水资源（水量）监测技术方法

1. 水资源（水量）监测技术方法 水利部水文局水资源监测与评价处处长 水利部地下水监测中心常务副主任 章树安 教高 2012年4月

2. 目 录 一、为什么要开展水资源监测？ 二、水资源监测站网规划主要原则 三、全国省际河流省界断面规划主要成果 四、水资源监测主要技术方法

3. 一、为什么要开展水资源监测？

4. 1.1水资源监测定义与水文监测主要区别 • 1.1.1 定义 水资源监测（water resource monitoring ） • 对水资源的数量、质量、分布状况、开发利用保护现状进行定时、定位分析与观测的活动。 • 水资源监测从广义上讲就是对自然水循环和社会水循环过程中水文要素进行监测。 • 自然水循环主要包括：降水、蒸发、地表径流、土壤水、地下水；社会水循环主要包括对供、取、耗、排用水过程进行监测。

5. 1.1.2 与水文监测主要区别 • 1、站网布设。传统水文监测主要以河流水系为基础进行水文站网布设，体现在一条线上；而水资源监测站网布设，除水文监测外，还涉及取用水，土壤与地下水等，由线到面，由陆面（平面）到立体。 • 2、主要监测方法与手段。水文监测以驻站测验为主，巡测和自动监测为辅，流量测验不要求在线监测；水资源监测以巡测和自动监测为主，驻测为辅，结合调查统计，流量监测一般要求实现在线监测。

6. 1.2 为什么要开展水资源监测 • 1.2.1 中央1号文件要求 • 1、水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利、除水害、事关人类生存、经济发展、社会进步，历来是治国安邦的大事。 • 2、实行最严格的水资源管理制度 • （1）建立用水总量控制制度。 • （2）建立用水效率控制制度。 • （3）建立水资源水功能区限制纳污制度。 • （4）建立水资源管理责任和考核制度。

7. 3、对水文工作的要求 • 加强水文气象基础设施建设，扩大覆盖范围，优化站网布局，着力增强重点地区、重要城市、地下水超采区水文测报能力，加快应急机动监测能力建设，实现资料共享，全面提高服务水平。加强监测预警能力建设，加大投入，整合资源，提高雨情汛情旱情预报水平。加强水源保护和水质监测，确保工程长期发挥效益。加强水量水质监测能力，为强化监督考核提供技术支撑。

8. 1.2.2 《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》 2012年1月12日，国务院以国发〔2012〕3号文件发布了《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》，这是继2011年中央1号文件和中央水利工作会议明确要求实行最严格水资源管理制度以来，对实行该制度作出的全面部署和具体安排。 《意见》明确了主要目标：确立水资源开发利用控制红线，到2030年全国用水总量控制在7000亿立方米以内；确立用水效率控制红线，到2030年用水效率达到或接近世界先进水平，万元工业增加值用水量（以2000年不变价计）降低到40立方米以下，农田灌溉水有效利用系数提高到0.6以上；确立水功能区限制纳污红线，到2030年主要污染物入河湖总量控制在水功能区纳污能力范围之内，水功能区水质达标率提高到95%以上。

9. 1.2.3 是实施大水文发展的需要 1、概况 新中国成立以来，随着我国水利和国民经济建设的快速发展，水文事业已快速发展。目前基本形成覆盖主要江河湖库、布局较为合理、功能比较完备的水文站网体系。全国水文系统现有各类水文测站39799处，其中国家基本水文站3183处、水位站1407处、雨量站15750处、水质站6097处、地下水站12522处；主要江河干流水文自动测报能力得到较明显提高，水文信息服务范围不断扩大，水文服务能力与水平不断提升。为国民经济建设、防汛抗旱减灾、水资源科学管理、水环境保护与水生态修复等提供了大量信息服务和决策支持，取得了巨大的社会和经济效益。特别是近年来，在全球气候变化日趋明显、经济社会发展日新月异、水资源条件深刻变化的历史背景下，水文的基础地位更加重要，支撑作用更加突出，发展前景更加广阔。

