水文測驗模式發展歷程分析

于惠海

(遼寧省丹東水文局，遼寧 丹東 118000)

水文監測模式包括水文信息監測技術手段、管理體制及運行機制等[1]。水文監測模式受水文站網、監測項目、監測技術手段、信息傳輸系統等條件制約，并能影響站網規劃及監測項目、水文職工結構等。水文測驗模式的發展歷程主要由《中國水文志》《遼寧水文志》《丹東水文志》[2]、1990～2014年遼寧水文發展統計資料以及相關文獻梳理得出。

1 發展階段

階段劃分主要根據不同時期影響要素變化情況，重點分析站網數量、儀器設備、整編標準、管理體制等。劃分的依據是首次判定法和比例判定法。

建國后至今，水文測驗模式主要分為3個階段：駐測及委托模式、站隊結合模式、巡測駐測遙測結合模式。

1.1 駐測及委托模式

駐測與委托觀測模式以水文站駐站測驗為主，配套雨量站委托觀測為輔。駐測模式始于建國前至1980年前后。建國前的水文站網主要是大江大河控制站。新中國成立后，學習蘇聯經驗，于20世紀50年代中期進行第一次水文站網規劃，基本構建以防汛及大江大河水量控制為主的站網體系。水文站監測內容全面，大河控制站和區域代表站都需監測降雨(雪)量、蒸發、水位、流量、水溫、冰情(北方河流)、泥沙、地下水埋深、墑情、水質、斷面形狀等[3]。除常規業務外，水文站還額外進行大量實驗來規范測驗方法，如高山暴雨雨量站布設實驗、流冰期測流實驗、封冰期測流實驗、浮標系數率定實驗等。

水文站觀測儀器相對落后，雨量站自20世紀50年代后期才陸續安裝虹吸雨量計。浮子水位計60年代初期才有部分潮位站安裝使用。流量測驗基本是流速儀及浮標，運載工具多是人力測船，部分站在70年代中后期安裝過河纜道。其他項目多是定時采樣，實驗室分析。

據各類文獻統計，一般水文站每站有4～6人不等，汛期包含郵電部門報訊班人數6～10人。每站做為水文一級單位，部分家屬區與辦公區合建，一個水文站就是一個小村組。

1.2 站隊結合模式

站隊結合模式的標志是巡測隊的出現，該階段汛期水文站全員駐站，非汛期部分離站巡測，巡測隊為半臨時性機構，人員編制仍是測站。

1974年山東首創“汛期為站、汛后歸隊”模式，主要解決長達8個月枯水期測站事情少，面上工作無人做的結構性沖突。面上工作主要是河流地形測量、水庫庫容測量、洪水調查等野外工作。1978年全國大部分地區進行第3次水文站網規劃，以大站帶小站建了許多小面積站和洪水調查固定斷面。水文站新增周圍小面積站和洪水調查固定斷面巡測業務。

水文測驗儀器設備技術進步不大，還是傳統的水文測驗設備[4]。各站一般都積累了30年系列資料，利用系列資料進行統計分析，進行水文要素之間單值化處理，如水位流量關系線、單點取沙斷面代表性等。在滿足一定誤差水平的情況下，根據單值化結果，減少測驗次數，使“站”測驗方式改為簡測、間測、巡測等，由此節省的人力和時間投入“隊”內工作中，完成大站帶小站的巡測任務，及水文常規面上工作，這就是站隊結合產生背影和技術條件。

1.3 巡測駐測遙測結合模式

巡測、駐測、遙測結合測驗模式的標志是遙測站的建設[5]。與站隊結合模式相比，巡測任務逐漸增多，巡測隊升級為常設機構，駐測業務逐漸減少，遙測模式出現并逐步普及，三種測驗方式形成三足鼎立局面。

