漳河上游水文支撑能力建设的思考

鲁冠华，任晓敏，刘 鹏

（水利部海河水利委员会漳河上游管理局，056006，邯郸）

一、流域概况

漳河位于海河流域西南部，属漳卫河水系一级支流，跨晋、冀、豫三省。漳河自浊漳河南源源头至漳、卫河汇流处徐万仓，全长460 km，岳城水库坝址以上流域面积18 284 km2，其中山西面积占86.7%，河北占9.9%，河南占3.4%。漳河上游管理局直接管辖河段。漳河上游流域由于地跨三省交界，曾是全国水事矛盾最尖锐地区之一。为解决漳河水事纠纷，国务院以国发〔1989〕42号文件批复实施了漳河水量分配方案。作为水量分配方案的基础，漳河上游水文监测数据起到坚实的支撑作用，108 km范围内建有各类水文测站14处，站网密度在海河流域甚至全国范围处于较高水平。

二、水文站网现状分析

1.站网基本情况

漳河上游管理局自成立以来，先后建设了侯壁、麻田、芹泉、粟城4个国家基本水文站（简称基本站）和石城渠、红旗渠渠首、红旗渠河口、天桥渠、跃进渠、白芟一道渠、白芟二道渠、白芟渠、大跃峰渠、小跃峰渠10个水资源监测专用水文站（简称专用站）。水文监测范围基本覆盖了流域进出口及跨流域引调水工程。

2.站网基本功能

4个基本站的测站功能，一是分析水文特性规律，监测水文长期变化，其中粟城站作为清漳河西源上唯一水文站，水文监测资料尤其重要；二是防汛测报，为防汛决策部门提供技术依据；三是水资源管理，为水行政主管部门提供水量变化监测过程。10个专用站的测站功能，主要是监测灌区供水和跨流域引调水等重要引水口水量，为漳河上游水资源合理调度提供水文信息。

3.测站运行分析

目前漳河上游管理局所属14个水文站水文测验方式均采用驻站观测。水位数据采集使用浮子式水位计自动观测，人工观读水尺进行校核；降水观测采用翻斗式雨量计，非汛期采用雨量筒人工观测；流量测验方面基本站均建设流速仪缆道，专用站建有水文测桥，测验方式采用传统的流速仪测验。2008年建设的水文自动测报系统可实现水位和汛期降水的实时采集与传输，测站特性较好的站点可通过水位流量关系反推实时流量。

三、存在的短板和不足

1.水文基础作用体现不足，重视程度不够

一是各级领导干部对水文工作支撑作用的重要性认识不足，尤其目前双重管理体制下的基层水管单位领导，往往认为水文仅仅是一项辅助性工作，需要时提供数据就足够了，造成水文人员安排不能给予必要的保证。二是在规划计划方面缺乏长远考虑，通过水利部近年开展的全国水文测验质量检查发现，漳河上游局在水文现代化和测验设施标准化建设方面远远落后于其他流域机构和省市，水文运行体制创新和监测方式改革推进缓慢。三是水文监测标准落实力度不够，受限于落后的水文监测设施和监测人员不足等问题，水文监测频次不足、监测精度较低，严重制约了水文工作服务和支撑领域拓展。

2.水文监测技术手段落后，自动化程度低

10个专用站的流量测验仍采用手提铅鱼悬挂流速仪和手持测杆悬挂流速仪的方式，一是测验任务繁重，占用大量人力；二是测验速度慢，无法实现流量信息实时采集；三是测验危险系数较高，多数测站建在山区悬崖边上，雨季测验安全防护责任较重。

4个基本站仅有侯壁站建有全自动流速仪测流缆道，其余3站为半自动缆道，流量小时水深较浅，铅鱼体积较大不能没入水中，流量大时，河床纵比降较大，尤其是清漳河流域河床比降达到3.1‰，加上标准化的测验断面糙率较小，造成水流速度过大，2017年7月27日粟城站实测流量为166m3/s，实测最大点流速却达到6.04 m/s，测验流速仪旋桨被水流冲断。也就是说流速仪缆道测流在流量较小时不能使用，在流量较大时使用不安全。然而，漳河上游流域的水情状况却常年处于小流量状态，汛期洪水一出现则“来势迅猛、暴涨暴落、洪量高度集中”。水文监测手段不足，在线测流和现代化仪器设备应用较少等问题突出。

3.水文管理体制机制不顺，多层管理严重

漳河上游管理局水文测站目前管理模式由水文中心负责各水文站业务指导、测验人员业务培训、巡测、测报系统运行维护、资料整编等业务管理工作。具体的水文测验工作由各河道处负责组织实施。

现有管理模式存在问题：一是专用站监测人员多为企业职工，基本站每站仅有一名水文监测人员，其他人员从事水文测验工作多为兼职，测验任务难以真正落实；二是各河道管理处既无水文专业技术人员，也无明确的水文机构参与水文测验工作，督促检查缺失；三是测站管理主体是各河道处，水文中心只负责业务管理，水文规定执行、标准贯彻、业务系统培训均需河道处和企业配合，推进水文规范化管理效果不佳。

4.水文巡测应急监测较弱，支撑能力不足

漳河上游管理局现有的人员和装备只能满足一般情况下的测验需要，在水量调度频繁或者汛期需抢测洪峰等特殊情况下难以满足巡测和应急监测需要。

漳河上游管理局没有相对稳定的水文应急监测队伍和专业技术装备，人员和设备均靠临时拼凑，相互之间缺乏应急演练，工作配合默契程度差，影响应急监测工作的顺利实施。相关专业人员大多在熟悉环境中工作，平时未接触应急方面的专业训练，应急监测能力不足、效率不高，难以支撑频繁的巡测任务和突发水事件的快速应对。

