南水北調(diào)西線工程水源區(qū)水資源的立體監(jiān)測3

嚴(yán)登華 翁白莎,2 王 浩 秦大庸 徐詳?shù)?/p>

(1.中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所,北京100044;2.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院,天津300072;3.中國氣象科學(xué)研究院,北京100086)

傳統(tǒng)水文監(jiān)測理念是建立在傳統(tǒng)水文學(xué)理論基礎(chǔ)上的,無論站網(wǎng)布局還是監(jiān)測方法理念都是建立在水的自然屬性之上,且將大汽水、地表水、地下水按照行業(yè)部門分工進(jìn)行割裂監(jiān)測,監(jiān)測方法簡單,手段單一[1]。在我國的資源監(jiān)測與管理體系中,水資源監(jiān)測體系與國家的水文監(jiān)測體系完全相同。對于水文監(jiān)測,自建國以來,我國已進(jìn)行多次水文站網(wǎng)的規(guī)劃工作,如1955年在學(xué)習(xí)蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對大、中、小河流分別采用線、面、站群的原則進(jìn)行規(guī)劃;1964年在原有水文站網(wǎng)收集到的水文資料基礎(chǔ)上,用概念性水文模型檢驗(yàn)站網(wǎng)規(guī)劃;1978年編制了近期(1985年以前)水文站網(wǎng)調(diào)整充實(shí)規(guī)劃;1983-1986年編制出近期(1985-1990年)和遠(yuǎn)期(1991-2000年)水文站網(wǎng)調(diào)整發(fā)展規(guī)劃;2000年,水利部水文局組織開展《全國水文事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》編制工作,對全國水文站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了全面細(xì)致的規(guī)劃。需要指出的是,1992年,水利部頒發(fā)了《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》(SL34-92),作為全國水文規(guī)劃的技術(shù)綱領(lǐng)。

隨著全球變化和人類活動影響的加劇,以及水資源演變的“自然—人工”二元驅(qū)動特性凸現(xiàn),傳統(tǒng)的水資源監(jiān)測難以滿足現(xiàn)代水資源開發(fā)、管理與保護(hù)的需求,需要在現(xiàn)代水文水資源學(xué)科理論和方法的支撐下,充分考慮水循環(huán)的整體性以及水資源的自然、社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)等屬性特征,以3S技術(shù)、雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)、核物理技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為依托,建立基于水循環(huán)的空基—地基一體化的水資源立體監(jiān)測系統(tǒng)。

本研究在對南水北調(diào)西線工程水源區(qū)現(xiàn)有水資源觀測站網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)的基礎(chǔ)上,結(jié)合西線工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)度,在水循環(huán)陸—?dú)怦詈夏Ｊ街笇?dǎo)下,初步構(gòu)建西線工程水源區(qū)水資源的立體監(jiān)測體系,形成空基—地基一體化的水資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為工程建設(shè)與運(yùn)行調(diào)度、區(qū)域生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供支撐。

1 南水北調(diào)西線工程水源區(qū)界定及現(xiàn)有站網(wǎng)

1.1 水源區(qū)范圍界定

從水循環(huán)的角度來看,調(diào)水工程水源區(qū)包括工程壩址處徑流的來源區(qū)域,亦即取水壩址的集水區(qū)?？紤]到西線工程運(yùn)行后,將對下游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會、生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生一定影響,同時(shí),下游河段的水資源需求也會對工程的調(diào)水規(guī)模產(chǎn)生一定影響。因此,在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)行調(diào)度中需要對下游河段進(jìn)行充分考慮。為充分提高研究成果的實(shí)用性,本研究對上述因素進(jìn)行了綜合考慮,并結(jié)合四川省水資源總體配置格局,將宜賓以上的長江流域劃定為西線工程的總體水源區(qū),總面積為60.94萬km2;將取水樞紐(壩址)以上集水區(qū)作為核心水源區(qū)。

1.2 現(xiàn)有站網(wǎng)構(gòu)成

南水北調(diào)西線工程水源區(qū)現(xiàn)有水資源監(jiān)測系統(tǒng)主要由四部分組成:常規(guī)氣象站、新一代自動氣象監(jiān)測站點(diǎn)、常規(guī)水文站以及專用水文站。上述四類站點(diǎn)分別歸屬于四個(gè)部門:國家和地方氣象觀測部門、JICA研究團(tuán)隊(duì)、國家及地方水文監(jiān)測部門、西線工程規(guī)劃設(shè)計(jì)部門。其中,用于空中水資源監(jiān)測的主要是常規(guī)氣象站、新一代氣象監(jiān)測站點(diǎn);用于陸面水資源(包括地表水資源、地下水資源和土壤水資源)監(jiān)測的主要有水文站。此外,在岷江平原地區(qū)有一些地下水監(jiān)測站;在相關(guān)的項(xiàng)目研究中,也采用探空和遙感手段獲取部分水資源演變信息。

