水文測驗
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什麼是水文測驗[1]
水文測驗是指系統收集、整理和傳輸水文數據的全過程。水文測驗工作是水文工作的基礎,是防洪減災工作的重要組成部分。
水文測驗的重要性[2]
水文測驗是水文工作的一個重要組成部分,是國家一項重要的基礎工作,在水利規劃、水工程建設管理、防汛抗旱、水資源管理與保護工作中都發揮了重要作用。水文測驗的核心內容是監測與分析評價水資源的質量狀況及其變化規律,為國家和各級政府開發利用、管理與保護水資源提供科學依據。多年來,內蒙古的水文測驗工作為水資源開發利用、保護與管理提供了大量可靠、翔實的科學依據,發揮了不可替代的行業作用,取得了很大的成效,各地也都探索並積累了一些很好的經驗。但是,也應該看到,水文測驗工作發展還不平衡。當前,洪澇災害、水資源短缺、水環境惡化問題仍然是制約內蒙古全區乃至全國的社會經濟發展的重要因素,特別是水資源短缺問題非常嚴重。
因此,需要加強水資源的統一管理,而水資源的管理工作迫切需要水資源監測工作跟上去。例如節水問題、對污水的控制處理、水資源的配置、水權水市場的建立等,沒有水資源監測基本資料的支持是不行的。這裡提到的水資源監測是大水文觀念中派生出來的一個新名詞,它是指為水資源管理、保護、配置和調度等方面服務的水量、水質(包括地表水和地下水)的監測,它是水資源管理、保護、配置、調度的技術保障,是經濟社會和水利工作發展對水文工作提出的新要求。它既是水文工作的重要內容和組成部分,又是水文監測的延伸和拓展,同時也是水文自身發展的需要。這是水文發展的新機遇,水文工作也必將在水資源管理和保護中發揮更大的作用,為水資源的可持續利用,為我國經濟社會發展和國民經濟的可持續發展提供優質的水文服務。
當代水文測驗的要求[3]
當前社會正飛速發展,各行各業在齊頭併進的同時,出現了許多新的問題,如局部洪澇災害、水資源浪費、水資源短缺、水環境惡化、污水的控制處理、水資源的配置、水權水市場的建立等都日顯突出,這些問題的解決都必須建立在基本水文資料的收集應用基礎上。因此,水文工作的作用不僅限於水利領域,而是融入社會生活的各個方面。水文資料的應用範圍擴大後,對水文工作的要求也在提高,如何應對水利發展和社會進步,這是水文工作的新挑戰。因此,抓住社會需求,調整傳統水文測驗方式,並實現水文測驗技術創新已成為急需解決的課題。
1.測驗思想的適應性
歷史上,水文在許多行業中屬於較為偏僻的專業,其發展相對獨立,而水文測驗又是水文專業里較為基礎的學科,也是一門理論與實踐結合較為緊密的學科。隨著我國社會發展進程的加快,對水文工作的需求性也提高了,水文也和其他行業一樣在謀求發展的目標和方向。2005年水利部頒佈了《水文現代化指導意見》,明確提出要應用現代科學技術,依靠思維創新、體制創新、機制創新和科技創新等手段,積極推進水文測驗方式改革。長江水利委員會水文局以此為契機,廣泛宣傳和開展長江水文技術創新工作。近5年來,長江水文局自上而下,從技術層面、管理層面和思想觀念層面等各個方面開展了廣泛的討論,使水文職工從思想上意識到要進步、要發展不能局限於過去傳統的方式和方法,要與國際接軌(體現在需求分析模式和服務理念),同時又需體現中國特色(我國的具體情況決定了為防汛服務是水文測驗工作的一個重要特點),只有這樣,才能不斷提升水文工作的效率和價值。
2.測驗規範和標準的適用性
長期以來,水文測驗質量管理主要依據現行的國標或部頒的水文測驗行業技術規範以及區域水文測驗技術補充規定,因此,規範或規定的適用性和科學性就顯得十分必要。許多現行規範是根據當時的社會需求和技術手段等具體情況而編製的,雖然規範中的絕大部分仍然適用,但部分內容與當前的社會需求還有許多不相適應或值得商討的地方。
通常把國家基本水文站網內測站所進行的水文測驗稱之為基本測驗,而把專用站或為某項目進行的測驗稱為專項測驗。基本站的設置時限相對較長,為了能以一種統一的方法和一致的質量標準反映水文的時空變化,基本站斷面的選定,均嚴格按水文測驗技術標準實施。而專項測驗則因目標的多樣性,只能按照工程建設等特有的目的設站,測驗地點往往不具備基本站的條件,甚至相差甚遠,故目前所頒佈的各項技術標準,其內容都未提及專項成果應達到的質量指標,有的更明確地表示其內容只適用於基本站。因此若把基本測驗的準則直接套用到專項測驗上進行成果質量評定,其結果難以達到測驗的要求。