四、支撑能力建设措施

1.深刻理解把握水文工作定位

随着经济社会的不断发展，水文工作的服务和支撑领域不断拓展，基础性和公益性性质更加凸显。面对新形势新要求，加强水文自身能力建设刻不容缓。一要加强水文基础设施建设规划计划编制，按照水利部水文司关于编制水文现代化规划有关要求，在认真调研基础上采取“请进来，走出去”等方式，广泛了解现代科技发展状况，充分吸纳好的经验成果，结合流域水文工作实际，研究制定现代化水文发展模式。二要高度重视水文队伍建设，保持队伍稳定发展，提高队伍专业素质，加大对业务骨干在水文测验、资料整编、应急监测等专业方面的培训力度。三要全面规范完善水文行业管理，规范水文测站业务开展，认真抓好水文基础工作，切实加强水文标准化建设，加快补齐水文工作短板。

2.积极开展新技术新设备应用

漳河上游局专用站均建于标准矩形渠道上，麻田、芹泉、粟城3个基本站建设有标准测验断面，测站基础条件较好，更应该推广应用流量在线监测，提高水文测验效率。

目前渠道流量在线监测应用较好的是声学多普勒流量计，这种流量计有两种：一是H-ADCP（水平式ADCP），安装于一侧岸边死水位以上，优势是测验范围较大，可测到断面宽度60 m，缺点是仅适用于常年水深大于1 m且水位变幅不大的水流；另一种是V-ADCP（座底式ADCP），安装于渠道底部，优势是适用于渠道水位变幅较大的水流，缺点是测验范围较小，一般断面宽度小于30 m。漳河上游管理局10个专用站最大断面宽度仅为8 m，其余2～8 m不等，且受水量调度影响，水位、流量变幅较大。综合比较，漳河上游局专用站适用于V-ADCP，且该仪器具有良好的密封性能，经过高中低水系数率定后即可自动记录瞬时流量，在唐山水务局和宁夏灌区输水渠道应用效果较好。维护人员通过定期检测即可稳定运行，可以做到快速精准测流，无须人工值守，做好日常看护即可。

4个基本站在非汛期流量较小，其中麻田、芹泉、粟城站在2018年全年，逐日平均流量超过5.00 m3/s的时间均小于30 d，3站目前已经建设标准化测流断面，可考虑在目前断面基础上改造为复式断面，增加小流量矩形或梯形测流槽，如此低水情况可按照专用站模式安装ADCP在线测流系统。中水情况可利用现有流速仪测验缆道。高水情况由于流速过大建议考虑非接触式在线测流，全国应用较多的是雷达波在线测流系统，目前已有21个省约500个测站安装。该系统采用雷达波施测垂线流速，同步采集相应水位，部分面积法计算流量，可实现流量自动监测。将无线遥控雷达波流速仪悬挂于简易缆道上，沿缆道行走，停留在逐条垂线位置测量表面流速，测完所有垂线后，自动返回停泊点，由太阳能板为其充电。适应大流速（大于0.5 m/s）、高含沙量、多漂浮物的河流，可在强降雨、雷电、夜间、无交流电环境中正常工作。侯壁水文站在2017年安装了一套雷达波测流系统进行试运行，经过两年洪水期与传统流速仪比测，率定出了流量测验系数，比测的系统误差为0.97%，随机不确定度为7.8%，误差指标满足《河流流量测验规范》（GB 50179—2015）的规定。以上三种测验方式，分别应对出现的高、中、低水情况，再加上巡测和应急监测作为补充，可为漳河上游管理局建成一套完整的现代化水文监测体系，进一步提升水文水资源基础支撑能力。

3.稳步推进水文测验方式改革

漳河上游局管辖区域地处三省交界，各水文站位置偏僻，山高路险，沿河水利工程繁多，水事关系复杂，实施水文测验工作量大，且目前的测验方式需大量人力，水文测站职工长期驻守偏远地区，交通生活极为不便。此外，实行最严格水资源管理制度要求对水资源进行定量化、科学化、精细化管理，需要建设完善的现代化水文监测体系，进行全方位的水文信息感知。因此，水文测验方式改革势在必行。现代化水文监测体系建设完成后，漳河上游管理局水文测验方式完全可由传统的驻站观测逐步过渡为“有人看护、无人值守”的驻巡结合方式，也就是主汛期洪水到来时采用驻站观测，应急监测作为补充；其他时间开展在线监测，水文巡测作为补充。

4.加快巡测应急监测能力建设

海委大江大河水文监测系统建设工程（二期）已完成可研报告编制，漳河上游管理局水文巡测基地设备购置已列入报告，应急监测领导机构和应急监测队已获批复正在组建。依托现有的场所、人员和技术，通过水文巡测基地设备购置项目建设，配备先进、实用、机动性强的监测技术装备，建立快速反应、监测高效、精准施测的水文巡测和应急监测队伍，提升水文巡测和应急监测能力，扩大水文信息收集范围和服务领域，为流域水旱灾害防御、水资源合理配置、水利工程安全运行管理提供技术保障，促进水文工作向广度和深度发展，更好地服务于当地经济建设和社会发展。