天津市水文站实验项目的开展探析

冯 超

(天津市水文水资源勘测管理中心 300061)

水文实验研究是探求和研究在自然和人类活动影响条件下，水文循环过程中的各种水文要素变化和转化规律，以及新技术、新方法、新仪器应用的科学实验，是水文事业发展和水文现代化建设重要的基础性工作，是水科学研究的重要组成部分。

天津市由于地表水源条件差，地下水长期过量开采，致使水资源过度开发利用，加上工业及生活废污水的不达标排放，造成水污染、地下水位大幅度下降、地面沉降等一系列严重的水资源环境问题，需要开展水文水资源实验研究，满足水利和国民经济建设快速发展需求。

天津市是我国北方严重缺水的地区之一，水文站监测的各主要河道在全年大部分时间干涸，测站水文工作相对减少，水文基层工作者走出水文站开展了水文巡测、排污口监测、水利工程测量等一系列的水文服务活动。水文站点多面广，基层科技人员众多，大多长期扎根偏远的农村乡镇，不必花费大量的资金和人力物力专门建设实验研究站点，只需整合资源，即可因地制宜地开展一些水文实验研究项目，且在项目监测上有各级科研院所难以比拟的优势。如何利用现有条件，开展水文实验研究项目，服务社会，是值得深思的新问题。

1 开展水文实验研究的必要性

水文实验是研究水文循环过程及相应技术方法的重要手段，是探求水的时空分布与运动规律，服务于防治水旱灾害和水资源开发利用的坚实技术支撑，是水文科学发展的基础和必要条件，是一项需要超前谋划与建设的基础性工作。

天津地处海河流域的最下游，位于各大水系汇集入海的主要通道，地势低洼，河网化程度高，加上频繁的跨流域调水和流域上大型水利工程的拦蓄影响，各河流普遍存在水账不清的现象，无法由常规水文站的水文资料来确定水资源评价的各项参数，必须通过水文水资源实验的方法来确定水资源评价参数，研究水资源评价方法。

天津市地处海河流域尾闾，地势地洼，市区受三面来水一面海潮威胁，水灾成因有外洪、内涝和海潮侵袭，水灾成因多，防洪任务重。天津市入海河道有海河、永定新河、潮白新河、蓟运河、独流减河、子牙新河。天津属于滨海平原城市，河道比降很小，水流入海缓慢;河道两岸地势平坦，降雨后河道排水也很困难;同时经常遭受风暴潮袭击，防洪形势非常严峻，需要通过实验研究的方法来分析不同地貌区域的洪水成因和确定洪水预报模型参数。

天津市的水环境受到严重破坏，水体面积急剧减少，河流断流，洼地干涸，有水皆污，天然入海径流几乎消失，海洋河口淤积，污染严重，近海赤潮频繁发生，亟待深入开展地表、地下水资源与环境保护的技术与措施研究。

上述干旱缺水、洪涝灾害、水污染和河口淤积等一系列的水问题，迫切需要水文工作者不断加深对自然规律、经济社会发展规律的认识，开展水文实验工作，不断扩大研究领域和范围，为经济社会发展、可持续发展治水实践和推进传统水利向现代水利转变提供有力支撑和优质服务。

2 开展水文实验研究的可行性

20世纪80年代末至90年代初，根据天津市水文工作的发展形势，提出了专项开展水文水资源基础理论研究工作的思路和计划，在天津市的不同地域选址，先后开展了多项实验研究工作，先后在屈家店、九王庄等水文站和市水文总站开展水文实验研究项目，其研究内容分别为:天津市城市雨洪实验研究、平原径流小区排涝模数研究和水面蒸发实验研究。

