关于四川水文创新的实践与探索

(四川省水文水资源勘测局，成都，610036)

水文是国家经济建设和社会发展的一项重要基础工作。主要任务是通过布设水文站网，监测江河水位、流量、泥沙、水质和大气降雨、蒸发以及土壤墒情、地下水等各类水文要素。核心内容在于监测和分析评价水资源量与质及其时空动态变化规律，为解决社会经济发展中的水问题提供重要的科学依据。近年来，四川水文工作在省委、省政府和水利厅的高度重视和支持下得到了较快发展，已经基本形成了站网布局合理、测报设施完善、队伍支撑有力的水文水资源监测和分析评价工作体系，至今已收集了数以亿计的各类水文水资源数据，在全省经济社会发展规划、水旱灾害等重大自然灾害风险防范，促进水资源合理开发、配置、利用、保护及水利水电工程与其它涉水工程建设管理等方面发挥了不可替代的重要支撑和服务保障作用。

1 四川水文基本情况

2017年9月以前，四川省水文机构完全按大流域设置，下辖成都、绵阳、南充、达州、雅安、西昌、内江、阿坝、岷江和广元等10个水文分局和仪器检修站共11个直属事业单位。2017年9月，为统筹有效开展中小河流水文监测站网运行管理，顺应国家水资源的严格管理、水生态文明建设、河(湖)长制工作的实施等新形势发展要求，省委编委批复设立德阳、遂宁、巴中、广安、乐山、甘孜、宜宾、泸州8个流域水文局。截至2018年4月，新增设流域水文局已全部挂牌运行。全省除自贡、资阳、攀枝花等市水文工作隶属于内江、凉山水文机构统一管理外，其余市(州)均建有省属流域水文机构，共计18个，编制1450人。目前运行管理着覆盖全省大江大河及重要支流的国家基本水文站点1415处，其中水文站139个，水位站42个，雨量站564个，地下水监测站48个，土壤墒情站11个，地下水监测井130口，移动墒情监测点490个；2018年正接收管理的全省中小河流水文站点3603处，其中水文站208个、水位站244个、雨量站3151个。

从上述现状可以看出，四川水文工作有两个特点：

一是全局性。全省水文管理机构历经多次变革，体制机制改革不断深化，从最初的9个管理机构急增到18个管理机构，基本实现了全省水文管理工作按市(州)设立水文机构的全覆盖，可更加有效地服务于当地政府和整个流域乃至全省的经济社会建设；

二是服务性。随着水文站网体系不断扩充与完善，遍布全省5000余处的水文站、水位站、雨量站、蒸发站、墒情站、水质监测点，不仅可服务于水利工程建设管理和防汛减灾，还可向所有涉水工程建设管理、城乡规划、水资源管理与保护、生态文明建设、经济社会发展布局和社会公众提供精准的水文服务。

上述两个特点体现了水文工作对经济社会发展和水利工作的基础保障和技术支撑作用。

2 制约“大水文”发展的关键问题

近年来，四川水文依托项目引领，大力加强水文监测体系、水文预警预报体系、水资源管理支撑体系和水文科技创新体系建设，夯实“大水文”战略推进的技术基础。无论是服务防灾减灾决策的技术支撑能力，还是服务水资源管理和水生态文明建设的技术保障能力都得到显著增强，水文信息化初具规模，为水文公共服务平台起步建设奠定了坚实基础。但是，面对新时代新形势对水文工作提出的新任务新要求，当前四川水文工作还极不适应发展需要，支撑保障服务能力仍显不足。

2.1 基础设施建设不平衡不充分

一方面是发展不平衡。设施设备先进与落后并存，经地震灾后重建的成都、绵阳、广元、雅安、德阳、遂宁等水文局，水文基本建设和装备水平得到相当程度的提升，但是未列入灾后重建的西昌、南充、内江、泸州、宜宾、达州、广安、巴中等水文局，设施设备仍停留在以人工测报为主的落后水平上；另一方面是发展不充分。先进仪器设备推广应用不足，不能满足信息分析处理能力和有效应对涉水等公共突发事件等需要。