10. 2、问题 一是当前我国水文站网总体密度较低，不能满足防汛抗旱减灾、水资源管理、水环境和水生态保护等方面的要求，特别是为中小河流治理、防治山洪灾害、抗旱、行政区界水资源管理服务的站网非常稀少。 二是自动监测与应急机动监测能力较低，水文自动测报系统整体覆盖率不高，特别是地下水、土壤墒情、水质等要素的监测，大部分还是人工监测；应急机动监测能力整体不强，没有形成应急机动监测体系。 三是水文信息服务整体水平不高，目前大多数信息服务还处在基本信息提供方面，深入分析的成果与产品较少；在山洪、城市洪涝预警预测、旱情定量综合分析评价、水资源配置与水生态修复分析评价等还相当薄弱。 四是服务领域还比较狭窄，在服务国民经济建设、城乡发展以及农村水利、饮水安全、水土保持、水利工程运行管理等方面的还不够深入。 五是水文管理体制与机构设置还不能满足实行最严格的水资源管理制度需要。

11. 3、措施 • 一是要加快水文站网建设，夯实水利发展基础。 • 二是加强水文监测，提高应急监测能力。 • 三是加强水文服务，全面提高服务水平。 • 四是切实加强对水文工作领导，积极推进水文现代化建设。

12. 1.2.4 国家水资源监控能力建设需要 • 总体目标： 自2012年起，用三年时间完成近期建设，基本建立国家水资源管理系统框架，初步形成与实行最严格水资源管理制度相适应的水资源监控能力，逐步增强支撑水资源科学管理和“三条红线”监督考核的能力。 • 水利部决定依托水利部水文局组建部项目办。

13. 二、水资源监测站网规划主要原则

14. 2.1 最严格水资源管理制度红线控制目标 1. 用水总量控制指标 以2008年《水资源公报》统计的全国用水量5910亿立方米为基础， • 2015年，全国用水总量控制在6200亿立方米以内; • 2020年，全国年用水总量力争控制在6700亿立方米以内; • 2030年，全国用水总量力争控制在7000亿立方米以内。

15. 2.用水效率控制红线 监督考核指标 2015年，全国万元工业增加值用水量比现状下降30%以上，农业灌溉水有效利用系数提高到0.53以上。 监测评价指标 2015年，农田实际亩均灌溉用水量降到400立方米以下，规模以上工业企业用水重复率提高到90%，城镇节水器具普及率达到85%以上。

16. 3. 水功能区限制纳污红线 • 2015年，饮用水源区水质达标率总体上不低于90%，省界缓冲区水质达标率不低于60%，保护区和保留区水质达标率有所提高。全国重要江河湖泊水功能区水质化学需氧量（COD）和氨氮达标率达到60%以上。 • 注： 氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。 动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氨。

17. 2.2 水资源水量监测站网规划的思路与目标 2.2.1 基本思路 • 围绕水资源开发利用和用水效率红线控制目标要求，明确行政区界（省界、地市界）、地下水、取用水监测站网布设的原则，提出具体的行政区界监测断面名录、地下水控制代表井名录、取用水监测站点； • 优先对流域和行政区域水量分配方案确定的地区进行部署（25条河流、54条河流）；对用水效率指标已分解到地区、行业和重点用水监控单位的，开展用水效率监测与复核； • 加快开展水资源监测工作，满足对相应流域和行政区域水资源管理监测评估和监督考核的要求。

18. 2.2.2 规划的主要原则 1.统一部署、突出重点的原则 统一部署监测站网，优先对拟确定开展水量分配方案的54条河流进行建设；逐步推进与开展其他省界站建设。 2.水量水质兼顾，发挥整体功能的原则 同一断面能够同时开展水量水质监测的，应首选作为省界站。水量水质监测断面难以统一在同一位置的，可以省界水质断面等代表的省界缓冲区的水质与水量监测站相匹配。

19. 3.避免重复、节约投资的原则 一是充分利用已有的省际河流水文测站，确立已建站优先原则；二是确立流域机构优先原则，加强流域与省、省与省之间的协调，避免站点重复布设；三是与“十一五”、“十二五’水文基础设施建设规划相协调，避免重复投资。 4.以人为本、适度超前的原则 在测站建设中考虑交通便利、坚持以人为本。根据水文测站（监测断面）条件，驻测站以提高自动监测能力为主，新建站优先采用巡测和自动监测方式。 5.信息共享，利用已有资源的原则 流域与有关省的信息共享，保证未设站省（流域）及时、同步得到监测信息，保证量化考核公开、公平性。

20. 2.2.3 规划要注意坚持五个结合 • 一是要结合水文事业发展规划、十二五建设规划等成果进行规划； • 二是要充分结合目前正在开展的河湖普查相关成果； • 三是地下水监测站选择应充分考虑国家地下水监测工程项目和机井普查成果； • 四是要重点规划好拟开展水量分配方案的54条河流； • 五是要与已开展或规划的水质监测断面相结合，水量水质监测断面难以统一在同一位置的，可以省界水质断面等代表的省界缓冲区的水质与水量监测站相匹配。

