淮河水文現(xiàn)代化建設(shè)研究

鄧映之 樊孔明 李文杰

一、引言

水文是水利的重要基礎(chǔ)。對標(biāo)立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的要求，結(jié)合當(dāng)前形勢和任務(wù)，研究提出淮河水文現(xiàn)代化建設(shè)總體思路。加快淮河流域水文現(xiàn)代化建設(shè)，是貫徹落實(shí)黨的十九大和十九屆五中全會精神的重要舉措。以淮河水文現(xiàn)代化支撐淮河水利現(xiàn)代化，以優(yōu)質(zhì)的水文水資源服務(wù)支撐淮河保護(hù)治理事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和淮河流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，在新發(fā)展階段具有重要的研究價值和實(shí)踐意義。

二、現(xiàn)狀與問題

新中國治淮70 多年來，尤其是近20年，淮河流域水文工作取得了長足進(jìn)步，站網(wǎng)體系逐步完善，監(jiān)測能力不斷增強(qiáng)，預(yù)測預(yù)報(bào)水平持續(xù)提升，服務(wù)能力顯著增強(qiáng)，在歷年防汛抗旱減災(zāi)、水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)運(yùn)行、水資源管理、水生態(tài)保護(hù)中發(fā)揮著越來越重要的作用。在新發(fā)展階段，淮河水文仍存在一些問題和不足。

（一）水文站網(wǎng)有待完善

截至2020年底，淮河流域5 省（含山東半島）共有各類水文站網(wǎng)10458 處，以及淮委近年來建設(shè)管理的40 處水文站，其中水文站888 處、水位站397 處、雨量站3769 處、水質(zhì)站1214 處。隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，對水文的要求越來越高，現(xiàn)有的水文站網(wǎng)服務(wù)于水資源精細(xì)化管理、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、抗旱減災(zāi)和城市涉水事務(wù)管理等方面的能力不足，主要支流進(jìn)入淮河干流河口控制斷面、跨省河流湖泊出入水量控制站點(diǎn)、水資源監(jiān)督性檢查站點(diǎn)、行蓄洪區(qū)等水利工程應(yīng)用口門等尚不能滿足需求，需進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和補(bǔ)充完善。

（二）水文監(jiān)測存在短板

1998年以來，依托“工程帶水文”、省界斷面水資源監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)等項(xiàng)目，淮河流域水文測報(bào)設(shè)施設(shè)備、站容站貌煥然一新，流域雨量、水位全部實(shí)現(xiàn)自動測報(bào)，流量、水質(zhì)、蒸發(fā)、墑情等自動監(jiān)測已逐步開展，ADCP、電波流速儀等新儀器新設(shè)備已推廣應(yīng)用。但是，目前水文監(jiān)測自動化程度低，尤其是流量自動化監(jiān)測方法有限，自動測流系統(tǒng)應(yīng)用受限，新儀器新設(shè)備推廣滯后，現(xiàn)仍以人工監(jiān)測為主，不能滿足水資源監(jiān)督管理和生態(tài)保護(hù)的需要。水文應(yīng)急監(jiān)測能力較為薄弱，水文巡測基地嚴(yán)重不足，水質(zhì)監(jiān)測業(yè)務(wù)剛剛起步，遠(yuǎn)不能滿足水文監(jiān)測改革發(fā)展的需要。

（三）信息服務(wù)水平亟待提升

淮河水利委員會已建成流域—省水文數(shù)據(jù)共享平臺和水文數(shù)據(jù)中心機(jī)房，實(shí)現(xiàn)流域五省8011處水情報(bào)汛站雨水情數(shù)據(jù)的一體化應(yīng)用，基本建成了服務(wù)防汛抗旱調(diào)度決策的淮河流域水信息系統(tǒng)以及覆蓋流域干支流重要水文斷面、大型水庫和湖泊的淮河洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)。但是，現(xiàn)有預(yù)報(bào)方案需要及時修訂，水文、水力學(xué)等模型在作業(yè)預(yù)報(bào)中還沒有做到普遍應(yīng)用，且精度和穩(wěn)定性還不高。水文信息化基礎(chǔ)設(shè)施與應(yīng)用仍有薄弱環(huán)節(jié)，距離水利信息化深化共享、智慧應(yīng)用的要求還有差距，水文數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)深化應(yīng)用還需加強(qiáng)。水文信息產(chǎn)品單一，服務(wù)手段落后，亟待探索人工智能、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等新技術(shù)應(yīng)用。

（四）管理體制有待進(jìn)一步健全

淮河流域共有各級水文機(jī)構(gòu)37 個，負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)的水文工作。地方水文部門還承擔(dān)著水質(zhì)監(jiān)測和水土保持監(jiān)測職能。目前水文管理體制機(jī)制還不能匹配現(xiàn)代化要求，政策法規(guī)體系尚不完善，水文相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與先進(jìn)性、及時性的要求還有距離，標(biāo)準(zhǔn)化管理有待加強(qiáng)，站網(wǎng)運(yùn)行管理模式和水文服務(wù)體系建設(shè)需要進(jìn)一步深化，人才隊(duì)伍建設(shè)同樣滯后于現(xiàn)代化要求。

三、對策研究

計(jì)劃用5～15年的時間，在站網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、自動監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用和水文智能化提升等方面補(bǔ)齊短板，加快實(shí)現(xiàn)站網(wǎng)完整、技術(shù)先進(jìn)、信息及時、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確、服務(wù)到位的淮河流域水文發(fā)展基本目標(biāo)。到2025年，水文現(xiàn)代化建設(shè)取得突破性進(jìn)展，到2035年基本實(shí)現(xiàn)水文現(xiàn)代化，基本建成滿足淮河流域高質(zhì)量發(fā)展需要的水文“四大體系”。