2.2 水文监测管理方式落后

测站功能分类和服务定位不够明晰，理论和实践探索工作前瞻性、主动性不够，还保持“只管水文测报、不顾服务对象”的习惯思维和传统做法；水文测验管理体制落后，监测方式以驻测为主，既效率低下难以适应当前大规模的中小河流水文监测站网数量和监测任务的成倍增加，又难以吸引人才、留住人才。

2.3 水文服务有效供给不足

水文的传统业务和主要服务内容是提供监测数据，数据的深加工、水文信息产品种类较少，服务内容单一，低端“信息”库存积压，中高端产品有效供给不足，难以满足政府和经济社会发展对水文信息产品的日益多样化需求，供给侧结构性矛盾十分突出。

2.4 水文公共服务平台建设滞后

目前，全省10条主要大江大河和325条中小河流上建有5000多个水文水资源监测站点，监测的水文要素信息十分丰富，但由于观念落后，加之投入不足，水文公共服务平台建设还未真正起步，与气象、环保、国土、农业、交通等部门和水库电站等工程单位实时信息的共享机制还未建立，信息共享和交互使用通道不畅、机制不畅，导致水文信息作为公共资源的利用途径不宽、利用效率不高。

3 实现“大水文”发展的创新思路与实践举措

破解上述问题，四川水文工作应坚持问题导向，把水文工作放到“四个全面”战略布局和“五大发展理念”中去谋篇布局，放到“大水文”发展思路和水利改革发展大局中去主动作为，放到社会需要与民生需求中去有效对接，突出强化补齐水文支撑服务能力短板和弱项，以加强水文水资源监测体系建设为基础，以提高预测预报能力为重点，以推进体制机制改革为动力，以提供全面优质服务为目标，以强化科技创新和队伍建设为保障，统筹规划、突出重点、适度超前、全面发展。拓宽和完善水文投入机制，着力推进水文管理体制与水文测验方式改革，优化完善水文业务体系、建立水文公共服务体系，实现四川水文从传统向现代、从人工向智能、从行业向社会转变(即：推进一项改革，建立两大体系，实现三个转变)，通过体制改革与技术创新双轮驱动，全面提升服务能力和业务水平。

3.1 深化水文改革，切实理顺水文管理体制

一是新设水文机构需尽快有序正常运转，切实担负起各项职能职责。新设水文机构需有效地负责辖区内水文站(含中小河流水文站)、水位站、雨量站的监测、水情的预报，协助开展水质监测、水资源管理的技术工作，全面推行巡测和应急监测，加大人才引进、公招力度，开展业务用房、水质实验室、巡测基地的建设以及水文测站的改造，配齐班子、健全队伍；

二是流域水文机构宜实行“双重”管理。为加强地方对水文工作的领导，促进水文事业的良性发展，本着“服务地方、融入地方、共建共享”的原则，实行省管为主、地方管理作为重要补充的“双重管理”体制，促进水文与地方的深度融入、融合。

3.2 推进水文运行机制转变，加快水文监测方式改革

改变“常年驻站、固守断面”的现有以水文测站为基本单位的监测管理方式，建立以“驻巡结合、巡测优先、测报自动、应急补充”为原则，覆盖一定范围、一定站网的测报中心为基本单位的巡测管理新模式。全省除18个水文站继续实行驻测外，划分57个巡测片区、每个片区建立水文测报中心，对328个水文站进行分区巡测。专业人员主要从事技术分析工作，购买劳务人员主要从事测站设施设备的看守和辅助工作。原则上水文站请人(劳务人员)看守，水位站、雨量站请人看护；水文测报中心按照管理的巡测站至少配备一名水文巡测人员，所有巡测站实行“1+1”(1名劳务人员常年看守、1名在职人员汛期值守)的管理模式，保障汛期水情及时监测。