21. 3、水资源监测目标 地表水监测目标

22. 取水计量监测目标

23. 通过典型监测与抽样调查，基本满足用水效率控制指标监督考核和监测评价的有关要求通过典型监测与抽样调查，基本满足用水效率控制指标监督考核和监测评价的有关要求 • 行业用水监测目标 • 2015年前，对确定的国家重点用水监控单位，重点监控万元GDP用水量、农田实际亩均灌溉用水量、工业用水重复利用率、城镇人均生活用水量等指标

24. 地下水监测目标 • 重点对地下水超采区、保护区和水源地等进行地下水水位监测。 2015年，对超采区进行监测与调查；抓紧落实《国家地下水监测工程》项目，加快国家地下水监测网络系统建设，基本满足对各水资源一级区地下水开发利用的全面监控，地下水监测基本满足地下水禁采、限采等要求。

25. 2.3 水资源水量监测站网布设原则 1、地表水 ①省界断面监测 • 省界断面定义：本规划中的省界断面是指上下游分别穿越不同的省（自治区、直辖市）行政区界或左右岸分界的主要河流（湖泊）的水量监测断面。凡省界附近一定范围内设有水文站（水文控制断面），区间无支流分散，水量连续的，或通过上下游断面量测的水量数据内插计算能满足精度要求的，可作为省界监测断面。

26. 省界监测断面的布设原则： • 大江大河干流的省界必须设置监测断面（涉及到左右岸界时应根据实际用水量情况在省际河段内加密布设监测断面）； • 流域内一级支流或水系集水面积>1000Km2的河流所涉及的省界应设置监测断面； • 重要调水（供水）沿线跨省界、跨流域的应设置监测断面； • 水系集水面积<1000Km2水事敏感区域或水质污染严重的河流所涉及的省界应设置监测断面、开展监测。 ---结合参考：全国水文站网普查与功能评价报告 水资源水量监浊技术导则

27. ②设区市界控制断面监测 设区市界控制断面定义：由各省（区、市）根据区域实际情况和水量控制需求来确定。 设区市界控制断面的选取原则： • 省界断面中可以兼做区市界断面的应作为区市界控制断面（涉及到左右岸界时应根据实际用水量情况在市际河段内加密布设监测断面）； • 大江大河的二级支流或河流集水面积>500 km2的区市界应设置控制断面； • 重要的跨区市界、跨流域（水系）调水（供水）线路上应布设控制断面。 • 水系集水面积<500Km2水事敏感区域河流的设区市界应设置控制断面、开展监测。

28. 2、地下水监测 • 地下水的监测依托现有地下水监测站网，并结合国家地下水监测工程和各省已建和规划建设的地下水自动监测系统的站网，满足分层位对地下水位、开采量考核指标的监控要求。

29. 监测站点选取原则 • 以水文地质单元和地市或县级行政区相结合为原则。浅层开采模数大于1万方/km2的每县不少于5眼，其余1-3眼；深层应在主要开发利用的含水层中布设控制代表井，开采模数大于0.3万方/km2每县不少于3眼，其余不少于1眼；若主采层包含多个含水层，则应分别布设。 • 特殊类型区可适当加密。其中地下水大型严重超采区不少于20眼，中小型严重超采区不少于10眼，大型一般超采区不少于10眼，中小型一般超采区不少于5眼。水源地要求开展水位、水量、水质同步监测，宜采用自动监测，大型水源地不少于10眼，中小型水源地不小于5眼。

30. 3、取用水量监测 基本原则 • 以能够满足取用水计量监测目标为原则，采用水文部门有选择监测和对其他部门的监测资料汇交、复核方法实现监测目标。 • 水文部门可选择重要或大型取水口门或用水户进行典型监测，对其他监测数据进行抽样复核和资料汇交、整编和水量平衡分析计算。

31. 农业取用水的监测。主要对大型灌区取水口进行监测与水量复核，对重要的中型灌区进行抽样监测与统计复核，开展分析评价。 • 工业取用水的监测。对工业取水用户进行抽样监测与统计复核。对确定的国家用水监控单位主要产品用水定额进行监测评价，开展水平衡测试分析。 • 居民用水的监测。重点针对居民用水习惯、用水器皿以及节水意识等进行抽样调查，抽样核查用水量（水表），进行统计分析。