2000年至今，經過“十五”至“十二五”三個五年計劃的大投入，水文測驗發生了巨大變化。水文站數量呈倍數增長。以丹東地區為例，經過跨界工程建設、中小河流一期、二期工程建設，與2000年存量相比，水文站由原來的9處增加到現在23處，雨量站由原來48站增加到現在120站[6]，水位站由原來1處增加到現在7處，分別增加1.55倍、1.5倍和6倍，其中大幅增加的站點發生在“十二五”期間。測驗儀器設備也發生了巨大變化。目前120處雨量站全部實現遙測；23處水文站及7處水位站合計30處水位全部實現遙測(雷達或氣泡)；流量站目前有1處實現遙測，計劃再建設2處，其他各站基本建有機電纜道，測流便捷；防汛重點站都安裝實時視頻監控系統[7]。

先進的儀器設備導致水文站駐測業務銳減，汛期主要負責不同量級的流量比測及報訊，測站一般1～2人就可以勝任。巡測業務結構也發生了巨大變化，近10年來，原來的巡測斷面基本都建立了水文站或水位站，巡測業務由收集基本水位、流量資料逐漸過渡為與遙測數據對比觀測；汛期遙測站維護成為巡測隊的主要任務，但該項任務不是巡測而是巡檢。遙測逐漸成為主要測驗方式，但遙測數據還沒有納入水文年鑒整編，主要因為遙測與原有觀測方式的對比研究沒有完成，整編標準沒有制定。

2 理論分析

根據馬克思哲學理論：生產力決定生產關系，生產關系反作用與生產力[8]。測驗模式是水文行業的生產關系，導致兩次測驗模式飛躍的生產力是水文內在規律的認識，對實踐的簡化和先進儀器設備則提高了生產效率。

先進的生產關系在運行期也促進了生產力的發展[9]。站隊結合模式增加了區域代表站和小河站資料的收集，巡測駐測遙測模式使水文數據量呈指數增長，水資源計算、評價精度提高，洪水預報輸入參數增加，實時修正方便。

3 模式預測

3.1 遙測為主

根據巡測、駐測、遙測結合測驗模式中3種測驗方式業務量比例年際變化規律，預測未來測驗模式。巡測斷面逐漸建設遙測站，巡測業務量開始減少，巡測逐漸變為巡檢[10]。駐測業務繼續減少，在站隊結合模式中，駐測站減少的是測驗次數，但測驗內容不減少。在巡測駐測遙測結合模式中，駐站測驗內容也開始減少，因為遙測系統是數據采集與信息傳輸一體化，駐站不僅雨量、水位不需觀測，且報訊任務也不需人工傳輸。隨著遙測站點的增加，遙測內容的豐富，遙測將逐漸替代巡測和駐測，形成遙測為主巡檢保障的模式。

3.2 主要挑戰

目前雨量和水位遙測設備基本成熟并普及應用[11]。流量遙測設備多是固定ADCP，易受雷擊和泥沙影響，有效遙測斷面寬一般不大于150m，大于150m河流需要進行率定，且費用較高。在蒸發、墑情等項目方面目前應用較少。想要水文所有監測項目實現遙測模式，儀器設備還需要進行更深層攻關。

水文資料整編需嚴謹、規范。1960年對虹吸雨量自記數據進行資料整編時同步進行了4年以上的對比觀測[12]。目前遙測數據還沒有作為水文年鑒整編資料來使用，需要進行遙測資料的同步對比觀測；遙測實時數據如何選取，統計時段如何確定，也需要編制遙測數據整編規范來做到有據可依。

4 結語

水文事業經過60多年的發展，水文測驗模式經歷了駐站模式、站隊結合模式、巡測駐測遙測結合模式3個階段。3個階段中的2次飛躍發展主要推動力分別是水文內在規律的認識，對實踐的簡化和先進儀器設備提高了生產效率。這3種測驗方式中遙測業務比例逐年增加，未來發展趨勢將是遙測成為主要測驗模式，遙測的相對靈活性、精確性和海量數據同步相關性也與社會需求相匹配。

遙測模式的主要挑戰是遙測儀器的進一步發展和水文資料整編標準，建議“十三五”期間攻關相關挑戰，促進水文健康發展。