3.3 加强基础设施建设，全面提升监测能力

加快传统水文测验仪器设备的更新改造，全面推广应用自动采集、传输、存储、处理的先进技术，实现水文监测自动化。

一是高度重视规划设计。水文规划应紧紧把握水文监测、数据处理的自动化和业务传输、公共服务的网络化发展的大方向，制定符合四川实际的水文现代化建设方案；

二是进一步提高水文自动测报能力。近期全面实现雨量、水位自动化监测，逐步通过视频监控实现水位远程校核。大力使用智能缆道、多谱勒流速仪(ADCP)、电波流速仪、时差法测流等先进测流技术，提高测流效率。有效解决全省人员分流、职工人数减少、设施设备维护压力大的问题；

三是远期重点考虑水文监测远程控制。通过对现有水文缆道测控系统全面升级改造，以4G/5G网络操控水文缆道，实现流量监测全断面远程控制。在条件成熟时，对河面不宽、河床稳定、水流条件合适、流量比测率定结果满足要求、地方偏僻的站点，可配备全自动电波流速仪，实现流量远程在线自动监测；

四是重点考虑提高水文测报中心巡测机动能力。全省各个测报中心通过配置巡测车、走航ADCP、手持电波流速仪、手持GPS、全站仪、无人机等现代高新测验测量仪器设备，加大水文应急监测专业人员培训力度，强化水文巡测及应急监测演练，全面提升水文巡测与应急监测能力。

3.4 开展测站功能和特性研究，切实提高监测效率

(1)开展水文测站功能研究。根据资料用途、服务对象及社会需求来确定测站功能。主要功能分为水文规律分析研究、防汛减灾、水资源管理、水电开发服务等。根据功能确定水文测站的测验精度和监测频次。再根据各测站确定的精度指标选择合适的测验仪器和测验方案。如侧重防汛减灾的中小河流水文站点，应在中高水重点布置测次，提高中高水单次流量的测验精度。市(州)水资源监控断面，应在中低水重点布置测次。如水资源分析评价站则应满足上下游水量间的平衡，应严格按照流量测验规范进行测流以满足误差要求；

(2)开展水文测站特性研究。分析断面冲淤变化规律及其对水位流量关系的影响，为水位流量关系分析提供依据，同时探索断面测量测次布设与施测时机。开展水位流量关系线变化规律的分析，在保证适宜精度要求的前提下，寻求流量驻测、巡测、间测测次布设方案。测站控制条件较好，水位流量关系线为稳定单一线的水文站，可按照水位级布设测次，每年测次在15次左右就能满足定线推流要求；受洪水涨落、回水顶托及多因素影响的测站水位流量关系为多曲线型或绳套型，可根据受影响的不同因素开展单值化研究。水位流量关系影响因素复杂时，应划分不同时段，区分不同的影响因素，结合水文站上下游水位资料或本站水位后移进行落差法(定落差、等落差)、落差指数法(单落差、综合落差)、校正因素法、抵偿河长法等，采取不同的方法进行单值化处理；

(3)对水位流量关系复杂或受水利工程影响严重，不能进行单值化处理的测站，可引进新仪器、新技术或水工建筑物进行解决。如采取工程措施对河段进行整治，建设测流堰和固定低坝，或适宜河段增设临时断面，使水位流量关系为单一线型，解决测次精简提高测验精度的难题。如：收集水工程调度运行记录用电功率法进行推流、借用水工建筑物进行推流等。利用定点式声学多普勒(代表线法)、水平声学多普勒、声学时差法、雷达波水面流速法等在线测流仪器实现在线测流等。