①空中水資源監(jiān)測。區(qū)域內(nèi)水汽綜合氣象監(jiān)測系統(tǒng)由新一代氣象綜合監(jiān)測網(wǎng)與常規(guī)高空、地面氣象觀測網(wǎng)組成,現(xiàn)已形成對空中水資源的全面監(jiān)測[2]。區(qū)內(nèi)國家氣象站有49個(gè),其中基準(zhǔn)站5個(gè)、一般站6個(gè)、基本站38個(gè)(一個(gè)已撤消)。這些站大多建于50年代,傳統(tǒng)氣象資料系列長。新一代自動氣象站(AWS)與GPS大氣水汽觀測站于1998年開始陸續(xù)投入使用[3],已有25臺 GPS水汽觀測站和59個(gè)自動氣象站對水源區(qū)內(nèi)的水汽輸送變化進(jìn)行監(jiān)測。

②陸面水資源監(jiān)測。在全國水文觀測站網(wǎng)體系逐漸發(fā)展與完善的背景下,南水北調(diào)西線水源區(qū)水文站網(wǎng)建設(shè)也取得較大成果,至2000年區(qū)內(nèi)共設(shè)有138個(gè)國家水文監(jiān)測站,其中22個(gè)水位站,116個(gè)降水(蒸發(fā))[4]。隨著西線工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的開展,引水壩址附近陸續(xù)增設(shè)了6個(gè)專用水文站。

當(dāng)前,水源區(qū)內(nèi)與西線工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)度密切相關(guān)的水文站有24處[5]。其中,雅礱江流域有10處,大渡河流域有14處。在這些站點(diǎn)中,國家站有18處,專用站6處。與南水北調(diào)西線第一期工程水文分析計(jì)算關(guān)系密切的水文測站包括道孚、朱巴、朱倭、綽斯甲、足木足等國家水文站,東谷、泥柯、壤塘、班瑪及安斗等專用水文站。各站基本測驗(yàn)情況如表1所示。

表1 南水北調(diào)西線水源區(qū)水文測站特征值一覽表Tab.1 Eigen2value of hydrologic station of water source region in West Route Water Transfer Project in China

1.3 存在問題分析

西線工程水源區(qū)現(xiàn)有水資源觀測站網(wǎng)尚存在地基站點(diǎn)稀疏、布局不盡合理、監(jiān)測手段落后和信息共享不暢等四個(gè)方面的問題。

(1)地基站點(diǎn)稀疏。受到高寒氣候等因素的綜合影響,西線工程水源區(qū)水資源地基站點(diǎn)十分稀疏。氣象站點(diǎn)的布設(shè)密度為0.8站/萬km2,壩址以上集水區(qū)內(nèi)僅有7個(gè)氣象站;整個(gè)區(qū)內(nèi)僅有15個(gè)自動氣象站,其中壩址以上集水區(qū)內(nèi)僅有1個(gè)自動氣象站,遠(yuǎn)低于國內(nèi)平均水平[6]。水文站點(diǎn)尤為稀疏,遠(yuǎn)低于國家水文站網(wǎng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn),甚至出現(xiàn)大范圍的盲區(qū)。大部分地下水資源開發(fā)區(qū)域缺少觀測井或井網(wǎng)密度不能滿足要求?？傊?現(xiàn)有的地基觀測數(shù)據(jù)難以滿足區(qū)域水資源精細(xì)評價(jià)和工程運(yùn)行調(diào)度的基本要求,且差距較大。