32. 三 省界站站网规划主要成果 3.1 省界站分类 根据控制省际河流情况和所在位置，分三种情况： • 一是在穿越上下游省界的省际河流上，省界断面附近设立的水文测站； • 二是省际河流是沿河流左右岸为省界，在河流沿左右岸为省界的河流上或在注入沿河流左右岸为省界的省际河流的支流把口上设立的水文测站； • 三是凡省界附近一定范围内设有水文站，区间无支流分散，水量连续的，或通过上下游断面量测的水量数据内插计算能满足精度要求的测站，可作为省界站。

33. 3.2 省界站的主要特点 省际河流省界站与传统水文站网的规划布设的测站有所不同，具有以下几个方面的特点： • 规划选取原则不同 • 布设的目的和具体要求不同 • 测站功能不同 • 监测实时性要求不同 • 测验项目的重点不同

34. 3.3 省界站规划的主要内容 1、省界站的布设原则 • 大江大河干流的省际河流省界附近必须设置监测断面（涉及左右岸界时，应根据实际用水量情况在省际河段内加密布设和入省际河段支流河口处布设监测断面）； • 流域内一级支流或水系集水面积>1000Km2的省际河流省界附近应设置监测断面； • 重要跨省（流域）调水（供水）工程在省界和流域界附近的应设置监测断面； • 水系集水面积<1000Km2水事敏感区域或水质污染严重的省际河流，省界附近应设置监测断面。

35. 2、省界站的选取原则 • 已建站优先原则。已设立有水量、水位或水质等测站（断面）的，可优先纳入本规划作为省界站。 • 流域机构优先原则。流域机构因水资源管理需要迫切需要开展监测的，流域机构可优先于省（区、市）设立省界站。 • 已列入相关规划的优先原则。已列入现有水文十二五基本建设规划等相关规划成果的，可优先纳入本规划作为省界站。 • 测验条件好的优先原则。经过查勘测站附近有良好的测站控制条件，有利于保证流量测验精度，便于布设测验设施的，可优先纳入本规划作为省界站。 • 交通便利的优先原则。经过查勘测站交通条件便利，便于巡测的，可优先纳入本规划作为省界站。

36. 3、规划主要成果 (1)总体规模 • 本次规划全国省界站共841处。其中，利用现有测站（断面）359处，规划新建测站（断面）482处。 • 其中，在拟确定开展水量分配的54条河流上布设的省界站有445处，占规划总数的53%。 • 根据水量水质兼顾原则，本次规划的841处省界站同时开展水质项目监测。

37. 规划直接利用现有的359处水文站作为省界站。其中，有48处不需新的投资建设，有311处需要投资改建。规划直接利用现有的359处水文站作为省界站。其中，有48处不需新的投资建设，有311处需要投资改建。 • 采用驻测的有341处，占改建站总数的95%； • 采用巡测的有18处，占改建站总数的5%。 规划新增的482处省界站中， • 采用驻测方式86处，占新建站总数的18% • 采用巡测方式357处，占新建站总数的74% • 采用自动监测方式39处，占新建站总数的8% 规划新增的482处监测站中， • 有254处布设在流域面积大于1000Km2以上的省际河流上，占新建监测站（断面）的53% • 布设在小于1000Km2省际河流上有228处，占新建监测站（断面）的47%。

38. 全国省界断面水资源监测站网规划按流域片汇总表全国省界断面水资源监测站网规划按流域片汇总表

39. (2)流域机构 本次规划的省际河流监测站（断面）中，属流域机构直接管理的共217处，其中利用现有测站（断面）70处（其中需改建54处），新建147处。 流域机构管理的147处新建站中， • 采用巡测方式的78处，占新建测站总数的53% • 采用自动监测的32处，占新建测站总数的22% • 采用驻测方式37处，占新建测站总数的25%

40. 7个流域机构布设的省界站汇总表

41. 3.4 站网布设初步分析评价 1、分析评价基本方法与步骤 • 资料收集与分析 • 主要依据河湖普查资料，第二次水资源评价资料成果，水文年鉴、水利手册、水情手册等，列年全国水资源公报，降水等值线图、径流深等值线图、径流系数分布图等。 • 分析计算方法 • 对已有水文站或有较高监测频次的巡测断面的省际河流，可利用省际河流上已有测站断面以上多年平均径流量，按集水面积放大或缩小，通过面积比推算省界以上的径流量。 • 对于目前没有布设水文站的省际河流，按收集到的有关资料与图件，可采用面积和径流深进行径流量推算。