對於現行規範與社會需求的不適應性,首先應該思考水文測驗精度到底需不需要那麼高;傳統的水文測驗方式方法的精度是不是就一定很高。對於這些問題,唯一的途徑就是要解放思想,以實事求是的態度,採用先進的測量儀器設備,對資料進行科學的分析,逐步理清水文測驗規範的合理性,並體現其應有的前瞻性和科學性。
水文測驗的問題及採取措施[2]
(1)防洪工程的綜合治理,使水文要素產生了新的變化。就內蒙古自治區來說,通遼市乃門他拉水庫、阿拉善盟夏拉淖爾等大中型水庫的除險加固,黃河幹流、大黑河、額爾古納河、嫩江、海拉爾河等河流的綜合治理,呼和浩特、卓資山、豐鎮等城市橡皮壩的建設、攔河樞紐等工程以及水土保持工程的實施(加大坡面水滯蓄能力,增加陸面蒸散髮和人滲量,從而減小地表徑流)、地下水的超採等等,都改變了原有水文要素的規律,閘門流量加大或減小,同級水位流速、流量的變化等都直接影響到水文要素的變化,對分析水文資料、提供水情服務帶來了新的問題。因此,水文測站要瞭解掌握流域內工程情況的變化,摸索河道行洪規律,採取相應的測驗對策。管理部門的有關科室要開展資料分析和研究工作,如:水位流量關係的變化、水位流量單值化的分析、測流方式的精簡分析、各種測流繫數的試驗等。
(2)新技術的應用,對水文職工提出了新的要求。遙測系統、微機測流系統、固態存儲、超聲波水位計、電腦網路等先進技術的應用,對每一個水文人來說都是一種新的挑戰,水文工作者只有不斷學習新的知識、掌握新的技能,才能始終與社會發展同步。
(3)人類活動的影響,改變了水文測驗固有的工作模式。跨流域調水、河道引水的不確定性、灘地開發、農業種植結構的調整、國家治水方略的調整、水文斷面大部分時間河乾等,都對水文測驗工作帶來了新的課題。應走出原有固守斷面的工作模式,加大水文巡測和水文調查的力度,尤其應加強渠道測流、水量巡測和引水口門的控制。同時,要重視小流量的測驗。在枯季小流量測驗中,由於河道串溝多、垂線水深偏大、水位觀測代表性不高、流速儀相對位置誤差較大、測流垂線布設不足等原因,導致枯水期實測水量產生較大誤差。因此,要強調枯季測流減少測次不能降低精度,選擇合理斷面而不能應付差事。
(4)資料整編與測驗工作的脫節,難以通過資料整編指導測驗工作。20世紀80年代以來,水文資料整編工作逐步由電腦代替了人工計算,整編工作的重點放在了對資料的一、二、三校 ,缺少了對原始資料的合理性檢查、流域內各觀測點的一致性審查,出現了個別站點資料不合理、上下游水量不平衡的整編成果。因此,要加強資料整編前後對觀測資料的合理性審查,通過水量平衡分析、上下游流量對照、降雨徑流相關分析等多種途徑,提高資料整編成果的質量和可靠性。
(5)日常測驗工作與分析研究結合不夠,導致重覆勞動、無效勞動。堰閘站瀉流曲線的率定、上游站單值化的分析、報汛站水位流量關係的分析等,應該作為一項長期任務來抓,成熟一個,審批一個,應用一個,用技術手段減少測站職工的勞動,保證測報工作的質量。要有計劃地對監測人員進行培訓,並通過試點和專項技術研究,在實踐中培養和鍛煉人才,提高工作人員的積極性、創造性。通過提高工作人員的素質,確保測驗工作的質量。
(6)水文基礎設施建設滯後,缺乏快速應變能力。目前,不論是水量測驗還是水質測驗,設備、設施的落後,影響了水文測驗的時效和精度。要重視水文測驗基礎設施的現代化建設,特別是要加強能力建設,提高測洪標準和測驗精度,建立備用手段和應急保障體系。在完善常規測驗儀器設備配備的基礎上,大力提高水文巡測系統的機動、快速反應能力和自動測報能力,實現重點地區、重點水域的自動測報系統。增強水文測驗的整體實力,以適應經濟社會可持續發展對水資源管理的要求。
(7)服務意識不強,水文測報得不到社會的認可和支持。水利部[2000]20號文件指出:“地質、水文、氣象、社會經濟等水利工程設計的基礎資料,凡不泄密的,要向社會公開,實行資料共用”。要充分有效地發揮公益性水文在國民經濟建設和社會發展中的作用,充分認識水文資料作為一種基礎信息資源、社會公益產品,使之社會化、公開化,是水文適應現代化社會發展的一個重要標誌,是國民經濟建設、社會發展進步以及新時期水利工作的迫切需要,是有效發揮水文資料價值的需要,是水文為經濟建設、社會發展提供全面、優質服務的一項重要舉措。