2004年2月,黄委水文局党组围绕黄委“1493” 治黄理论框架和黄河水文面临的新形势、新任务,确立了发展新思路,即“立足四个依托,构建四大体系,强化三个服务,实现一个目标”。我们必须理清思路,在着力提高黄河水文测报水平的基础上,构建黄河水文测报体系。美国作为世界发达国家,其水文在管理方式、测报体系、数据传输以及资源共享等方面对黄河水文都有较强的启示作用,“他山之石,可以攻玉”,认真学习美国水文的先进经验,对我们早日实现黄河水文现代化很有帮助。
1、美国站网规划及水文管理体制对黄河水文的启示
美国现有水文站10240处,河道、水库、湖泊水位站2048处,地下水位站32031处,水质监测站9954处,水文站网密度约为18站/万km2,水文站分常年测验站和汛期测验站,1994年后常年流量测验的水文站有减少的趋势,近几年数量约为7000左右。黄河流域现有水文站361处,水质监测站7处,站网密度约4.80站/万km2。由此可见,黄河站网密度远比美国小,美国水文站网重在于面,着重强调广域水文资料搜集。美国水文水资源勘测由联邦地质调查局管理,所有采集、整理的实时和历史水文数据进入国家数据库,实现资源共享。地调局在全国50个州设立资源办公室,在全国范围内设立200余个外业办公室(相当于我国的勘测队),具体负责全国水文测站的正常测验运行、管理。每个外业办公室一般由3~10人组成,一名外业水文工作者管理约10个水文站。而黄河水文站网重在于点,着重观测水文要素变化过程。目前黄河水文职工有2100多人,平均每站6人。
美国水文体制及管理体制给我们的启示很多,第一,观测累计超过50余年的小河站及区域代表站,在资料积累价值不大时应改为汛期站;有资料积累价值时根据已有水文资料分析研究水位流量关系,非汛期改为水位站,流量由驻测改为巡测;第二,理顺流域机构水文站网与地方水文站网关系,采集、整理的实时和历史水文数据进入国家公用数据库,实现水文资料共享;第三,注重水文观测面上资料搜集,适当增加站网密度,增加测站以水位遥测和流量巡测为主;第四,改善水文测报设备,提高水文测报水平,强化职工业务素质,逐步达到“设备精良、手段先进、精兵强将、反映快速、巡测为主”的远期目标。
2、美国水文数据采集及传输方式对黄河水文的启示
美国雨量数据主要采用翻斗式雨量传感器进行遥测和数据存储,作为监测暴雨突发性洪水的监测手段,美国国家气象局在全美境内布设了200多部net型多普勒雨量监测雷达,为短期洪水预报提供实时水情信息。水位数据采集主要以压力式水位计为主,同时也设有人工观测水尺。数据用固态存储技术定期读取处理,并通过地球环境监测卫星、国内卫星、卫星地面站、短波、超短波电台、手持式移动电话和有线电话及私人志愿者电台进行数据实时传输。流量测验以旋杯式流速仪为常规测量仪器。流量的测验方法以水位流量法、水工建筑物法测流为主,在大江大河用gps定位、动船法施测剖面流速。在高洪水时期也应用比降法或电波流速仪法测流。美国在流量观测中大量使用桥测。桥测车以手推式和车载式为主。目前美国普遍采用卫星实时数据传输系统传输水文数据,该系统由野外观测站卫星平台、goes地球同步环境卫星、弗吉尼亚wallops数据采集与命令中心、卫星地面站、国内通讯卫星与用户卫星平台、地理信息系统(gis)及数据处理计算机组成。地质调查局在全美有11个卫星地面接受站。
美国水文测验尤其是流量测验非常注重单次质量,测流时垂线布设非常严格,每条测流垂线控制的部分流量不超过断面流量的5%。一般每次测流需要布设30条以上垂线。美国水文测验设施设备以及测验方法手段非常讲究实用价值,注重实用和简洁原则。
黄河水文雨量观测多用固态存储雨量计,水位观测多用超声波水位计,流量测验多用动船法、缆道法流速仪测验或浮标法测验;相对美国而言,测验、传输手段以及自动化程度有待进一步提高。 美国水文数据采集及传输方式对我们有很强的启示作用,第一,流量、输沙率测验要提高单次质量精度,并在此基础上分析精简测次,提高测验时效和精度,减轻人员劳动强度;第二,进一步提高测报水平,进一步改善测报手段,尤其应该借鉴美国在数据采集和传输方面的先进经验,提高自动化采集和传输水平;第三,注重实用和简洁原则,设施设备不可贪大求洋;第四,贵重仪器设备应该集中保管养护,达到投资小而辐射范围大,人员少而巡测站点多,精度高而运转成本低的效果;第五,充分借助公用网络,如有线无线电话网络,intnet网络进行水情传输,一方面提高传输的成功率、降低差错率;一方面降低水文数据传输运行成本。
3、美国水文经费来源对黄河水文的启示
美国对于直接服务于水利工程的水文基本站或专用站,在工程规划设计时将运行费用纳入了工程概算,工程投入运行后,水文服务经费直接从运行费中划拨。地质调查局的水文经费主要有以下来源:一是联邦政府拨款;二是工作任务属联邦与州政府的合作开发计划的,经费由联邦与州各承担50%;三是工作任务属其它联邦机构的计划的,经费由提出任务的机构提供;四是州及地方机构以资助方式给54个州级水资源机构的研究项目经费。据统计,美国水文职工人头费用约占全年总经费的35%。目前黄河水文测站建设经费和运行经费为中央财政拨付,建设经费需要逐级上报审批,运行经费纳入部门预算由国库集中支付。黄河水文系统人头费约占全年总经费的80~90%。为水利工程设立的专项水文站,常常运转经费不落实,存在“富工程而穷水文”的现象。 2004年2月,黄委水文局党组围绕黄委“1493” 治黄理论框架和黄河水文面临的新形势、新任务,确立了发展新思路,即“立足四个依托,构建四大体系,强化三个服务,实现一个目标”。我们必须理清思路,在着力提高黄河水文测报水平的基础上,构建黄河水文测报体系。美国作为世界发达国家,其水文在管理方式、测报体系、数据传输以及资源共享等方面对黄河水文都有较强的启示作用,“他山之石,可以攻玉”,认真学习美国水文的先进经验,对我们早日实现黄河水文现代化很有帮助。
我们在今后的工作中应借鉴美国的做法。第一,逐步改变黄河水文经费来源单一的渠道,为地方经济建设、生态建设或为工程专项服务的,有关部门应该配套经费;第二,进一步缩减工作人员工资所占总经费比例;第三对于水利工程专用水文站,工程规划设计时将运行费用纳入工程概算,运行费纳入工程运行成本;第四,水文应该强化为社会服务意识,树立“经费来源于社会,更好服务于社会”的意识。
辨证地来看,美国水文有其先进性,但也有其适用性,我们应该本着扬长避短、去伪存真的态度认真学习美国同行的先进管理经验和先进测报方法,进一步改善黄河水文测报手段,提高黄河水文测报水平,更好地为治理黄河提供技术支撑。
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