清水河流域水文预报与水资源优化管理技术探究

郑 萌，张志雄

(河北省张家口水文勘测研究中心，河北 张家口 075000)

1 引言

水文灾害会对区域经济、居民安全造成较大的影响。为有效降低其造成的不良影响，在日常水资源管理中，应做好水文预报工作，并及时根据水文预报结果做出相应的调控[1]。因此，当前加强水文预报与水资源优化管理技术的研究具有积极的意义，能够通过研究及时发现现阶段相关技术应用存在的不足，为区域水资源优化管理提供帮助。

2 张家口清水河流域概况

张家口市清水河属于永定河水系洋河的重要支流，流域全长109 km，流域内年降雨总量约为11.3×108m3，每年的7～8月份属于降雨高发阶段，也因此流域内较易遭受洪水灾害侵袭，其中张家口市段清水河受灾较为突出。为了有效降低水文灾害对区域经济发展带来的不良影响，张家口市不断加强水利工程建设，同时引入一些先进的水文预报技术，对流域内洪水灾害形成有效防护。但具体来看，其中在水文预报、水文管理方面仍存在较多不足，很大程度上影响到管理的有效性，当前亟待针对这些不足和问题做出改进与完善。

3 存在的问题

现阶段清水河流域的水资源管理，主要在3个方面表现出不足：所应用的水文预报技术仍显得较为落后，预报准确性较低；上游地区存在较为严重的水土流失现象，流经张家口市时沉积较多泥沙，造成河道淤积；水资源开发利用缺乏统一规划，存在地下水过度开采的不良现象。下面对这些不足之处作具体分析。

3.1 水文预报技术应用滞后

近年来，虽然张家口市水文站不断加强技术更新，引进了一些较为先进的设备和技术，如：在个别站点引入水文遥测终端技术、GIS技术等，并投入了较多资金更新设备资源，但是却缺乏对相关人员的有效培训，使得这些人员在新技术应用上存在出较多问题，未能发挥出其高效水文信息监测的效果，影响到水文预报的准确性[2]。

3.2 河道泥沙治理不及时，造成河道抬升

张家口市清水河含沙量相对较大、流速较小，这是造成张家口市河道泥沙淤积的主要因素。结合现场实地勘察，发现清水河在张家口市上游区域存在较为严重的水土流失现象，且在之前的河段，河道坡度相对较大，水流速度较高，而在进入张家口市之后，由于河道地形较为平坦，水流速度降低，由此引起张家口市清水河沉积的泥沙量增加，河床逐渐抬高，不仅影响到相关水利工程的蓄水能力，而且造成河道堤坝防护压力增大[3]。与此同时，流域内对河道泥沙的清理工作又显得不足，未能及时将其中沉积的泥沙清理出来，尤其是在每年7～8月来临之前，没有进行专项整治和清理，进而影响到其实际的防洪能力。

3.3 水资源开发利用缺乏统一性

据对张家口市范围内的地表水资源、地下水资源调查发现，当前可以开采应用的水资源总量约为21.5亿 m3，其中可用地表水资源占据比例约为67%。在可用水资源总量基本保持一定的状态下，为保证区域内水资源能够得到最大化的开采利用，同时又不会对范围内水资源环境造成破坏，应合理规划地下水资源、地表水资源的开采量[4]。但是从当前张家口清水河流域内的水资源开发利用现状来看，却表现出地表水开发量不足、地下水开采量过多的不良现象，以致流域范围内地下水水位出现逐年下降的趋势，而在地表水方面由于缺乏有效地水资源治理，使得流域水资源的整体水质下降，影响到开发应用的有效性。

