] 刘立雪.中小河流水文监测系统建设项目简析[J].水文视野，2016（1）：15-17.

Evaluation of Benefits of Hydrological Monitoring System of Small and

Medium-sized Rivers in Shiyan City

Wu Tiejun    Chen Duandan    Li Hao

（Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Shiyan City，Shiyan  442000，China）

Abstract：This paper takes the hydrological monitoring system of small and medium rivers in Shiyan City as an example. Through the methods of data collection，data analysis，and empirical formula calculation of the previous floods after the system has been operated，the system is demonstrated from the three aspects of social benefits，economic benefits and ecological environmental benefits. The remarkable functions of early warning，water resources protection，disaster prevention and mitigation，etc.，can provide theoretical references for the construction and benefit evaluation of similar projects.

Keywords：small and medium rivers;hydrological monitoring system;benefit evaluation

收稿日期：2021-01-22

作者简介：吴铁钧，男，主要从事水文与水资源相关工作。E-mail：709053690@qq.com