（一）建立完善布局合理、功能完善的水文站網(wǎng)體系，實(shí)現(xiàn)信息采集全面化

建設(shè)與科技發(fā)展水平相匹配的現(xiàn)代化水文監(jiān)測站網(wǎng)，科學(xué)布設(shè)水文巡測基地和水質(zhì)監(jiān)測中心，優(yōu)化完善站網(wǎng)布局和測站功能，推進(jìn)水文監(jiān)測信息多源互補(bǔ)。一是升級淮委直屬的39 處省界水文站，創(chuàng)建重溝水文站國家重要水文站示范站。二是新建一批水資源監(jiān)測專用站，為加強(qiáng)跨省河湖生態(tài)流量和下泄水量控制，擬新建、改建沭河末端等7 處控制站點(diǎn)；為加強(qiáng)南四湖進(jìn)出湖水量的控制，擬新建、改建54 處控制站點(diǎn)；為加強(qiáng)南水北調(diào)東線調(diào)水水量監(jiān)測，擬改建4 處省界水量控制站點(diǎn)。三是加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和能力建設(shè)，擬新建流域水質(zhì)監(jiān)測中心和4 省分中心，以及10 處水質(zhì)自動監(jiān)測站，逐步實(shí)現(xiàn)地表水、地下水全指標(biāo)監(jiān)測能力。四是科學(xué)布局淮委水文巡測基地，結(jié)合水資源分區(qū)，建設(shè)淮河中上游、沂沭泗水系、山東半島等5 處水文巡測基地，建立系統(tǒng)完整、覆蓋全面的站網(wǎng)體系。

（二）建立技術(shù)先進(jìn)、準(zhǔn)確及時的水文監(jiān)測體系，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測手段自動化

應(yīng)用遠(yuǎn)程遙控、衛(wèi)星定位、空天遙感、物聯(lián)網(wǎng)及智能感知、移動寬帶網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)手段，構(gòu)建“天地空”一體化的監(jiān)測體系，破解在線自動監(jiān)測的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)水位、雨量、流量等水文要素監(jiān)測自動化和遠(yuǎn)程遙測。一是在淮河干流及其主要支流、沂沭河攔河建筑物等處廣泛開展水文自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，大幅提升自動化水平。二是升級淮河干流、沂沭河干流重要控制站點(diǎn)，建設(shè)王家壩、劉家道口等12 處流量自動監(jiān)測系統(tǒng)。三是實(shí)現(xiàn)淮河重要行蓄洪區(qū)重要圩區(qū)等關(guān)鍵區(qū)域視頻監(jiān)控體系，彌補(bǔ)防汛監(jiān)測空白點(diǎn)。四是由“測得準(zhǔn)”到“報(bào)得準(zhǔn)”，修訂完善王家壩、北廟集、重溝等水文站點(diǎn)的預(yù)報(bào)方案，做好水位—流量關(guān)系率定工作。

（三）建立自動智能、手段多樣的水文信息服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理智能化

加強(qiáng)流域內(nèi)跨省區(qū)、跨部門的合作和信息共享，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)，建成集水文業(yè)務(wù)管理、水文數(shù)據(jù)處理于一體的淮河流域水文預(yù)測預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)與系統(tǒng)，保障水情業(yè)務(wù)高效穩(wěn)定安全運(yùn)行，確保10～20 分鐘內(nèi)95%以上、30分鐘內(nèi)100%的水情信息交換至淮委節(jié)點(diǎn)。一是建立高時空分辨率的降雨預(yù)報(bào)模型，發(fā)展水文氣象緊密耦合預(yù)報(bào)技術(shù)，完善現(xiàn)有水文預(yù)報(bào)模型和研發(fā)新模型，進(jìn)一步完善洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，洪水預(yù)報(bào)斷面覆蓋流域干流、重要支流控制站，大型水庫、大型湖泊及其入湖河流控制站等，重要控制站精度流量誤差10～15%以內(nèi)，水位誤差0.2m 左右，洪水預(yù)見期延長至2～3 天。二是建立實(shí)時水文水動力耦合模型，實(shí)現(xiàn)淮河干流任意斷面水位流量過程預(yù)報(bào)。三是自主研發(fā)淮河流域洪水預(yù)報(bào)調(diào)度一體化系統(tǒng)，力爭實(shí)現(xiàn)調(diào)度決策智能化和調(diào)度方案可視化。四是完善淮河流域水資源監(jiān)控平臺，升級信息服務(wù)、調(diào)度決策、應(yīng)急管理等，提升水資源數(shù)據(jù)處理水平。

（四）建立管理科學(xué)、精兵高效的水文業(yè)務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)管理體制科學(xué)化

加強(qiáng)流域水文行業(yè)管理，加強(qiáng)與流域各省市水文部門的溝通交流，抓好體制改革、機(jī)制創(chuàng)新、效能提高等重點(diǎn)工作，在理順關(guān)系、凝心聚力上下功夫。一是要加強(qiáng)人才引進(jìn)和培養(yǎng)工作，擴(kuò)充人才總量，加大干部年輕化步伐，建立健全人才補(bǔ)位機(jī)制，努力建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、人員精干的人才隊(duì)伍。二是要加大經(jīng)費(fèi)投入，切實(shí)解決經(jīng)費(fèi)不足問題，為加快水文現(xiàn)代化建設(shè)提供基礎(chǔ)保障。三是加強(qiáng)淮河水文文化建設(shè)，在業(yè)務(wù)工作中提煉水文精神，做好宣傳引導(dǎo)，豐富淮河水文文化內(nèi)容，為業(yè)務(wù)工作提供堅(jiān)實(shí)的軟實(shí)力支撐■