寧夏水文現(xiàn)代化建設(shè)實(shí)踐與規(guī)劃服務(wù)黃河流域先行區(qū)建設(shè)

馬 云

（寧夏回族自治區(qū)水文水資源監(jiān)測預(yù)警中心,寧夏 銀川 750011 ）

水文是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性公共事業(yè),為水利和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。水文監(jiān)測信息和預(yù)測預(yù)報(bào)成果是防汛抗旱指揮決策、水工程優(yōu)化調(diào)度和群眾防洪避險(xiǎn)等不可替代的科學(xué)依據(jù),在保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全、充分發(fā)揮水工程效益、保障經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展等方面具有不可替代的作用[1]。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展是重大國家戰(zhàn)略,也是寧夏實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級、走高質(zhì)量發(fā)展道路的重大機(jī)遇[2]。目前,針對寧夏水文現(xiàn)代化現(xiàn)狀建設(shè)成效及規(guī)劃發(fā)展探索的研究相對較少。本文在回顧總結(jié)寧夏水文現(xiàn)代化建設(shè)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,立足寧夏水利工作及區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對水文工作需求,旨在做好水文現(xiàn)代化建設(shè)規(guī)劃,更好地為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 水文發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 水文監(jiān)測能力現(xiàn)狀

截至2020 年底,寧夏現(xiàn)有各類水文站點(diǎn)1858 處,其中水文站174 處（基本水文站39 處、專用水文站135處）、水位站151處（基本水位站8處,專用水位站143處）、雨量站927處（基本雨量站179處、專用雨量站748處）、蒸發(fā)站21處（非獨(dú)立站）、墑情站57處、地下水監(jiān)測井321 眼、水質(zhì)監(jiān)測斷面116 處、定點(diǎn)洪水調(diào)查斷面46 處、黃河視頻站45 處。寧夏水文站網(wǎng)經(jīng)過60 多年的建設(shè)發(fā)展,布局基本合理,功能較為完備,能夠基本控制主要水系及重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域水文要素和特征規(guī)律,基本建成與區(qū)域防洪減災(zāi)、水資源管理和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相適應(yīng)的水文站網(wǎng)體系。

1.2 水文信息服務(wù)能力現(xiàn)狀

1.2.1 在水文數(shù)據(jù)傳輸和管理方面

寧夏水文傳輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本形成了水文中心～水利廳～水利部的骨干網(wǎng),水文中心～各分局～水文站傳輸專線,遙測終端～水文站～水文分局的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)組成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

1.2.2 在數(shù)據(jù)存儲和系統(tǒng)部署方面

以寧夏政務(wù)云平臺為基礎(chǔ),配合水文中心專用服務(wù)器,基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、管理和維護(hù)。建成了以水文基礎(chǔ)業(yè)務(wù)為需求的寧夏水文綜合業(yè)務(wù)平臺、寧夏水情綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)和寧夏水質(zhì)監(jiān)測評價管理系統(tǒng)等,積極服務(wù)區(qū)域水旱災(zāi)害、水質(zhì)監(jiān)測評價和水資源管理。

2 水文現(xiàn)代化建設(shè)成效

2.1 砥礪前行,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得跨越式發(fā)展

近年來,寧夏水文充分依托中小河流、大江大河等建設(shè)項(xiàng)目,積極推進(jìn)水文站“巡測為主、駐巡結(jié)合”監(jiān)測新模式,力促測報(bào)方式改革,形成了“自動監(jiān)測數(shù)據(jù)為主,人工監(jiān)測校核為輔”監(jiān)測新機(jī)制,并多方爭取資金加大流量在線監(jiān)測和信息化建設(shè)力度,從水文監(jiān)測前端感知自動采集、中端數(shù)據(jù)云集成、末端智能分析應(yīng)用三個層面,大力推進(jìn)新技術(shù)新設(shè)備應(yīng)用。

