浙江水文科技发展与展望

浙江水文科技发展与展望浙江省水文局2012年5月主要内容一、浙江概况二、浙江水文科技取得的成绩三、浙江水文所面临的问题四、浙江水文科技发展的重点五、近期浙江水文科研工作努力的方向浙江省位于我国东南沿海，与福建、江西、安徽、江苏、上海相邻。全省陆域面积10.38万KM2，其中山地和丘陵占70%，平原和盆地占23%，河流和湖泊占7%；主要河流自北至南有苕溪、运河、钱塘江、甬江、椒江、瓯江、飞云江、鳌江等主要水系；浙江海域辽阔，海岸线总长6633KM2，居全国之首。一、浙江概况（一）基本情况全省11个市级行政区、32个市辖区、58个县级市，省会杭州市。全省总人口5400万人，生产总值31590亿元，人均5.85万元。全省水文系统在职水文职工647人，离退休人员460人；水文代办员607人，合同制职工141人。到2010年止，全省有国家基本流量站67处、水潮位站206处、雨量站672处、悬移质泥沙站14处、蒸发站91处、水质站729处、盐度6处；除此之外，还有为防汛服务的雨量自动采集站点可达4000余站，站网密度为1站/25km2。水资源降雨多年平均降雨量1604毫米多年平均水资源量955亿m3安徽、江西、福建入境68.5亿m3入江苏、上海52.5亿m3入海786亿m3浅层地下水资源量221亿m3入江西、福建25.4亿m3多年平均蒸发量865毫米蒸发径流多年平均径流深909毫米（二）、经济社会发展对水文的需求１、水文要在防汛抗旱中发挥关键作用（1）各级领导对防汛工作的重视前所未有，都把“不死人、尽量少私人”作为政府工作目标（2）点多面广的农村，基础设施脆弱、防洪能力低、缺乏防灾自救能力（3）尚没有防御大洪水和特大洪水的经验；大洪水和特大洪水测、报都面临重大考验；洪水预报面临非线性外延等不确定性问题２、水文要为水资源管理提供全面支撑⑴水资源的量质评价；⑵水资源的科学配置和管理，⑶水工程的优化调度（雨洪资源利用）。３、水文要在应对突发性水事件中扮演重要角色⑴突发性事件中水污染事件占首位（平均3天一起）⑵各级对水污染事件高度关注⑶“先天性”的环境隐患突出、风险评估和防范措施不健全4、水文要为国家经济社会建设积累资料水文事业是国民经济和社会发展的基础性公益事业。交通、航运、港口、能源、水利工程等基础设施建设离不开水文观测资料。二、浙江水文科技取得的成绩水文科技工作是水文事业的一个重要组成部分，是水文事业发展的支撑和保障，长期以来水文科技对我省水文事业的发展起到了巨大的推进动作用。浙江水文事业的发展史就是一部水文科技的发展史。1、50年代初，我省水文部门与新昌机械厂联合研制的水文缆道取代了传统的船测和涉水测流，这是流量测验领域的重要突破，大大减少了水文观测人员的伤亡，在向全国推广过程中经过不断改进，已发展成为我国水文站测流、取沙的主要设备。因此获得全国科学大会科技成果奖。2、60年代初浙江省创造了“岸式虹连自记水位台”的设计方案，解决了岸式自记水位台长期存在的测井淤积的难题，1981年有水利部推荐给联合国世界气象组织，列入水文业务计划（HOMS）资询手册，参加国际交流。3、60年代中期自记雨量、水位计在浙江省普遍推广应用，自计化程度已列全国前茅，极大的提高了雨量、水位资料的观测精度和质量，减少了缺漏测现象。4、70年代先后引进了台风增水预报的“SLOSH模型”、“厦大模型”、“杭州湾台风增水模型”，在浙江沿海的台风增水预报上取得了长足进步，预报的精度有了明显提高5、70年代中期我省开展了超声波测流的研究，探索流量的自动监测，研制成功单向、双向超声波测流装置，单向最大层流速达到3米每秒，双向达到±2米每秒，并获得国家专利。6、70年代末开展无线电水文数字遥测装置、水文自动测报系统的研制和开发，建成浦阳江流域水文自动遥测、实时联机洪水预报系统，使水情信息的时效性大大提高，洪水预报的精度明显改善。