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让水文更聪明更智慧——2020年黄委水文局防汛测报纪实
2020-12-01 10:13  

  本站讯 2020年,对于黄河水文人来说,注定是个不凡的年份。这个汛期从一开始就显得不同寻常:汛前的超标大洪水实战演练,汛期黄河来水偏早偏多,干支流洪水并发,出现6场编号洪水,频率之高为近年罕见……

  “测得到、测得准、报得快”是黄委水文局全体职工为之奋斗的目标。大风大浪当前,该局积极贯彻落实习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的重要讲话精神,首次在汛前准备过程中单独编制“水雨情应急预案”,防范“黑天鹅”事件,确保正常洪水有保证、异常洪水有对策、超标洪水有预案,以信息化为抓手提升测报能力,为黄河流域生态保护和高质量发展提供有力支撑。

  “预”则立 周密的汛前准备把好第一道防线

  要切实贯彻落实习近平总书记“人民至上、生命至上”的重要指示精神,斩断洪魔肆虐的爪牙,就必须时刻掌握水雨情的动向,进行科学调度。

  汛期黄河流域降雨情况如何?干支流水位怎么变化?洪峰什么时候会来?什么时候发布预警?超警状态将持续多久?这些重要而敏感的信息直接关系着人民群众的生命安全和切身利益。

  防汛关键在“防”,而预测预报是“防”必不可少的先决条件。从会商决策、防洪工程调度到河道抢险加固,每个环节都离不开预测预报的支撑。

  针对2020年可能出现的“黑天鹅”汛情,黄委水文局高度重视汛前准备工作,早在2月就下发了《水文局关于做好2020年水文测报汛前准备工作的通知》,拉开了汛前准备的序幕。同时在常规汛前预案编写基础上,系统分析了1855、1933、1958和1982年等黄河流域7场历史典型大洪水特性、产汇流规律及洪水应对情况,对重点河段进行认真查勘分析,增加了应对超标准大洪水测报、水雨情应急监测、异常水沙情况处置等预案,并从思想意识、制度规范、资料分析、设施养护、物资储备等多方面着手,周密部署工作任务、严细落实考核目标。

  2020年汛期,黄河干流先后出现6场编号洪水,为有编号洪水以来最多的一年。中游潼关水文站出现1998年以来最大流量;渭河、大汶河等多条支流相继涨水,个别支流发生局地性大洪水,干支流洪水并发,上中下游全线长期处于大流量过程。洪水期间,各测站强化责任意识,在主动分析历年典型洪水资料基础上,合理布置测次,严控测验质量,积极分析断面冲淤、洪水特性、新仪器比测数据等资料。黄委水文局水文水资源信息中心副主任陶新告诉记者:“自今年汛前防御大洪水实战演练以来,我们加密了测报频次,尤其是在编号洪水期间,重要水文站实现水位、流量等信息1小时一报。及时成立专班,强化预测预报和联合会商,24小时滚动修正数据,提高关键洪水预报精度。”

  “一定要做到正常洪水有保障,异常洪水有对策,超标洪水有预案,确保测得到、测得准、报得出。”黄委水文局局长谷源泽铿锵有力的话语,显示出黄河水文人高度的责任心和使命感。“白+黑”“5+2”成为他们工作常态,他们连续作战、不眠不休,给黄河防汛决策提供及时准确的水情信息服务,将预报预警信息发送在洪水形成之前,更早、更快、更准地为防汛打出提前量。

  7月18日,黄委水文局根据气象数据,向黄委发出新一轮上游洪水预警信息。接报后,黄委及时研判、滚动优化水库调度方案,提醒流域相关部门加强观测、巡查和防守。7月20日20时42分,2020年黄河第二号洪水“如期而至”,兰州水文站实时流量达到3000立方米每秒,仅过了18分钟,早已有所准备的黄委于21时启动黄河上游水旱灾害防御IV级应急响应。

  黄委水文局这一精准预报,为黄委及流域有关单位迎战洪水抢得先机,有力保障了人民群众生命财产安全。

  作为决策的“参谋”、防汛减灾的第一道防线,水文人肩上扛着一座大山,压力之大不言而喻。在这个汛期,各级水文水资源局、勘测局派出业务骨干驰援一线测站,水文尖兵主动担当,精锐尽出,逐“峰”而行。在黄河上下121处基本测站、2961处报汛站,每每出现这样的场景:风雨越大,他们越披着雨衣往外跑;汛情越急,他们越挺立浪尖测流。他们熬过了一个个暴风雨之夜,逐风搏浪、精心施测,筑牢了防灾减灾第一道防线,化身为防汛抗洪交响乐中最动人的一串音符。