4 优化水资源管理技术的策略

基于当前张家口市清水河水资源管理的现状，在水文预报、水资源管理工作上应充分认识到存在的不足，然后制定与之对应的优化策略，以提升水资源管理水平。

4.1 明确水资源管理原则

优化清水河流域水资源管理，主要应明确水资源管理效益最大化、统一规划调度、可持续发展的原则，在坚持这3个方面原则的基础上优化管理方案。首先，水资源优化管理应体现效益最大化原则。所谓效益最大化原则，主要指的是在对清水河流域水资源开发利用的过程中，应将多种开采应用方案做出对比，然后选出投资较少、获取利益较高的开发利用方案，以促进区域经济发展；其次，水资源优化管理应坚持统一规划调度的原则。由于张家口市的工厂分布、经济发展表现出较大的差异性，为满足局部水资源开采应用所需，同时形成对局部区域地下水资源的保护，应加强对张家口市水资源的统一开发应用；最后，水资源优化管理应坚持出可持续性发展的原则[5]。为实现可持续性发展，主要应从以下2个方面着手：一是应加强水资源开采应用量的管控，尤其是针对企业的用水量管控，可采用分量计价的方式，让企业自身加强对水资源用量的管控；二是应加强废水、污水排放监管，严禁未达标的污水直接排放入河流，形成对流域水资源的有效保护。

4.2 应用GIS技术加强管理，提升预测有效性

GIS技术在水资源管理上具有一定的先进性，尤其是在空间数据的分析处理上优势较为明显。当前张家口市清水河流域水文站虽然引入了该项管理技术，但是由于相关工作人员技术能力不足、开发应用力度不足等因素影响，使得最终获取到的数据信息仅停留在表面上，未能对之做深入分析，在水资源的预报和应用管理工作上发挥出的效果较差。基于此，当前应加强张家口市清水河流域GIS技术应用力度，其主要可从以下几方面着手：其一，加强对相关技术人员的培训工作，提升其对GIS技术的应用水平，提高水文预报、水资源管理综合能力；其二，充分发挥GIS技术在数据获取上的优势，及时获取流域内水文水资源的动态信息，为水资源管理提供基础性数据，以便掌握区域范围内水资源的变化情况；其三，加强各种水文预报方法的灵活应用，如：经验相关法、成因分析法、数理统计法等，应基于GIS技术所获取到的数据展开应用，提升水资源管理、水文预报的有效性[6]。

4.3 加强水文遥测终端技术应用，提升数据获取可靠性

水文遥测终端技术主要指的是在待测水文区域点设置传感器，然后利用无线通信技术将信息实时传输和反馈到接收装置中，从而实现对相应水文监测点数据信息的实时获取。通过对该项技术的应用，能够及时发现水文信息的变化情况，在一定范围内进行普遍应用，能够构建出区域内水文信息动态检测系统，对水文预报、水资源管理工作开展有较大的帮助。此外，还可将该项技术应用在流域内农业灌溉用水上面，实时监测农业灌溉用水的实际水量，然后对其采取科学的管控措施，有效降低农业用水的浪费。

4.4 设置感应预警装置，及时清除淤泥

张家口市清水河流域内的河道、水利工程等应对沉积的淤泥清除引起重视，在河道、水利工程的合适位置处安设感应预警装置，一旦底部区域沉积泥沙超过设定标高之后，便传输无线信号到监控接受系统，由水文站安排专门的工作人员到水文站做清淤处理。通过这种方式，能够很大程度地避免虚假水位、虚假水量的不良情况发生，从而提升水文站水资源监测数据的真实性，为水资源管理提供可靠的处理方案[7]。

此外，还应在清水河流域的一些关键性位置安装水质自动监测系统，如：工厂较为集中的区域、污水处理厂附近等，通过水质自动监测观察流域内水资源受污状况的变化情况，以便及时针对污染源做出管控。同时建立完善的惩罚机制，给予未达标排放污水的企业严厉惩处，从源头上治理清水河的水质。

4.5 构建统一的水资源管理系统

加强信息化平台的建设，在区域范围内构建统一的水资源管理系统，实现数据信息的共享和高效应用。例如：在实际管理中，可以将区域内地下水位监测、气象监测资料、降雨量监测等监测数据信息统一整合到水资源管理系统中，建立更加全面的数据分析平台，为水文预报工作提供更为完善、准确的数据资料信息。