(2)布局不盡合理。受到觀測條件的影響,當(dāng)前西線工程水源區(qū)的水資源觀測站點(diǎn)往往位于離縣城或鄉(xiāng)鎮(zhèn)較近的河谷地區(qū)。由于該區(qū)水循環(huán)過程的空間差異十分明顯,且受到地形條件的影響十分顯著,現(xiàn)有格局下的監(jiān)測站點(diǎn)布局與區(qū)域水循環(huán)特征精細(xì)表征的矛盾十分顯著。以降水為例,若采用通用泰森多邊形法,在現(xiàn)有觀測站點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行面雨量的求算,誤差可達(dá)到20-30%以上;采用降水隨高程演變經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行結(jié)果修正,其誤差也大于10%[7]。這表明,該區(qū)的水文站網(wǎng)需要進(jìn)一步完善;同時(shí),還需要充分利用模擬技術(shù)和空基觀測技術(shù)(遙感技術(shù)、探測技術(shù)等)進(jìn)行區(qū)域水循環(huán)演變規(guī)律的分析和水資源的定量評價(jià)[8]。

(3)監(jiān)測手段落后。本區(qū)水資源監(jiān)測仍然以地基監(jiān)測為主,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低,儀器設(shè)備老化,監(jiān)測能力弱,許多測站和觀測項(xiàng)目仍依賴人工觀測,嚴(yán)重制約了水資源測報(bào)信息的傳輸時(shí)效和質(zhì)量。以四川省水文觀測為例,目前80%的測報(bào)設(shè)施(觀測站房、水文纜道、水位測井等)系70-80年代修建,由于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低以及長期沒有生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)而年久失修等原因,測洪能力普遍低于20年一遇,有的甚至低于10年一遇,大洪水到來時(shí)不少測報(bào)設(shè)施因水毀而失去測報(bào)時(shí)機(jī),嚴(yán)重影響防洪指揮工作的開展。同時(shí),目前大多數(shù)測站仍采取人工觀測或簡單的機(jī)械式紙介質(zhì)自動裝置記錄,采集信息難以通過各種數(shù)字化信息通道及時(shí)傳送和計(jì)算機(jī)處理,大多數(shù)觀測站的儀器設(shè)備仍維持在七、八十年代的裝備水平,60%以上的測驗(yàn)儀器已達(dá)到或超過使用期限,先進(jìn)的測報(bào)設(shè)備無力引進(jìn),面對超歷史洪水,大多數(shù)測站仍在拼設(shè)備、拼人員甚至拼生命,以超常方式和簡陋設(shè)備堅(jiān)持測報(bào),與國內(nèi)外同行業(yè)(或相似行業(yè))普遍采用的自動采集、衛(wèi)星通訊、計(jì)算機(jī)處理與傳輸手段相比,差距十分明顯。

(4)信息共享不暢。本區(qū)水資源觀測信息分屬于四類職能部門:氣象部門、水文部門、研究部門和規(guī)劃設(shè)計(jì)部門。受到管理體制的制約,部門之間的信息共享較為不暢,使得有限的監(jiān)測信息的使用價(jià)值又進(jìn)一步降低。

總之,本區(qū)的水資源監(jiān)測較為落后,在未來的發(fā)展中,需要在監(jiān)測站點(diǎn)補(bǔ)充、站點(diǎn)位置優(yōu)化、更新監(jiān)測設(shè)施、革新監(jiān)測手段等方面加大投入。

2 監(jiān)測站網(wǎng)優(yōu)化原則、依據(jù)與目標(biāo)

2.1 優(yōu)化原則

水資源監(jiān)測站點(diǎn)優(yōu)化的總體原則是:以最少的監(jiān)測投入獲得最完善的水資源時(shí)空演化信息。具體包括以下五方面:

(1)客觀性原則。水資源站點(diǎn)要充分遵循區(qū)域水循環(huán)及其驅(qū)動機(jī)制的演變規(guī)律,明確監(jiān)測任務(wù)和重點(diǎn)[9]。如在地基空中水資源觀測中,要充分考慮到區(qū)域大氣環(huán)流場,以及不同的地形地貌條件導(dǎo)致降水、溫度、風(fēng)速等要素的局地差異;在陸地水資源監(jiān)測中,要充分遵循地表產(chǎn)流和匯流的演變規(guī)律。需要特別指出的是,對于一些水循環(huán)特征差異明顯或發(fā)生時(shí)空突變時(shí),應(yīng)增設(shè)有關(guān)觀測站點(diǎn)和加密觀測。

(2)整體性原則。隨著水資源開發(fā)程度的深入,需要從水循環(huán)的各個(gè)要素過程對水資源的演變規(guī)律進(jìn)行定量表征。為此,在水資源監(jiān)測站網(wǎng)的優(yōu)化中,要從水循環(huán)的整體出發(fā),充分考慮多圈層水循環(huán)的基本特征,監(jiān)測信息的多用途特征,進(jìn)行統(tǒng)一布置。

