天津市水文站實驗項目的開展探析

馮 超

(天津市水文水資源勘測管理中心 300061)

水文實驗研究是探求和研究在自然和人類活動影響條件下，水文循環過程中的各種水文要素變化和轉化規律，以及新技術、新方法、新儀器應用的科學實驗，是水文事業發展和水文現代化建設重要的基礎性工作，是水科學研究的重要組成部分。

天津市由于地表水源條件差，地下水長期過量開采，致使水資源過度開發利用，加上工業及生活廢污水的不達標排放，造成水污染、地下水位大幅度下降、地面沉降等一系列嚴重的水資源環境問題，需要開展水文水資源實驗研究，滿足水利和國民經濟建設快速發展需求。

天津市是我國北方嚴重缺水的地區之一，水文站監測的各主要河道在全年大部分時間干涸，測站水文工作相對減少，水文基層工作者走出水文站開展了水文巡測、排污口監測、水利工程測量等一系列的水文服務活動。水文站點多面廣，基層科技人員眾多，大多長期扎根偏遠的農村鄉鎮，不必花費大量的資金和人力物力專門建設實驗研究站點，只需整合資源，即可因地制宜地開展一些水文實驗研究項目，且在項目監測上有各級科研院所難以比擬的優勢。如何利用現有條件，開展水文實驗研究項目，服務社會，是值得深思的新問題。

1 開展水文實驗研究的必要性

水文實驗是研究水文循環過程及相應技術方法的重要手段，是探求水的時空分布與運動規律，服務于防治水旱災害和水資源開發利用的堅實技術支撐，是水文科學發展的基礎和必要條件，是一項需要超前謀劃與建設的基礎性工作。

天津地處海河流域的最下游，位于各大水系匯集入海的主要通道，地勢低洼，河網化程度高，加上頻繁的跨流域調水和流域上大型水利工程的攔蓄影響，各河流普遍存在水賬不清的現象，無法由常規水文站的水文資料來確定水資源評價的各項參數，必須通過水文水資源實驗的方法來確定水資源評價參數，研究水資源評價方法。

天津市地處海河流域尾閭，地勢地洼，市區受三面來水一面海潮威脅，水災成因有外洪、內澇和海潮侵襲，水災成因多，防洪任務重。天津市入海河道有海河、永定新河、潮白新河、薊運河、獨流減河、子牙新河。天津屬于濱海平原城市，河道比降很小，水流入海緩慢;河道兩岸地勢平坦，降雨后河道排水也很困難;同時經常遭受風暴潮襲擊，防洪形勢非常嚴峻，需要通過實驗研究的方法來分析不同地貌區域的洪水成因和確定洪水預報模型參數。

天津市的水環境受到嚴重破壞，水體面積急劇減少，河流斷流，洼地干涸，有水皆污，天然入海徑流幾乎消失，海洋河口淤積，污染嚴重，近海赤潮頻繁發生，亟待深入開展地表、地下水資源與環境保護的技術與措施研究。

上述干旱缺水、洪澇災害、水污染和河口淤積等一系列的水問題，迫切需要水文工作者不斷加深對自然規律、經濟社會發展規律的認識，開展水文實驗工作，不斷擴大研究領域和范圍，為經濟社會發展、可持續發展治水實踐和推進傳統水利向現代水利轉變提供有力支撐和優質服務。

2 開展水文實驗研究的可行性

20世紀80年代末至90年代初，根據天津市水文工作的發展形勢，提出了專項開展水文水資源基礎理論研究工作的思路和計劃，在天津市的不同地域選址，先后開展了多項實驗研究工作，先后在屈家店、九王莊等水文站和市水文總站開展水文實驗研究項目，其研究內容分別為:天津市城市雨洪實驗研究、平原徑流小區排澇模數研究和水面蒸發實驗研究。