在已开展的几项水文实验研究工作中，考虑兼顾水文测报工作，研究规模都较小，项目设置单一，但能够通过几年的有效工作，研究出可供水文分析计算应用多年的基础理论成果，充分说明了水文站水文实验项目开展的重要性和可行性。其研究成果主要如下:

a.天津市径流小区的雨洪观测与雨洪模型(SWMM)初步应用(该研究与河海大学、海委、南京水文所、天津市排水管理处、天津市勘测设计院协作，获海委科技进步二等奖)。

b.天津市滨海平原河网试验区降雨径流分析(该研究列入全国平原地区水文站网布设原则研究专辑)。

c.多种口径蒸发的换算系数成果(分别含天津市北部地区、平原地区等多个分项成果)。

上述成果在天津市多年的防汛、抗旱，水资源开发、利用、管理、配置、节约和保护，水利工程规划设计、施工、运行管理等工作中起到了非常重要的作用。

通过多年的建设和发展，天津水文的测报能力、测报手段、技术水平有了较大提升，水文站生活环境得到一定的改善，提升了天津市水文站网功能和水文服务能力。同样，也提升了开展水文实验项目研究的能力。开展水文实验项目研究具有可行性。

3 水文实验研究项目分析

水文实验项目大致分为研究水文科学的基础理论和探索某些综合性问题、研究特定水体水文规律、研究人类活动对环境的定量水文效应、研制完善和改进水文仪器设备或新测验技术方法等四类。研究内容主要有以下几个方面:径流、蒸发、地下水与土壤水、水生态与水环境、泥沙与水保、城市水文、水文测验方法和仪器设备、专题(包括水库、河口、河床演变、湖泊湿地、冰川、旱情、森林水文和灌区水文等专题水文实验研究)、水文实验等。

天津市总面积11919.7km2，按地貌类型可分为山地、丘陵、平原、洼地、海岸带和滩涂等。由于特定的地理条件，地貌类型多且水文特性复杂，可开展的水文实验项目类别和内容亦相对较多。

天津市现有国家基本水文站28处、水文人员长期驻站的基本水文站23处，山区、一般平原区、低洼易涝区和滨海区均有水文站分布。可根据突出重点、流域与水文分区相结合、布局合理、经济科学的原则开展较为适合的水文实验项目。

a.滨海河口的海河闸、工农兵闸、永定新河闸等水文站可开展河道冲淤变化、河床演变规律、悬移质挟沙能力、河口区水生态等方面的项目研究。

b.山区的罗庄子、龙门口等水文站可开展山洪易发地区能起预警预报作用的雨量等站点密度、临界雨量(临界雨强)、山洪流量测验技术、山洪区河流泥沙运动规律等方面的项目研究。

c.水库站的于桥水库、调节闸等水文站可开展大型水面(湖泊、水库等)影响蒸发的主要气象因素、大型水面的水面蒸发量和陆面小型蒸发器所测水面蒸发量的关系、湖库富营养化、水体中生态变化规律、水库水流沙变化规律、水库对径流与泥沙等拦蓄作用和影响等方面的项目研究。

d.城市区的耳闸、海河闸等测站可开展城市化后城市雨洪关系、城市暴雨与设计洪水公式、城市热岛效应、雨水收集利用、城市点面源污染规律、城市排水道精准监测仪器与方法等方面的项目研究。

e.其他平原区水文站可开展地表水、土壤水、地下水转化关系和水生态与水环境保护方面研究。重点开展不同地区自然条件下和工程影响条件下的产流、汇流的物理机制和变化规律，流域蒸散发和流域土壤水变化规律，点源与面源污染物随水体运移机理和规律，生态系统中植物对水文过程的影响以及水文过程对生物生长与分布的影响，河流和水库在不同水体量级下水环境容量和纳污能力等方面的项目研究。

4 结语

天津市是我国的国际港口城市、北方经济中心和生态城市，城市和经济持续发展中的水文水资源和生态环境问题会越来越突出。改善民生、防汛抗旱减灾、水资源开发利用和管理、生态文明建设与水环境保护、公共服务等需要水文部门提供种类更多、更全面可靠的水文资料、水文信息和水文科学研究成果。本文提出了天津市的水文站利用已有技术条件，整合资源，开展水文实验研究项目的构想，并从必要性、可行性等方面进行了分析和论证，希望项目能够得到开展，为天津市的水利和国民经济建设快速发展服务。◆

1 水利部水文局．全国水文实验站管理办法(试行)［M］．北京:2007:1-2.

2 张建云，陆桂华．中国水文科学与技术研究进展［M］．南京:河海大学出版社，2004:102-106.