先后获得省科技进步一、二等奖。7、从1978年与浙江大学合作研制DJS-130计算机、1982年引进PDP11/23计算机、1987年引进VAX-Ⅱ计算机，是浙江省较早拥有和使用计算机的单位之一，在水文遥测、水文预报、水情译电和水文资料电算整编等方面发挥了重要作用，大大推进了我省的各项水文业务工作。8、建国以后，为了满足水利水电工程建设日益增长的需要，陆续编制发布了《浙江水文概要》、《浙江水文手册》、《浙江省设计暴雨分析》、《浙江省综合单位线》、《浙江省小流域设计洪水研究报告》、《浙江省小汇水面积设计洪水计算》、《浙江省水文图集》、《浙江省可能最大暴雨图集》、《浙江省短历时暴雨》等。这些水文分析成果在涉水工程规划、设计、建设中发挥了重要作用。9、我省在60年代初起就配合原华东水利学院开展“蓄满产流”研究，并在分析新安江及附近流域资料的基础，提出了“新安江模型”，因此获得全国科学大会奖；以后又在姜湾径流实验的基础上，综合出姜湾径流模型，上述模型已经成为我省洪水预报的主要方法。10、先后两次对浙江省水资源进行调查评价，全省各种资源量特征已经被广泛应用。11、浙江省国家水文数据库建设和应用，在生产、科研和服务社会方面取得了良好效益；12、水雨情自动采集系统建设获得长足发展、覆盖面和站网密度急剧增加，各类水文要素自动遥测技术、通信技术居全国领先水平。13、浙江省水雨情信息系统的研制和应用，使我省水雨情信息服务、预警水平明显提高。14、水功能区水质监测取得长足进步全省有8个分中心，9个水质化验室，拥有包括8台原子吸收分光光度计、8台原子荧光光度计、4台气相色谱仪、3台流动注射分析仪在内的各类仪器设备共318台（套），配备了进行70余个水质检测项目所需的全部设备和标准物质,水质检测能力大大提高。从1978年国家和省人民政府建立科学技术研究奖励制度以来，我局共获得全国科学大会奖2项，国家级科技进步奖1项，省、部级科学技术进步奖26项，厅级科技进步奖45项，获国家实用新型技术专利5项。这些科研成果推动了水文科学技术进步。三、浙江水文所面临的问题1、流量站网密度偏低2、水文站网受工程影响严重3、行政区界、水功能区、引排水口、重要水源地的水质水量同步监测站点不足4、地下水、旱情监测站点缺乏，无法满足地下水资源评价、管理和旱情监测的需要5、测验设备自动化程度和测洪能力偏低7、水文观测上的“无人值守，有人看管”难已有效推进8、预报理论有待完善（无资料地区的预报、中长期径流预报、山洪和水质预测预报）6、新验仪器、新设备的自主研发能力较低，先进测验设备推广受到各种因素的制约９、平原地区和城市的产汇流机制不明１０、设计暴雨、设计洪水方法还需进一步完善１１、与水资源管理有关的水文工作亟待加强水文科技工作要紧紧围绕防汛工作中心，以水文科技面向生产，解决生产中碰到的实际问题为重点，加强水文基础技术研究和新技术、新方法应用为重点，提升水文测报预报、水资源监测自动化、信息化水平和能力。发展重点是：㈠信息采集技术研究：适用于不同环境、可靠准确的水情、水文、水质资料的自动采集，特别是长期记录技术；㈡信息传输传输技术研究：采用先进的有线、无线公网接入技术、宽带接入技术，特别是公共移动宽带接入技术，以满足水情数据、水文资料、水情图象、语音的实时传输需要；四、浙江水文科技发展的重点㈢互换性联网技术研究：安全可靠的水情、水文、水质信息公共平台技术，水情、水文、水质网络节点行业标准接口技术，省、地、市、县水文机构，重要水文站和防汛重要水情收集站等的网络互联互通，满足水情、水文数据、资料、图象、音像信息的快速访问、查询和管理。㈣受工程影响下的水文测验方法和水文站网布设研究：受水利工程影响下水文站原有功能的恢复，利用水工建筑物推流，水库站作为基本水文站的可行性，水文分区以及站网的调整和优化研究。