  经统计,6月1日至9月30日,黄委水文局共施测流量5322次,单沙15949次,输沙率472次,水情报汛60998次。发布洪水蓝色预警8次,提醒流域政府、百姓和有关军区注意防范。

  “硬”支撑 水文测报能力提升夯实防汛基础

  每一条精准的水情信息,都凝聚着水文人的汗水与智慧。这些宝贵的水文数据,为科学防汛调度提供了坚实支撑,发挥了巨大的防灾减灾效益。

  支撑着他们的,是水位、雨量、蒸发量遥测与自动监测的实现,是流量和泥沙的在线监测,是水文应急监测能力和信息采集传输自动化程度的提高。新技术、新设备不断涌现,给了黄河水文人更多从容和底气。

  “尽管今年洪水场次多、频率高,但是我们的测验手段上去了,职工在保证速度和精度前提下,还是感觉相对轻松了许多。”青铜峡水文站站长谢永勇回想起从前的汛期,感慨良多,“记得2012年汛期来水较大,我们站里总共12个人,忙得几乎没有休息的时间。大家轮番上阵手摇绞车测流,连摇5个小时,胳膊都摇肿了。近年来,站里添了不少新设备,降低了大伙劳动强度,去年主汛期站里只有5个人留守,今年维持在3到5个人之间。”

  “新技术、新仪器的使用,把一线水文职工从危险、繁重、重复性的劳动中解放出来,提高了测验效率,保证了测报精度。”谷源泽告诉记者,近年来,“硬核”科技助力黄河水文预测预报水平迈向新阶段,无人机、无人船、自动雷达测流仪、测深仪、雷达水位计、ADCP、高频侧扫雷达、图像分析在线流量监测装备……一项项高精尖设备的使用,信息系统和算法的加入,让预报用时更短、更精确,十几分钟就能快速研判,在线发报信息。

  7月2日晚,夹河滩水文站又一个不眠夜,2020年防御大洪水实战演练还在继续。工作人员打开探照灯、启动测流缆道、施测流量、观测水位、进行测算分析、编发报文上报、绘制报汛曲线图、施测含沙量……曾经2小时的流量测验,现在15分钟就能完成。

  漫长的一夜终于过去,接到上级勘测局询问时,站长张明哲脱口而出一串数据:“夹河滩水文站断面自6月25日9时洪水起涨,流量2340立方米每秒,相应水位72.57米,到7月3日8时,实测流量13次,输沙率2次,水位观测172次,拍报136份,29日18时峰顶流量5360立方米每秒,峰顶估报精度98%,完整控制了水沙变化过程。”

  在提高预报精度方面,同样在进行着一场革命。

  8月连续的3场强降雨,使山东大汶河形成3次洪峰,东平湖老湖水位迅速攀升。8月2日21时41分,东平湖管理局局长王汉新在微信工作群里收到一条水文信息:大汶口水文站洪峰实时流量975立方米每秒,预计3日8时戴村坝水文站流量将达700立方米每秒。该局迅速启动防御大洪水机制,当水文预测8月15日东平湖将超警戒水位后,提前1天向当地防指发出通知。

  15日,东平湖水位“如约”达到41.73米,超过警戒水位0.01米,当地测站改为每小时上报一次水情。

  “0.01米的水位差距,放在东平湖湖面上,还没有一朵水花高,但这样的高精度预报预警背后,却代表着我们水文测报能力的进一步提升。”谷源泽介绍,这几年,黄河水文预测预报在提升预报精度、提高预报效率、延长预见期等方面均成效明显,各站水位过程控制完整,流量过程控制良好,洪峰流量平均控制幅度在98%以上;含沙量过程控制良好,输沙率测验满足输沙量计算要求。水情报汛方面,超过一半站报汛精度为100%,全部测站报汛精度都在95%以上。从预见期来说,基本上能从原本的2至3天延长到7天以上,甚至可以通过大数据分析等,对历史洪水规律和成因进行梳理,超前研判大洪水发生可能性。

  “望”未来 智慧水文建设在加速

  苟日新,日日新,又日新。

  黄河流域生态保护和高质量发展目标任务对水文工作提出了更高要求,即使已经建成了覆盖全局、由水文站至流域水文局的广域计算机网络和水情报汛网络,但还远未达到信息化、智能化的程度,“智慧水文”建设仍需要提档加速。

  “黄河是世界上最为复杂难治的河流。目前业界的先进测报仪器往往照顾了水文测报的‘普遍性’,并没有兼顾黄河水文测报的‘特殊性’,黄河多泥沙的特点需要水文人发挥更多主观能动性,以创新驱动水文科技发展。我们必须建设和完善符合新时代要求的信息化、智能化水文体系,能够满足水灾害、水资源、水环境、水生态监测预报预警和高质量服务需要。”谷源泽告诉记者,下一步黄委水文局的目标是持续提高测报能力和提升测报精度,力争实现水文信息的全要素、全过程、全覆盖、全天候自动化。