2.2 前端感知采集邁向自動化

（1）自動監(jiān)測設(shè)備廣泛應(yīng)用。水位、地下水監(jiān)測井水位、雨量監(jiān)測均實(shí)現(xiàn)了100%自動監(jiān)測,土壤墑情、流量、水質(zhì)自動監(jiān)測穩(wěn)步推進(jìn)。二是灌區(qū)引黃水量實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。2020 年在引黃灌區(qū)17 條干渠取水口通過架設(shè)鋼桁架或者索道建成15 處RG-30 定點(diǎn)雷達(dá)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)和2 處ADCP自動在線監(jiān)測系統(tǒng),建成大型混凝土標(biāo)準(zhǔn)化斷面2 處,實(shí)現(xiàn)寧夏86.9%的黃河水取水量在線監(jiān)測。三是積極探索山洪溝道流量在線監(jiān)測。2020 年有效利用2019 年水利部河湖長制獎勵寧夏資金及相關(guān)科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi),分別在清水河把口站泉眼山水文站、賀蘭山重點(diǎn)防洪區(qū)大武口、汝箕溝水文站建成RG-30 定點(diǎn)雷達(dá)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)3 處,在賀蘭山重點(diǎn)防洪區(qū)蘇峪口水文站建設(shè)定點(diǎn)雷達(dá)、側(cè)掃雷達(dá)、視頻測流等多種流量在線監(jiān)測系統(tǒng),并試點(diǎn)建設(shè)自動蒸發(fā)站1 處,稱重式雨量站4 處,豐富監(jiān)測方式,填補(bǔ)蒸發(fā)、降雪在線監(jiān)測空白；在15 處重要水體斷面建成7 參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng),探索水質(zhì)在線監(jiān)測。四是黃河凌情實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化監(jiān)測。黃河寧夏段共建成45 處視頻站,平均8.8 km建設(shè)1 處,形成了以“自動監(jiān)測為主,外業(yè)巡測為輔”的測報(bào)方式,結(jié)束了幾十年起早摸黑凌情純?nèi)斯づ茳c(diǎn)測報(bào)模式。

（2）中端數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)云集成。一是監(jiān)測數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸全覆蓋。我中心與各分局、水文站連通了20 M光纖電路,建成了各遙測站點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸無線專網(wǎng),為賀蘭山東麓重點(diǎn)防汛區(qū)雨量站構(gòu)建了北斗衛(wèi)星和GPRS雙信道傳輸通道。二是傳輸數(shù)據(jù)中端實(shí)現(xiàn)云集成?；趯幭乃平ǔ蛇b測數(shù)據(jù)統(tǒng)一接收平臺,實(shí)現(xiàn)了雨情等12 類要素的接收處理、存儲交換、業(yè)務(wù)應(yīng)用一體化,最大程度實(shí)現(xiàn)了資源整合和信息共享。

（3）末端分析應(yīng)用趨于智能化。一是水文測驗(yàn)整編平臺深入研發(fā)。對水位流量關(guān)系曲線網(wǎng)絡(luò)定線、資料審查OA等功能進(jìn)行了補(bǔ)充完善,真正實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)云平臺錄入、存儲、計(jì)算、分析處理、合理性檢查和整編數(shù)據(jù)源形成的全流程信息化。二是建設(shè)自動在線測控與數(shù)據(jù)共享平臺。將不同廠商、不同技術(shù)、不同類型的流量在線監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)一納入平臺管理,實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備工況、系統(tǒng)運(yùn)行情況實(shí)時監(jiān)控、監(jiān)測數(shù)據(jù)不同用戶實(shí)時共享。三是水情綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化提升。升級集成了氣象信息等業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng),依托中國洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)建立了全區(qū)69 條中小河流的洪水預(yù)報(bào)方案。四是開發(fā)完成水質(zhì)監(jiān)測評價管理系統(tǒng)及手機(jī)端APP。實(shí)現(xiàn)水質(zhì)采樣業(yè)務(wù)流程、采集信息報(bào)送、采樣軌跡監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)控、水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)匯審入庫、水質(zhì)動態(tài)評價、儀器設(shè)備等的信息化、科學(xué)化管理。