㈤遥感新技术在水文学中的应用研究：利用遥感技术获取更多更精确的水文气象信息和森林植被、土地利用、水库塘堰等下递垫面信息，并逐步开展利用遥感技术估算区域降水、蒸发、土壤含水量以及水文模型建模和水质研究。㈥水文气象藕合技术在洪水预报中的应用研究：将中尺度数值天气预报模型藕合陆面水文预报模型，以提高洪水预报预见期和洪水预警能力。㈦分布式流域水文模型的开发研究：积极引进和开发分布式水文模型，尤其是具有物理基础的分布式水文模型，尽可能客观地反映降雨和下垫面条件空间分布不均对径流形成的影响，研究和解决变化环境中的水文水资源、无资料地区水文预报问题。㈧水文巡测技术方法研究：研究应用先进技术和设备，大力提升水文测验的自动化、现代化水平。同时根据水利工作、水资源管理、防灾减灾要求研究巡测站点布置，巡测线路优化，和巡测资料的整编方法等，以提高水文资料获取的效能。㈨沿海风暴潮预报技术的研究：继续加强风暴潮预报技术和感潮河段水位预报技术研究，通过整合卫星云图信息，沿海实时潮位信息，实时风、压和气象信息等资源，依托3S技术，建立覆盖我省东部沿海的风暴潮预报、指挥、决策系统。㈩水资源管理技术研究：重点研究水量、水质统一评价方法；水质、水量实时监控；江河湖库水质、水量预报技术。建立先进、实用、有效的水资源管理信息系统。（十一）浙江省水文水资源信息服务系统研究：建立海量数据存储与管理、宽带数据传输、广域网分布式数据库的管理、查询、分析、应用支持系统。五、近期浙江水文科研工作的努力方向㈠研究和推进降水量、蒸发、水位、流量观测的“无人值守、有人看管”工作1、降水量采用雨量固态存储后，由管理站每2-3个月巡视、量计翻斗总雨量2、蒸发量开展多种形式的蒸发量自动监测实验、研究，解决蒸发量在线监测问题。3、水位采用水位固态存储后，可以通过远距离视屏进行人工水位校核，4、流量采用岸式多普勒、和非接触式等测流设备的实时监测结合走行式多普勒、流速仪等的比测解决流量自动采集问题5、水质自动监测研发和合作研发水质在线监测设备㈡研究和扩大卫星通讯在水文测报领域的应用，提高信息传输的可靠信。㈢水文资料在线整编技术研究和应用浙江省水文资料的固态存储率已经超90%，并已经实现模块数据的整编。下一步要解决固存数据远距离传输、随时掌握仪器工作状况和数据存储情况以便及时维护以及在线整编问题。㈣开展新技术、新方法在水文水资源预测预报中的应用研究实时水情信息处理系统的推广应用，实时作业预报的技术开发和应用，水文自动测报系统和洪水警报系统的研制等，进一步扩大水文预报的覆盖面，提高预报精度。近几年，我局已经将我方研发的流域水文模型与挪威水文部门的HEC-RAS水力学模型和GIS相结合，建成西苕溪流域实时洪水预报DFFM系统。2011年我局又引进“意大利洪水预报及水库实时优化调度系统”技术，建成了钱塘江流域实用高效的洪水预报平台。下一步要结合中小河流非工程措施建设，㈤浙江省洪水预警预报服务平台建设以浙江省中小河流水文监测系统建设为契机，研究建设全省统一的网络在线预报服务平台，集成全省预报系统资源，实现洪水自动预报、在线会商、统一发布，最大限度地提高洪水预报效率。目前该项目正在执行。㈥开展无资料地区水文研究⑴完成《浙江省无资料流域水文预报关键技术研究》报告，并编制一套使用方法、查算图表，可提供全省任意无资料流域进行水文预警预报使用的水文模型、模型参数和预报软件，为我省任意地区水文预警预报方案建立提供技术支持。⑵提出《浙江省中小流域设计洪水研究》报告，并编制一套集使用方法、查算用图表在内的，可供全省无资料地区小流域设计洪水使用的《浙江省洪水查算图表》。为简化小流域设计洪水计算，减少人为的分析计算误差，结合浙江省高精度数据高程模型和我省已颁发的《浙江省短历时暴雨》，编制能计算全省任意小流域设计暴雨、设计洪水全过程计算软件。目前该项也正在执行。谢谢!