3.5 加强用水监测服务，严格水资源管理

建设好、利用好、维护好国家水资源监控一期、二期项目，实现规模以上用水量的监控全覆盖；开展水文断面低值径流的预警和用水强度、承载能力的预警工作。在做好节流的同时，需做好水资源开源工作，配合水行政主管部门制定江河湖库的水量调度与管理方案，按满足综合利用(含生态环境)需水要求的调度运行，增加水的有效供给。需重视取用水监测、水功能区和饮用水水源地监测、市(州)断面监测三大体系建设。同时加强水质综合评价和水体纳污能力分析，建立水资源水环境承载能力监测预警机制体系。建立河流水环境预警系统，保护取水河流生态环境和保证经济社会用水安全。依托正在建设的国家水资源监控系统，对规模以上取水户取水量实施在线监测和适时评估，建立超指标取水示警系统。同时需加强跨流域区域调水、电站下泄生态水、河流基本生态流量监测，地下水动态监测，以及生态修复水量配置。健全水资源分析评价和监控体系，加强区域用水总量、强度及规模以上取用水监测分析，加强水资源调查评价能力，为政府制定中长期供水计划和水量分配方案、实施用水总量控制提供支撑，为水资源规划、水资源优化配置和建立水权制度提供服务。

3.6 加强水质监测，提升水资源保护工作的支撑能力

新建8个新设流域水文局的水质分析实验室，建立和完善现有的10个水文局水质实验室，全面提升水质监测能力和水平，着力提高应对突发水污染事件的快速反应能力。全省大江大河、主要中小河流的水功能区、县级以上集中取水水源地、入河排污口的监督性监测均可由水文机构去实施，重点加强水源地、水功能区的水量水质监测分析等工作，为协调生活、生产、生态用水提供科学依据，做好河长制、湖长制水量和水质的水文支撑工作。

3.7 突出预测预报，构建水文测报服务新模式

基于互联网、云平台、大数据和地理信息系统，以“自动预报为主，人工干预为辅”为目标，多种洪水预报模型构建全省预报调度体系，实现10大江河和中小河流预测、预警、预报、调度体系化，实现由传统的断面洪峰预报向流域日常化预报转变；利用降雨网格化数值预报成果，超前预测预警，延长预见期，并利用实时降雨数值网格化产品，实现小时洪水滚动预报，提高洪水预报精度。利用江河洪水预报成果，对有一定调节能力水库的优化调度，优选不同边界条件的调度方案，实现洪水错峰调度和下游补偿调度。强化水文预报服务多元化。利用降雨数值网格化预报产品和小流域水文分区成果，采用无资料地区水文预报方法，结合山洪灾害调查评价成果，逐步开展山洪灾害风险预警和中小型水库入库洪量预测。

3.8 建设智慧水文，构建水文信息服务平台

以“统一标准、信息共享，统一平台、融合发展”为原则，以社会需求为引领，以水文公共服务为目标，充分利用互联网、大数据、云平台等现代信息技术，构建“智慧水文”的四川水文水资源综合应用信息服务平台，形成以水文数据资源建设为核心、以水文数据管理平台为基础、以水文业务应用服务系统和水文综合业务处理系统为手段、以水文信息共享平台为支撑的现代水文公共服务体系，形成设施集约完善、资源有序共享、应用综合协同、安全自主可控和保障优化健全的四川省水文信息化综合创新服务体系，形成标准、开放的水文信息资源服务窗口，为社会公众提供“一站式”信息展示与查询服务，将水情、预报、预警、取用水、墒情、地下水信息以及生态流量等监测数据按相应权限为社会和公众提供服务。

4 结语

以上针对制约四川大水文发展的主要因素进行了较为全面的分析研究，提出了相应的制度创新和技术创新路子，并在实际工作中取得了一些成效。这些对策措施进一步理清了四川水文的发展思路，正全面推进、稳步实施，不断提升四川水文的管理能力、技术支撑能力和服务水平，为省委省政府实施治蜀兴川再上新台阶提供坚实的水文支撑保障。