3 存在的主要問題

近年來,寧夏水文雖然取得了長足發(fā)展,但對照新時代新要求,水文現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展仍不均衡不充分,現(xiàn)代化程度仍然不高,服務(wù)支撐能力依然有限。

3.1 水文站網(wǎng)體系短板

洪水災(zāi)害防御方面,賀蘭山東麓等重點(diǎn)防洪區(qū)域雨量、水位站密度仍不足,不能完全及時研判區(qū)域水雨情演變趨勢；尚未開展城市水文監(jiān)測,不能滿足城市洪澇災(zāi)害監(jiān)測的需要。旱情監(jiān)測方面,土壤墑情站密度不足,監(jiān)測手段不能有效支撐田間土壤墑情監(jiān)測和預(yù)報(bào)分析。水生態(tài)監(jiān)測方面,目前僅開展生態(tài)流量監(jiān)測,水生態(tài)監(jiān)測不能完全適應(yīng)新時代監(jiān)測需求。

3.2 水文監(jiān)測能力短板

水資源監(jiān)測能力方面,流量在線監(jiān)測率低?；舅恼净A(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,95%的基本水文站未建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化測驗(yàn)斷面,流量在線監(jiān)測率僅為38.5%,亟需提檔升級建設(shè)；專用水文站均未建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化測驗(yàn)斷面,流量在線監(jiān)測率僅為3.7%,且大多數(shù)入黃排水溝水文站易受黃河回水頂托和水草影響；泥沙、蒸發(fā)及降雪自動監(jiān)測,尚處于試點(diǎn)探索階段。水旱災(zāi)害監(jiān)測能力方面,水文巡測及應(yīng)急監(jiān)測能力低,機(jī)動巡測能力不足,洪水預(yù)報(bào)精度不高。水環(huán)境監(jiān)測能力方面,水質(zhì)在線監(jiān)測率不高,僅為11.0%。

3.3 水文信息服務(wù)能力短板

水文數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面,數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、共享交換、開放服務(wù)水平較低。水文綜合業(yè)務(wù)服務(wù)能力方面,系統(tǒng)功能需進(jìn)一步完善升級,水資源實(shí)時監(jiān)測和動態(tài)評價能力有待提升。水文公眾服務(wù)能力方面,公眾服務(wù)內(nèi)容和形式,與社會經(jīng)濟(jì)和人民生產(chǎn)生活需要仍存在一定差距。

4 緊跟需求規(guī)劃有序推進(jìn)

水文事業(yè)發(fā)展規(guī)劃要以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo),以推進(jìn)水文現(xiàn)代化建設(shè)為抓手,為完善站網(wǎng)布局,提升監(jiān)測能力,強(qiáng)化水利支撐服務(wù)提供更加精準(zhǔn)的技術(shù)支撐。

4.1 規(guī)劃原則

遵循“理念現(xiàn)代、技術(shù)先進(jìn),夯實(shí)基礎(chǔ)、需求引領(lǐng),實(shí)事求是、因地制宜,安全實(shí)用、先進(jìn)可靠,統(tǒng)籌兼顧、突出重點(diǎn),面向社會、服務(wù)為本”原則。

4.2 規(guī)劃目標(biāo)

經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,不同的時代和階段,賦予了水文現(xiàn)代化不同的內(nèi)涵。至2025 年,寧夏水文主要圍繞監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)立體化、監(jiān)測設(shè)備自動化、監(jiān)測數(shù)據(jù)資源化、業(yè)務(wù)應(yīng)用智能化、核心技術(shù)國產(chǎn)化、行業(yè)服務(wù)專業(yè)化、公眾服務(wù)多樣化、設(shè)備運(yùn)維社會化8 個方面,規(guī)劃建立與時代發(fā)展同步的現(xiàn)代化水文業(yè)務(wù)體系。