(3)共享性原則。由于受到傳統(tǒng)管理體制與機(jī)制的制約,當(dāng)前水資源監(jiān)測信息難以大范圍共享使用。隨著管理的規(guī)范化、國家觀測信息共享平臺的建設(shè),信息共享已成為國家資源環(huán)境監(jiān)測的重大發(fā)展方向。在水文站網(wǎng)的優(yōu)化中,要注重對各類觀測設(shè)施的整合,最大限度發(fā)揮觀測資源的效應(yīng)。

(4)信息化原則。西線工程水源區(qū)的水資源監(jiān)測條件較為惡劣,特別是一些無人區(qū)難以布設(shè)有人值守測站。對此,可在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下,布設(shè)無人值守的監(jiān)測臺站;同時(shí),還應(yīng)充分利用信息化手段,做好信息的傳輸和使用。

(5)經(jīng)濟(jì)性原則。水資源觀測站網(wǎng)的建設(shè)是以大量的人力、物力和財(cái)力為基礎(chǔ)的,在優(yōu)化的過程中,要對各觀測站點(diǎn)的必要性進(jìn)行充分論證,注重現(xiàn)有觀測站點(diǎn)監(jiān)測能力建設(shè),充分發(fā)揮發(fā)掘“一站多能”和“一臺多站”的布局模式,適當(dāng)新增觀測站點(diǎn)。

2.2 優(yōu)化依據(jù)

西線工程水源區(qū)水資源監(jiān)測站網(wǎng)優(yōu)化要以氣象與水文監(jiān)測發(fā)展規(guī)劃、有關(guān)行業(yè)規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),充分利用現(xiàn)有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)資源,充分吸納水文、氣象及生態(tài)監(jiān)測相關(guān)研究的新成果。如各地氣象和水文部門都編制了相應(yīng)的監(jiān)測發(fā)展規(guī)劃,為充分發(fā)揮區(qū)域水資源監(jiān)測的綜合優(yōu)勢,需要充分吸收區(qū)域水文監(jiān)測最新成果;考慮到西線工程水源區(qū)的水資源監(jiān)測體系采取多部門聯(lián)合管理與信息互惠共享的方式,體系建設(shè)與管理應(yīng)充分參照行業(yè)部門的有關(guān)規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn),如“水文站網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)導(dǎo)則”等。

2.3 優(yōu)化目標(biāo)

西線工程水源區(qū)水資源監(jiān)測是在充分整合區(qū)域水資源監(jiān)測的基礎(chǔ)上,以建成一個(gè)立體的、高效的水資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),滿足工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)度的需要為優(yōu)化目標(biāo)。具體目標(biāo)包括兩個(gè)方面:第一,形成合理的水資源監(jiān)測空間布局體系,監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能覆蓋整個(gè)水源區(qū),能消除監(jiān)測盲區(qū),能充分反應(yīng)區(qū)域水資源的演變特征;第二,強(qiáng)化現(xiàn)有臺站的信息采集能力,監(jiān)測的信息化程度得到顯著增加。

總之,通過本次規(guī)劃,形成空基—地基一體化的水資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為工程建設(shè)與運(yùn)行調(diào)度、區(qū)域生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供支撐。

3 空基-地基一體化立體監(jiān)測站網(wǎng)設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)方案

在垂直方向上,要對水循環(huán)的大氣過程、地表過程、土壤過程、地下過程進(jìn)行整體監(jiān)測,同時(shí)還對與水循環(huán)伴生的水化學(xué)過程和水生態(tài)過程進(jìn)行適當(dāng)監(jiān)測。采用高精度遙感技術(shù),對區(qū)域整體的水循環(huán)演變特征進(jìn)行監(jiān)測;通過探空、雷達(dá)、邊界層觀測以及GPS水氣觀測等地基觀測方式對空中水資源進(jìn)行觀測[10];通過雨量站、水文站、觀測井等對陸面水資源進(jìn)行觀測;充分利用有關(guān)實(shí)驗(yàn)臺站的信息,對重點(diǎn)地區(qū)的水資源演變特征進(jìn)行監(jiān)測;還需要根據(jù)山地垂直地帶性特征進(jìn)行觀測。此外,在水平方向上,站點(diǎn)的布設(shè)要與區(qū)域大氣水汽體場相吻合[11-12]。本研究從重點(diǎn)資源量的角度,提出區(qū)域重點(diǎn)水資源構(gòu)成的監(jiān)測方案。