42. 评价指标 • 本规划布设省界站的1000 km2以上省界河流条数占全部1000 km2以上河流条数的比例。 • 各省级行政区规划布设省界站的省界河流出、入省境水量占省级行政区域的多年平均出、入境水量的比例。

43. 分析计算步骤 • 首先以流域为单位，逐条河计算出径流量，再计算规划布设省界站的控制断面径流量或面积比（省界站集水面积/该河流流域面积)。 • 进行省级行政区的出、入境水量汇总，有的省分属两个或以上流域，需要对不同流域控制的出、入境水量进行汇总。 • 依据水资源评价成果，列出各省界多年平均出、入省境水量，然后根据上述计算成果除以该省多年平均出、入省境水量，得到省级行政区出入境水量监测控制的比例。

44. 2、规划成果分析 （1）流域面积1000 km2以上的省际河流布设情况分析 经本规划统计分析，全国流域面积1000 km2以上的省际河流条数为367条，本规划共在其中333条河流上布设省界站，规划布设省界站河流条数占统计的流域面积1000 km2以上省际河流总数的91%。

45. 流域面积1000 km2以上省际河流布设省界站河流数汇总表

46. （2）规划布设省界站控制出入境水量情况分析（2）规划布设省界站控制出入境水量情况分析 本次站网规划后，除海南省无省界站未统计出入境水量，新疆自治区未设立省界站，未统计出入境水量外，本规划841处省界站对省级行政区界的平均入境水量监测控制率约为86%，出境水量监测控制率约为88%。

47. 3.6 省界站建设基本要求 3.6.1 省界站建设分类与基本要求 本规划省界站建设方案分类主要以流量测验方式、新建和改建类型进行划分，分为新建自动站、新建巡测站、新建驻测站以及改建站四类。

48. 1、自动监测站基本要求 自动站一般适宜于水位流量关系较稳定的河流和渠道；一般需要进行断面整治、设备安装等土建工程；对新建站，需要征地，建设相应的生产用房。 • 水位，必测项目。要求实现信息自动采集与传输。 • 降水，可选项目。要求实现信息自动采集与传输。 • 水质，必测项目。主要建立水质断面标和配置采样设备 • 流量，必测项目，一般有以下几种方式 ： • 通过仪器监测的自动站，可采用的主要仪器设备有：水平式ADCP、时差法超声波测流等，一般适宜水面宽在300m以内的河流和渠道。 • 水力学计算方法，一般需建设适合测验断面测流的标准堰槽等设施，也可利用已有水工建筑物、闸坝等。

49. 2、巡测站基本要求 一般对于水位变幅较小，流量变化不剧烈，或水位流量有一定关系的河流和渠道，可采用巡测方式；一般需要断面整治、设备安装等土建工程；巡测车配置原则以管理机构或巡测队（中心）到相应省界站车程在2小时以内进行控制；对新建站，需要征地，建设相应的生产用房。 • 水位，必测项目。要求实现信息自动采集与传输。 • 降水，可选项目。要求实现信息自动采集与传输。 • 水质，必测项目。主要建立水质断面标和配置采样设备 • 流量，必测项目，一般有以下几种方式 ： • 快艇测验。在水网区或湖区，采用快艇巡测，一般需配置巡测快艇、常规测流设备或ADCP进行流量测验。 • 缆道测验。一般需建设标准缆道或简易缆道进行流量测验，需配置常规测流设备、巡测交通工具等。 • 桥上测验。一般是利用测验断面附近的桥梁，用桥测车与常规测流设备等进行流量测验。

50. 3、驻测站基本要求 测验条件无法适用自动监测和巡测的测站（断面）或测验项目较多的测站，采用驻测站方式；一般需要进行断面整治、设备安装等土建工程；对新建站，需要征地，建设相应的生产、办公用房。 • 水位，必测项目。要求实现信息自动采集与传输。 • 降水，必测项目。要求实现信息自动采集与传输。 • 水质，必测项目。主要建立水质断面标和配置采样设备。 • 泥沙，可选项目。应配置相应的泥沙采样等仪器设备。 • 蒸发和气象辅助观测，可选项目。应配置相应的监测仪器设备和建设必要的设施。 • 流量，必测项目，一般有以下几种方式 ： • 船测。利用船舶与常规测流设备或ADCP进行流量测验，一般适用于河面宽广、水深较深、建缆道较困难的河流。 • 缆道测验。通过建设缆道及附属设施，配置相应的流量监测仪器设备进行测验，一般适用于水面宽小于500m的河流。