水文地质工程地质

期刊导读

海河流域水文监测预报发展及能力提升对策

来源:水文地质工程地质 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-03-22

一、“96·8” 洪水以来海河流域水文监测预报发展

“96·8”洪水以来,经过多年建设,海河流域水文监测预报取得长足发展。 流域监测站点数量不断增加,部分先进监测仪器和技术得到应用;水情报汛网络逐步完善, 手段不断进步,先后经历了人工到自动,网络到移动,单信道到双信道的转换,报汛效率与可靠性逐步提高;水文预报站点不断增加,方案逐步完善,预报系统不断改进,预报能力不断提升。 目前,海河流域已经建立了涵盖水文监测、水情报汛、信息处理、监视分析、预测预报、预警发布等多个方面的完善的水文监测预报体系。

1.水文监测与报汛

“96·8”暴雨洪水期间,各级水文部门为防汛决策提供了大量及时准确的水文监测预报信息,为科学调度洪水、最大程度减少洪水灾害造成的损失起到了重要作用,但同时也暴露出一些问题。 一是监测站点不足。 以河北省为例,1996 年全省监测站点只有377 处, 站网密度为500 km2/站,远低于世界气象组织 ( 以下简称“WMO”)山区容许最稀雨量站网密度100~250 km2/站的推荐标准, 导致雨水情信息和预报成果精度大打折扣。二是报汛手段落后。 当时流域内绝大多数报汛站单一采用有线通信, 在暴雨洪水期间, 报汛通信线路不同程度遭到破坏, 不能确保雨水情信息的安全畅通。 三是水情信息编译自动化程度低。 当时水情报文翻译依靠人工手段,计算机和数据库尚未普及,消耗了大量人力,且时效性难以保障。

1996 年以后,流域监测站点逐渐增加。 2019 年底,海河流域共有各类水文测站15 672 处,包括国家基本水文站317 处、专用水文站299 处、辅助站13 处、基本水位站24 处、专用水位站1 113 处、雨量站5 545 处、蒸发站7 处、墒情站350 处、实验站3 处、水质站885 处、 地下水监测站7 068处、水生态监测站48 处。海河流域国家基本水文站平均密度为1 011 km2/站,接近WMO 山区容许最稀站网密度300~1 000 km2/站的推荐标准的上限。海河流域雨量站平均密度为58 km2/站,高于WMO 推荐标准。

流域水情报汛工作逐步发展,先后建立了水雨情信息电话数传报汛系统、广域网报汛系统和集信息接收处理为一体的雨水情信息传输服务系统。 目前,流域雨量站基本全部实现了自动测报。 通过水利部建设的水情信息交换系统,实现了海委与水利部及流域内8 个省(自治区、直辖市)报汛数据及特征值数据等的实时共享。 2019 年底,海委共计接收全流域5 473 个报汛站资料, 站点数量约为“96·8”洪水时的7 倍。

海河流域地形复杂, 天气多变,降水时空分布集中, 暴雨灾害频发,强降水易使现有监测手段失灵。 为弥补雨量数据缺失问题,提高面雨量监测能力, 建立了雷达反演降水方法,为洪水预报分析提供重要降水输入数据支撑。 新一代天气雷达作为探测降水系统的主要工具,具有较高的时空分辨率,并可全天时连续工作。 目前建成由全流域21 部雷达组成的高分辨率雷达探测网,可全面监测流域大气中的水含量, 定量估测可降水量,对流域面雨量的监测及预报具有重要参考价值。 特别是在极端天气等非常规情况下,流域内雨量站出现损毁、信号中断时,或者暴雨中心未布设雨量站,导致重要雨量信息缺失时,可通过雷达反演降水方法进行弥补。

2.水文预报

1996 年水文预报主要依靠1992年编制的 《海河流域水文预报方案》进行。 该方案包括流域大型水库、主要河道、蓄滞洪区的洪水预报方案共69 套, 主要采用河道洪水经验相关、河道汇流演算、暴雨径流相关、经验单位线、变动等时线等方法。 “96·8”洪水作业预报采用人工查图计算,工作量大、耗费时间长、时效性较差,导致洪水预报的有效预见期短。

1996 年以后,海委加强了流域水文预报方案修订工作,2003 年利用国家防指一期工程建设了洪水预报系统,并编制了3 座直属大型水库的预报方案和流域内相关省份10 个重要断面的预报方案集成。2007 年全面组织开展了海河流域洪水预报方案修订工作,编制了《海河流域实用预报方案》,修订了78 套重要断面洪水预报方案。2014 年利用国家防指二期工程修订及新建了38 套断面预报方案及9 个蓄滞洪区洪水预报方案。 2019年组织修订了3 座直属大型水库及近年发生洪水的河系中7 个重要断面的洪水预报方案, 开展了大清河系上游山区重要断面洪水预报方案分析工作。目前,海河流域各省(自治区、直辖市) 共有预报断面294 个, 编制方案372 套,涵盖流域所有大型水库、部分中型水库和重要河道控制断面。