4.3 主要措施

創(chuàng)新思路,在深入服務(wù)寧夏“智慧水利”建設(shè)和“互聯(lián)網(wǎng)+水利”行動的基礎(chǔ)上,力爭為“四水同治”提供更加優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

（1）水文監(jiān)測體系建設(shè)。優(yōu)化水文站網(wǎng)布局,加密建設(shè)賀蘭山東麓重點(diǎn)防洪區(qū)雨量、水位站,實(shí)現(xiàn)全區(qū)中小型水庫雨量、水位自動監(jiān)測；依托現(xiàn)有5 處水文（位）站探索開展水生態(tài)監(jiān)測,填補(bǔ)銀川市城市水文監(jiān)測空白。重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)39 處國家基本水文站全面提檔升級,實(shí)現(xiàn)135 處專用水文站流量在線監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)全區(qū)地表水一級取水口流量在線監(jiān)測,規(guī)模以上取水井監(jiān)測計(jì)量。強(qiáng)化水文巡測應(yīng)急監(jiān)測能力,提升水環(huán)境、地下水水位和土壤墑情監(jiān)測能力,深入提升水文現(xiàn)代化監(jiān)測水平。

（2）水文信息服務(wù)建設(shè)。至2025 年,以空天地全要素水文站網(wǎng)組成的水文物聯(lián)感知層,以寧夏政務(wù)云（水利云）為基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施層,構(gòu)建以水文監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測數(shù)據(jù)和運(yùn)維管控為服務(wù)的水文物聯(lián)中心；通過與自治區(qū)水利大數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)共享交換,匯集水利行業(yè)各部門及相關(guān)其他部門相關(guān)數(shù)據(jù),構(gòu)建寧夏水文數(shù)據(jù)服務(wù)平臺；基本實(shí)現(xiàn)涵蓋旱情監(jiān)測水資源管理、洪水預(yù)報(bào)調(diào)度一體化、黃河寧夏段冰凌監(jiān)測預(yù)警、水環(huán)境監(jiān)測預(yù)警管理、水生態(tài)監(jiān)測預(yù)警管理、地下水監(jiān)測預(yù)警管理、水文數(shù)據(jù)在線審核整編、水資源公報(bào)、水文數(shù)據(jù)檔案管理、水文預(yù)警一張圖和水文公眾服務(wù)11 項(xiàng)內(nèi)容的信息化服務(wù)體系。

（3）水文管理體系建設(shè)。強(qiáng)化水文管理,優(yōu)化人才隊(duì)伍建設(shè)；積極爭取水文監(jiān)測運(yùn)維經(jīng)費(fèi),保障水文長期發(fā)展；積極申報(bào)科研項(xiàng)目,提升創(chuàng)新研究能力；積極開展“1+N”水文文化建設(shè)模式,培育和諧水文文化,推動水文文化建設(shè)。

5 結(jié) 語

當(dāng)前,寧夏水文正處在貫徹落實(shí)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的重大國家戰(zhàn)略歷史機(jī)遇最為集中的黃金期、各種優(yōu)勢最能有效釋放的關(guān)鍵期、信息技術(shù)轉(zhuǎn)換最為緊要的攻堅(jiān)期、發(fā)展跨越提升最為有利的機(jī)遇期。寧夏水文將以水文現(xiàn)代化建設(shè)規(guī)劃為新的工作契機(jī),加強(qiáng)與發(fā)展改革等部門溝通協(xié)調(diào),充分做好水文項(xiàng)目前期工作準(zhǔn)備,高效提升水文監(jiān)測信息服務(wù)能力,積極為寧夏智慧水利和黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)建設(shè)提供更加優(yōu)質(zhì)的水文支撐服務(wù)。