宋雪迪
(辽宁省河库管理服务中心(辽宁省水文局),辽宁 沈阳 110003)
水文是水利和经济社会发展工作的重要支撑,新中国建立70年以来,辽宁水文事业取得了长足发展,形成了较为完善的水文监测和服务体系,在防汛抗旱减灾、水利工程规划建设管理、水资源分配调度管理、水环境保护及水生态修复等水利工作和经济社会发展中发挥了重要作用[1-2]。
进入新时代,以习近平总书记为核心的党中央着眼于生态文明建设全局,明确提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时代治水思路。辽宁水文需准确把握时代脉络,认清形势,认真分析需求,全面提升对水利行业强监管的支撑能力;需通过深化改革和产业技术创新,全面推进辽宁水文现代化建设,从而适应新时代、新使命、新思想、新矛盾、新方略、新目标;需树立现代化新发展理念,优化完善水文站网体系,强化现代化技术和新仪器设备的有效应用,全力提升辽宁水文监测、预测预报预警及基础服务支撑能力,建立与新时代发展同步的现代化水文业务服务体系[3-4]。因此,做好水文现代化建设顶层设计,加快推进水文现代化发展,着力提升水文服务水利工作和经济社会的现代化水平是水文事业发展的必然要求,具有重要的现实意义。
随着我国经济社会的迅猛发展,国家持续加大投入力度,着力改善水文基础设施,完善水文监测站网布局,水文监测、预警预报及服务能力得到显著提升。目前,辽宁水文初步建成服务于防汛抗旱减灾的水文监测站网,辽宁省现有水文站218处,水位站58处,雨量站1863处,水质监测站点1055处,墒情监测站96处,地下水监测井1150眼,水文实验站3处。
2.2.1水文测站监测能力现状
辽宁省国家基本水文站已实现“汛驻枯巡、驻巡结合、应急补充”的三位一体水文监测运行新模式,97处中小河流水文站全部实现巡测。
流量测验主要采用流速仪法,少数采用声学多普勒剖面流速仪(ADCP);泥沙测验主要采用横式采样器和积时式采样器人工取样,实验室进行泥沙处理;水位观测方法为水位计自动采集和人工校对;降水量观测采用自动在线监测方式,定期巡查校对(驻测水文站的降水量观测进行人工校核);蒸发站蒸发量观测采用人工观测或自动在线监测方式;地下水站水位、水温观测采用自动在线监测方式;水温采用自动水温计观测;水质站常规水质采用人工取样,现场测定与实验室分析;水质自动站和水质实验站采用自动在线监测,人工取样分析校对;墒情站墒情观测采用自动在线监测方式和移动监测方式,主要仪器为土壤水分测定仪。
2.2.2水文巡测和应急监测能力现状
辽宁省水文系统实行省、市水文机构、县级巡测基地和测站四级管理模式。分别负责所辖站点的日常管理和维护、水文基础数据测量以及系统资料整编等工作。目前已初步形成驻测、巡测、应急监测、水文基础调查相结合的水文监测运行管理体系,基本满足全省主要江河流域防汛抗旱减灾、水资源开发利用与管理、水生态环境可持续发展、水利工程规划、建设、运行管理以及经济社会发展的需要。
2.3.1数据存储和处理
目前辽宁省已基本实现了利用计算机信息技术对水文数据资料进行整编、存储及检索,并相继建立了辽宁水文历史数据库、实时水雨情信息数据库、遥测水雨情信息数据库、山洪灾害预警水雨情信息数据库、墒情数据库、水质数据库、地下水数据库、水资源管理数据库等,驻各市水文局也相继建立了部分档案管理、水文仪器设备管理、测站数据信息管理及其他相关专业信息库,为辽宁省水文系统实现大数据、物联网、云计算提供了重要的信息基础支撑。
2.3.2水文分析预测
截至2018年,辽宁水文相继建立了辽宁省水资源监控管理信息平台、辽宁省河长制工作管理平台、辽宁省水情自动测报系统接收平台、国家地下水监测信息系统、辽宁省水文站网综合管理系统、辽宁省防汛抗旱业务管理系统、辽宁省水情信息交换系统、水情易信通系统、MAS短信系统、辽宁省中小河流预报预警及实用洪水预报系统、中国洪水预报系统、辽宁省全要素手机报汛系统、辽宁省基础水文数据库管理系统、辽宁省水环境监测中心实验室管理信息系统、水质在线监测管理平台、辽宁省水资源质量综合服务系统等水文业务系统,促进辽宁省水文业务水平大幅提高,逐步涵盖了防汛抗旱、水资源管理等业务领域,使水文业务应用系统对水利工作的支撑能力不断增强。
目前,辽宁省部分承担重点防洪任务的中小河流监测覆盖率偏低;大多数中小型水库未建设水文监测设施,监测能力较弱;地市级及县级行政区界水文监测站网不健全;防洪排涝重点城市水文监测设施建设落后;已有水文测站设施设备陈旧老化,亟需提档升级改造;地下水超采区、城市和地下水水源地、深层承压水等区域性地下水监测站点数量不足,不能较为全面精准的反映地下水的动态变化规律等;沿海地区潮水位站网不完善,生态流量控制断面、重要生态敏感区域的水生态监测尚未全覆盖,辽宁水文站网布局仍有待进一步完善。