  “全要素自动化,就是水文站所需采集的一应水文要素全部实现自动化采集。”黄委水文局测验处副处长赵淑饶解释说,“近年来,黄河水文测报技术发展日新月异,十年前职工上吊厢还需要两岸人工拉扯,现在变成了电机操作,随着各种先进仪器的搭载,汛期洪水测报坐在机房里对着电脑操作就可以完成了。目前,降水、蒸发、水位、气温等一次仪表要素普遍已实现自动观测,但流量、泥沙等二次仪表水文要素无法直接观测,实现水文所有要素自动化还存在一定困难。”

  全过程自动化,是指从水文信息采集、存储、处理、报汛,直到最终整编成果,全部实现自动化操作。

  “水文要素采集之后,还要经过存储、处理的内业工作。如今我们有了系统性、数字化的历史数据,这对于水文站来说是极大的便利。”陶新展示了黄委水文局自主研发的黄河水文综合信息平台,平台集相关区域雨情、水情、旱情、水质、测站管理等要素为一体,还集纳了全河各个断面历史数据。现在,水文站查询历史数据,再也不用去翻一张张“死”表格,只需选择需要查询的项目和年份,动态图表直接生成,直观且清晰。

  近日,河南水文局信息中心技术骨干毛文迪等人结束了郑州、洛阳、小浪底3个勘测局的“水文资料在线审查系统”安装工作。

  “这套系统是我局在黄委水文局指导下自主编写的,刚开始投入试运行。”据毛文迪介绍,此前该局已实现了水文要素的采集、报汛、传输在线自动化,但在汛期结束后,各项水文要素还需内业人员手动输入系统,整编成果。“以往各干流水文站每年汛后需要输入信息三四千条,从这次凌汛期开始,这部分繁重而重复性的劳动将由在线审查系统取代。”

  至此,一条自动采集、自动传输、自动报汛、自动整编成果的全过程链条在河南水文局宣告成型。可以预见的是,在不远的未来,这套系统将在全河铺开,让所有一线水文职工享受到信息化的红利。

  全覆盖,顾名思义,就是水文信息化、自动化监测技术从一个水文站试点推广到一个测区,最终扩展到整个黄河流域。

  走进中游水文水资源局下属的榆林水文勘测局,你会看到,水文测控中心的视频监控系统已成为测站运行的“眼睛”,榆林测区12个水文站的水位、流量、雨量等各项水文数据在屏幕上一一显现。新仪器、新设备取代人工测报后,这些水文站已逐步实现“驻巡结合、以巡为主”的新型测验管理模式。

  “榆林测区是第一批‘驻巡结合’试点。我们希望大力推广应用水文信息化、自动化监测技术,加快推动水文测验模式改革,实现水文基层特别是困难艰苦测站人员的‘解放’。”赵淑饶说。

  据悉,自2019年起,黄委水文局在榆林水文勘测局积极试验“驻巡结合”新型测验管理模式。基层测站人员大幅上收,以勘测局为支点,重点构建集测区水文测验远程测控、实时报汛、分析整编、巡测维护等工作于一体的水文测控中心,大力充实其人员技术力量。管理模式上力争实现测站主测、中心主算、机关主管新格局。

  “从保障人员安全的角度而言,这种非接触式监测正是水文测报能力信息化建设未来的发展方向。”赵淑饶坚信,水文测报能力的提升和管理模式的变革,也必将在黄河流域生态保护和高质量发展中发挥更大的支撑作用。

  一枝独放不是春,百花齐放春满园。2018年,黄委的全要素自动监测水文站只有民和水文站一个,随着对信息化建设的持续投入,目前青铜峡、白家川、小浪底等水文站已实现全要素自动化,“星星之火”已呈燎原之势,下一步黄委将着力推动信息化全流域覆盖。

  汛期刚过,凌汛又至,黄河水文人顾不得休息,紧接着又投入一场新的战斗。如何加快转变发展理念、推动水文测验模式改革,早已摆在黄委水文局领导班子的案头上,未来该局将坚持“互联网+水文”深度融合,加快水文测报自动化建设步伐,增强职工技能培训和测验方式、方法研究,完善管理模式,并根据测站特性优化测验方案,达到“一站一策、一区一策、一局一策”,乃至“全河一策”。

  新故相推,日生不滞。科技星辰已经接续点亮,创新画卷正在徐徐铺展,测验管理模式改革释放出的新动能和新活力不断迸发涌流。为了不负黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的东风,不负新时代给予的厚望,不负百年水文的重托,水文人正在迈开大步,跑出信息化的“黄河速度”。水文测报能力提升,已经在新的起点,踏上新的征程。

责编:杨柳

 

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