在已開展的幾項水文實驗研究工作中，考慮兼顧水文測報工作，研究規模都較小，項目設置單一，但能夠通過幾年的有效工作，研究出可供水文分析計算應用多年的基礎理論成果，充分說明了水文站水文實驗項目開展的重要性和可行性。其研究成果主要如下:

a.天津市徑流小區的雨洪觀測與雨洪模型(SWMM)初步應用(該研究與河海大學、海委、南京水文所、天津市排水管理處、天津市勘測設計院協作，獲海委科技進步二等獎)。

b.天津市濱海平原河網試驗區降雨徑流分析(該研究列入全國平原地區水文站網布設原則研究專輯)。

c.多種口徑蒸發的換算系數成果(分別含天津市北部地區、平原地區等多個分項成果)。

上述成果在天津市多年的防汛、抗旱，水資源開發、利用、管理、配置、節約和保護，水利工程規劃設計、施工、運行管理等工作中起到了非常重要的作用。

通過多年的建設和發展，天津水文的測報能力、測報手段、技術水平有了較大提升，水文站生活環境得到一定的改善，提升了天津市水文站網功能和水文服務能力。同樣，也提升了開展水文實驗項目研究的能力。開展水文實驗項目研究具有可行性。

3 水文實驗研究項目分析

水文實驗項目大致分為研究水文科學的基礎理論和探索某些綜合性問題、研究特定水體水文規律、研究人類活動對環境的定量水文效應、研制完善和改進水文儀器設備或新測驗技術方法等四類。研究內容主要有以下幾個方面:徑流、蒸發、地下水與土壤水、水生態與水環境、泥沙與水保、城市水文、水文測驗方法和儀器設備、專題(包括水庫、河口、河床演變、湖泊濕地、冰川、旱情、森林水文和灌區水文等專題水文實驗研究)、水文實驗等。

天津市總面積11919.7km2，按地貌類型可分為山地、丘陵、平原、洼地、海岸帶和灘涂等。由于特定的地理條件，地貌類型多且水文特性復雜，可開展的水文實驗項目類別和內容亦相對較多。

天津市現有國家基本水文站28處、水文人員長期駐站的基本水文站23處，山區、一般平原區、低洼易澇區和濱海區均有水文站分布。可根據突出重點、流域與水文分區相結合、布局合理、經濟科學的原則開展較為適合的水文實驗項目。

a.濱海河口的海河閘、工農兵閘、永定新河閘等水文站可開展河道沖淤變化、河床演變規律、懸移質挾沙能力、河口區水生態等方面的項目研究。

b.山區的羅莊子、龍門口等水文站可開展山洪易發地區能起預警預報作用的雨量等站點密度、臨界雨量(臨界雨強)、山洪流量測驗技術、山洪區河流泥沙運動規律等方面的項目研究。

c.水庫站的于橋水庫、調節閘等水文站可開展大型水面(湖泊、水庫等)影響蒸發的主要氣象因素、大型水面的水面蒸發量和陸面小型蒸發器所測水面蒸發量的關系、湖庫富營養化、水體中生態變化規律、水庫水流沙變化規律、水庫對徑流與泥沙等攔蓄作用和影響等方面的項目研究。

d.城市區的耳閘、海河閘等測站可開展城市化后城市雨洪關系、城市暴雨與設計洪水公式、城市熱島效應、雨水收集利用、城市點面源污染規律、城市排水道精準監測儀器與方法等方面的項目研究。

e.其他平原區水文站可開展地表水、土壤水、地下水轉化關系和水生態與水環境保護方面研究。重點開展不同地區自然條件下和工程影響條件下的產流、匯流的物理機制和變化規律，流域蒸散發和流域土壤水變化規律，點源與面源污染物隨水體運移機理和規律，生態系統中植物對水文過程的影響以及水文過程對生物生長與分布的影響，河流和水庫在不同水體量級下水環境容量和納污能力等方面的項目研究。

4 結語

天津市是我國的國際港口城市、北方經濟中心和生態城市，城市和經濟持續發展中的水文水資源和生態環境問題會越來越突出。改善民生、防汛抗旱減災、水資源開發利用和管理、生態文明建設與水環境保護、公共服務等需要水文部門提供種類更多、更全面可靠的水文資料、水文信息和水文科學研究成果。本文提出了天津市的水文站利用已有技術條件，整合資源，開展水文實驗研究項目的構想，并從必要性、可行性等方面進行了分析和論證，希望項目能夠得到開展，為天津市的水利和國民經濟建設快速發展服務。◆

1 水利部水文局．全國水文實驗站管理辦法(試行)［M］．北京:2007:1-2.

2 張建云，陸桂華．中國水文科學與技術研究進展［M］．南京:河海大學出版社，2004:102-106.