3.2 空中水資源監(jiān)測優(yōu)化方案

水汽通量監(jiān)測優(yōu)化方案是以青藏高原及其東部周邊地區(qū)的水汽輸送與水循環(huán)結(jié)構(gòu)為基本依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的[13]。

南水北調(diào)西線調(diào)水工程水源區(qū)空中水資源監(jiān)測系統(tǒng)將以中日政府間合作JICA(Japan International Co-operation Agency)渠道項(xiàng)目—“中日氣象災(zāi)害合作研究中心”的觀測計(jì)劃為基礎(chǔ)觀測資源進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)已在高原區(qū)域建立的觀測站,以及擴(kuò)大至高原東南周邊區(qū)域和中國長江流域上游地區(qū)的觀測計(jì)劃,設(shè)計(jì)高原及其東部周邊局地水循環(huán)過程中大氣水汽與地面氣象要素的長期觀測網(wǎng)布局方案,即在高原及其東部周邊地區(qū)(青海、西藏、云南、四川)以GPS水汽觀測和AWS自動氣象站觀測網(wǎng)為主體[14],輔以風(fēng)廓線儀、邊界層鐵塔以及探空觀測等現(xiàn)代化觀測手段,開展高原關(guān)鍵區(qū)水汽輸送特征、大尺度水循環(huán)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。此外,結(jié)合南水北調(diào)一期工程規(guī)劃實(shí)施,在項(xiàng)目區(qū)布置5套多普勒雷達(dá)系統(tǒng),對區(qū)域空中水資源進(jìn)行監(jiān)測。

3.3 陸面水資源監(jiān)測優(yōu)化方案

在四川省水文發(fā)展“十一五”規(guī)劃中,從水文站網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、水質(zhì)水量監(jiān)測、水生態(tài)監(jiān)測、水土保持監(jiān)測、地下水監(jiān)測、墑情監(jiān)測等6個(gè)方面[15-16],系統(tǒng)布置轄區(qū)的水文監(jiān)測工作,以滿足本區(qū)陸面水資源監(jiān)測需要。本研究在適當(dāng)介紹重要站點(diǎn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)提出壩址以上集水區(qū)陸面水資源的立體監(jiān)測方案。

3.3.1 四川省境內(nèi)規(guī)劃方案介紹

四川省境內(nèi)將新增地表水水質(zhì)站31處、降水站54處、生態(tài)水文監(jiān)測站14處、水位站7處、水文站25處和土壤墑情站14處。

3.3.2 新增自動氣象站

本區(qū)氣象資料匱乏,觀測工作困難,故應(yīng)規(guī)劃布設(shè)自動氣象站,以對其降水、氣溫、風(fēng)速、濕度和輻射等信息進(jìn)行觀測[17-18]。結(jié)合本區(qū)現(xiàn)有氣象觀測站點(diǎn),需要新增加18處自動氣象觀測站點(diǎn)(AWS),理由如下:1、2號AWS觀測莫曲和當(dāng)曲分水嶺氣候演變及隨高程變化情況;17號AWS一方面用于觀測沱沱河源頭氣象特征,另外一方面與沱沱河相配合,分析高原區(qū)高程對氣象變化的影響;4號AWS用于觀測楚瑪爾河源頭區(qū)氣象演變,同時(shí)與伍道梁氣象站配合分析高層影響;5號、18號AWS觀測水源區(qū)北側(cè)氣候變化;6號、7號AWS觀測金沙江與雅礱江分水嶺的氣象特征;8號、10號AWS監(jiān)測達(dá)區(qū)氣象變化特征;9號AWS監(jiān)測鮮水河河谷氣象特征;11號AWS監(jiān)測鮮水河與綽斯甲河分水嶺的氣象變化特征;12號AWS與11號AWS配合分析綽斯甲河谷氣象條件隨高程變化特征;13、14號AWS監(jiān)測杜柯河氣象變化;15、16號AWS觀測阿柯河的氣象要素變化(見表1)。

3.3.3 新增水文/水質(zhì)站

結(jié)合河道匯流演進(jìn)規(guī)律,需要新增水文站7處。其中1號為當(dāng)曲的控制站;2號為楚瑪爾河控制站;3號為通天河接納楚瑪爾河和昂爾曲后的控制站;4號為通天河壩址以上控制站;5號為雅礱江壩址以上入庫控制站;6號為鮮水河的控制站;7號為杜柯河壩下控制站。其中4、7兩站同時(shí)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(見表1)。