辽宁省现有国家基本水文站网监测能力提升建设相对滞后,基本水文站在自动监测、在线可视化等方面存在不足,一些水文测站存在站房建设标准较低、测量仪器设备老化损毁、自动化程度不高、测验效率有待提升、现代化水平有限等问题。此外,目前地市级水文巡测基地尚未全覆盖,县级水文巡测基地建设滞后,基于未来水文监测业务管理的方向,亟需进一步完善巡测基地布局。部分地市缺少水环境监测分中心,现有水环境监测(分)中心在仪器设备配置和人员监测能力方面均未达到三项标准的全指标监测要求。水文监测中心应急装备缺乏、应急监测方案针对性不强,难以有效应对涉水突发事件应急监测。
水文实验研究是水文事业发展和水文现代化建设重要的基础性、前瞻性工作,降雨、蒸发、径流、暴雨洪水、地表水、壤中流、地下水等水文循环过程非常复杂,大范围、大尺度的观测均不能满足探索水文基本规律的要求。新技术、新设备、新方法的引进、发展,到大面积的推广,也需要通过实验研究得到验证、完善和提高。目前辽宁省仍没有深入开展水文基础理论的研究,特定水体和特定环境的研究很少,特别是对测验技术、测验方法、测验仪器的实验研究、产汇流研究、预测预报研究不够。在气候变化、防汛抗旱减灾、生态文明建设、保障民生等方面缺乏水文实验研究的有力支撑。
近年来,辽宁水文部门已开发的业务系统门户多存在数据标准不统一的问题,导致同一水文要素的处理成果不一致,制约了水文信息服务的水平;综合性、整体性的业务处理平台还未建成,业务应用系统缺乏统一入口、统一界面,管理人员或业务人员无法快速获取不同部门的水文信息,难以充分发挥整体效益。现有基础设施提供的计算资源、存储资源服务能力不足,成为新的业务需求背景下信息服务的瓶颈之一;水文综合数据库尚未建立,水文数据资源的规范性不足,已有水文数据采集和存储多采用分散建设方式,数据库形式异构,缺乏数据汇集与数据交换管理。现有水文业务系统多停留在基础数据管理方面,深加工程度不高,缺少支撑水资源管理考核和洪水、径流等预报的深加工专题产品,缺少针对遥感信息智能提取、大数据应用、决策模型等数据处理和信息提取专业应用系统。
为防汛抗旱减灾提供及时有效的信息服务,辽宁水文应及时填补水文监测空白区,实现有防洪任务的中小河流、大中小型水库、沿海地区流域面积1000km2及以上入海河流潮位等主要对象水文监测全覆盖,建立重点防洪排涝城市的水文监测站网体系,建成基本覆盖地市界和重要县界水资源监测断面、地下水综合治理区等站网体系,满足水资源有效管理的迫切需要。建成国家基本水质站网与专用水质站网相结合、常规监测站网与动态监测站网相结合、符合水资源水环境水生态实际需求的水质水生态监测站网体系。建成覆盖省级和地级城市的水质监测机构。
补齐水文测报手段落后、现代化水平低等短板,全面加快国家基本水文站提档升级建设,国家基本站全部实现自动监测、全要素、视频监控。水位雨量等重要要素全部实现自动化监测,提高流量要素自动化监测效率,将雷达技术、卫星遥感影像数据[5]广泛应用到降水、土壤墒情等要素的水文监测分析工作中。建成实验室数据监测、移动监测与全自动在线监测相结合,基础信息监测与实时预警监控相结合的水质监测体系。巡测基地覆盖主要行政区,提高巡测比例。
建成标准统一的水文数据共享和服务信息平台,实现水文基本要素采集、信息传输、自动报汛与在线数据整编以及雨水、洪水、径流、冰情、泥沙等水文数据存储处理全流程自动化、分析预测智能化、信息服务产品多样化[6]。
辽宁水文应健全水文运行管理体制建设,完善与行政区划管理相统一的水文运行管理机构,稳步推进县域水文建设发展,培育基层水文服务新体系,加大力度创新水文管理运行新机制。建立规范水文监测标准体系框架,构建全面完善的水文技术标准体系。优化人才队伍结构,提高人才队伍素质,加大培训力度,建立人才培养机制,持续实施技术创新与监测能力提升工程,健全精简高效的水文管理运行新体系[7]。
水文现代化建设实施后,将使辽宁省水文站网布局和整体功能得到完善,水文测报能力和现代化水平明显提高,防汛抗旱减灾、水情预警预报、水资源开发利用与管理、水生态环境可持续发展、水利工程建设管理、社会公众服务等各项涉水事务管理的服务能力显著增强[8],辽宁水文将以更加全面、更加优质的服务为辽宁经济社会可持续发展提供可靠的基础支撑,具有十分显著的社会、经济和生态效益。