3.3.4 新增加土壤墑情觀測站

本區(qū)土壤墑情資料十分匱乏,影響到土壤水資源的充分利用,因此,根據(jù)區(qū)域土壤和植被類型,新增加7個(gè)土壤墑情點(diǎn),設(shè)置理由如下:從植被類型的角度來看[19-20],1、2測站的土壤類型為通天河流域廣泛分布的寒鈣土和草氈土;3、4測站是大渡河流域廣泛分布的草氈土和黑氈土;5測站為大渡河流域典型的氈土;6、7測站分別為草氈土與石灰性草甸土、非淋溶灰褐土和灰褐土過渡帶。從土壤類型來看,1號站點(diǎn)的植被類型為通天河流域廣泛分布的草原和稀樹灌木草原;2、4、5、6號站點(diǎn)為長江源頭地區(qū)廣泛分布的草甸和草本沼澤;3號站點(diǎn)為受到人類活動影響的灌叢和萌生矮林;7號站點(diǎn)為進(jìn)入深切河谷區(qū)的針葉林(見表1)。因此,上述7個(gè)測站能充分代表西線工程壩址以上區(qū)域的土壤和植被類型,通過長時(shí)間的觀測,能為區(qū)域水資源演變預(yù)測和區(qū)域整合整治提供重大基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

本研究基于客觀性、整體性、共享性、信息化、經(jīng)濟(jì)性五大優(yōu)化原則,以氣象與水文監(jiān)測發(fā)展規(guī)劃,行業(yè)規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn),水文、氣象及生態(tài)監(jiān)測研究新成果為優(yōu)化依據(jù),在垂直方向上,對水循環(huán)的大氣過程、地表過程、土壤過程、地下過程進(jìn)行整體監(jiān)測,同時(shí)還對與水循環(huán)伴生的水化學(xué)過程和水生態(tài)過程進(jìn)行適當(dāng)監(jiān)測;在水平方向上,布設(shè)與區(qū)域大氣水汽體場相吻合的站點(diǎn),形成空基—地基一體化的水資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為工程建設(shè)與運(yùn)行調(diào)度、區(qū)域生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供支撐。

表2 陸面水資源監(jiān)測新增觀測站設(shè)站理由Tab.2 Reason for setting new land surface water resources monitoring station

對于空中水資源監(jiān)測,提出以青藏高原及其東部周邊地區(qū)的水汽輸送與水循環(huán)結(jié)構(gòu)為基本依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的水汽通量監(jiān)測優(yōu)化方案,以 GPS水汽觀測、AWS自動氣象站觀測網(wǎng)、風(fēng)廓線儀、邊界層鐵塔以及探空觀測等現(xiàn)代化觀測手段開展高原關(guān)鍵區(qū)水汽輸送特征、大尺度水循環(huán)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測,此外,結(jié)合南水北調(diào)一期工程規(guī)劃實(shí)施,在項(xiàng)目區(qū)布置5套多普勒雷達(dá)系統(tǒng),對區(qū)域空中水資源進(jìn)行監(jiān)測。

對于陸面水資源監(jiān)測,從水文站網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、水質(zhì)水量監(jiān)測、水生態(tài)監(jiān)測、水土保持監(jiān)測、地下水監(jiān)測、墑情監(jiān)測等6個(gè)方面考慮,四川省境內(nèi)將新增地表水水質(zhì)站31處、降水站54處、生態(tài)水文監(jiān)測站14處、水位站7處、水文站25處和土壤墑情站14處,同時(shí),新增自動氣象站觀測站點(diǎn)18處、水文站7處和土壤墑情觀測站7處,對壩址以上集水區(qū)的陸面水資源進(jìn)行立體監(jiān)測。

空基—地基一體化的水資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立將為水資源監(jiān)控與調(diào)配、水旱災(zāi)害防治(預(yù)測、預(yù)報(bào)和預(yù)警)和救助、水生態(tài)建設(shè)及其他突發(fā)水問題提供實(shí)時(shí)信息,為揭示“自然—人工”二元驅(qū)動下的水循環(huán)演變規(guī)律、構(gòu)建適合中國國情的綜合水循環(huán)模型提供支撐,促進(jìn)中國水文水資源理論與技術(shù)的整體發(fā)展。

(編輯:王愛萍)

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