推进新时代长江水文高质量发展体系建设构想_程海云.pdf

第 卷 第 期 年 月人 民 长 江 ，收稿日期：通信作者：程海云，男，正高级工程师，博士，主要从事水文预报技术研究与管理工作。：文章编号：（）引用本文：程海云 推进新时代长江水文高质量发展体系建设构想 人民长江，（）：推进新时代长江水文高质量发展体系建设构想程 海 云（长江水利委员会 水文局，湖北 武汉）摘要：水文是贯穿流域规划、治理和保护全过程的基础专业，长江水文立足于站网体系建设和观测资料收集分析，广泛服务于流域防洪减灾，葛洲坝、三峡、南水北调等一系列重大工程的设计、施工，以及流域规划、城市建设和环境保护等，取得了巨大的社会经济效益。为适应新时代习近平总书记提出的治水新思路，全面服务于治江事业，支撑长江流域的高质量发展，基于新阶段水文工作的新需求和新目标，结合全国水文“十四五”总体工作目标，通过梳理长江水文站网布设、监测能力、专业支撑、信息共享以及管理体制等方面的发展历程，提出了构建新时代长江水文综合站网、立体监测、专业支撑、信息服务和管理保障等五大体系的建设构想，阐述了体系的基本内涵和要义。长江水文“五大体系”将通过人工智能、大数据、物联网等高新技术对传统水文、水质、水生态、河道监测手段和方式进行改造与更新，扩展水文服务领域，完善水文测报信息网络和专业支撑体系，以期更好地为社会各方提供优质的服务。关 键 词：长江水文；五大体系；建设构想；高质量发展中图法分类号：文献标志码：引 言党的十八大以来，习总书记提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水新思路，形成了科学严谨、逻辑严密的治水理论体系。水文是防洪抗旱、水资源保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复的重要支撑，围绕水文站网现代化、水文监测自动化、水文预报预警实时化、水文信息分析评价智能化、水文发展保障长效化等，规划了“十四五”水文工作的总体目标。随着 年 月 日中华人民共和国长江保护法的实施，流域内各行各业均对水文工作提出了更高的要求，为充分达到“十四五”总体工作目标，推动新阶段水利高质量发展，水利部李国英部长率先提出了“数字孪生流域”的概念，各大流域机构的水文部门对此进行了深入探索和研究。长江水文历经 余年的发展、创新与实践，在助力长江经济带高质量发展中发挥着无可替代的作用。“十三五”期间，社会水文、绿色水文、智慧水文、和谐水文“四个水文”逐步推进，在局部区域开展了“智慧水文”建设实践，在服务防汛测报、水利建设、水资源管理和水生态保护等工作中也取得了丰硕的成果。在推进水文现代化进程中，适时地提出了“互联网 水文监测”的总体架构。为进一步强化水文监测预报预警支撑安澜长江建设的作用，初步提出了“五大体系”的建设构想。近年来，长江水文监测与预报技术取得长足进步，现已形成布局合理、功能齐全的水文监测网络，成熟、先进的水文监测及洪水预报业务体系，并先后经受了，年 区 域 性 和 流 域 性 大 洪 水 的 考验。面对流域不断变化的外部环境，为满足社会经济发展越来越高的要求，长江水文仍需认清新形势，立足新发展阶段，践行新发展理念，融入新发展格局，不断提升水文能力和拓展水文服务。在推进数字孪生 第 期 程海云：推进新时代长江水文高质量发展体系建设构想流域建设中，长江水文在站网体系、监测体系、支撑体系、服务体系和保障体系等方面仍然存在一定的短板。本文基于长江水文多年的智慧积累，以不断强化自身专业优势为依托，提出推进新时代长江水文高质量发展体系建设构想，详细阐述了功能完备的综合站网、透彻感知的立体监测、智慧协同的专业支撑、优质高效的信息服务和科学规范的管理保障等“五大体系”的内涵和要义，以期扩展长江水文对社会服务的范围和领域，为中国“十四五”乃至第二个百年目标的实现做出更大的贡献。长江水文体系建设现状新中国成立以来，特别是改革开放以来，长江水文不断发展，建成了与区域经济和水利工程建设格局协调的基本水文站网，监测要素已由水文监测逐渐扩展至水环境、水生态等众多要素的共同监测，形成了多个类型产品服务的专业支撑体系，初步具备部门内协同、部门外互通、全社会共享的信息服务基础，以及较为完善的管理保障体系。（）长江流域已基本形成与区域经济和水利工程建设相适应的水文站网体系。长江水文在重庆、武汉、南京、上海市等地设立了 个勘测局，负责水文监测业务的具体实施。多年来在长江干流及重要支流已建成较完备的监测网络，截至 年底，在长江干流及重要支流布设了 个水文监测站点采集各类水文信息，并与流域内各省市水文、气象及水库管理等多个部门开展信息互联互通，共享 万余站点水雨情信息。初步建成集资料收集、水旱灾害防御、水资源管理、水环境治理及水生态保护等功能为一体的监测站网体系，。水情监测站网建设尤为突出，接收流域 个省（市）部门的水情报汛站总数达 余处，预报覆盖面积 万 以上，发布预报河段长达 以上。随着经济社会的发展和长江水情工情的变化，治江工作仍面临一系列新情况、新问题，站网体系建设仍存在空间布局不均衡、功能不完善、互补性不强等不足。（）长江水文已开展河流水、物质和生物通量的全要素监测，实现了降雨、水位、流量及部分水质等要素的自动监测。新中国成立初期，水位、雨量的采集基本采用人工观测方式，流量要素的采集以浮标法或流速仪测速、流速面积法测定，基本上使用转子流速仪。悬移质泥沙测验采用横式采样器，泥沙处理时间长，效率极为低下。水质监测分析实验室仅配备有分光光度计等中小型仪器设备，仅具备监测分析常规 余项水化学参数的能力。在数十年的建设攻关下，水文监测技术水平取得了长足的进步。全部水文测站的水位、雨量可自动采集、固态存贮和实时传输；解决了入海河口潮流量、泥沙监测世界性整编难题，实现了水文缆道的流量、泥沙测验自动化或半自动化；发明了 工作状态检测仪、浊度计安装支架，为悬移质泥沙的快速和实时在线监测创造了条件，研发生产了新型沙质推移质采样器并取得良好的应用效果；建成了 座水质自动监测站，大大提升了水质常规、应急和在线实时监测能力；开展了长江流域 个水生态监测断面的试点工作，首次实现了水文、水质、水生态同步监测。回顾长江水文监测大半个世纪的发展进程，仍存在泥沙、水质和水生态等部分要素监测技术不成熟，各种要素监测量程不够、监测过程不完整，地面站网对河流沿线及流域面上代表性不足等问题。（）长江水文已形成水文监测、河道测绘、水环境监测、水文水资源分析、水文水情预报及水文自动测报等 类服务产品。逐渐形成了水文要素感知立体化、监测自动化以及数据处理信息化的水文监测体系。截至 年 月，在长江干流及汉江干流布设有 个河道固定断面，地形监测范围包括长约 的河道。开展了大量重点河段的水道地形、流速流向、分流分沙、河床演变及泥沙运动观测，在观测仪器研制和测绘方法方面取得了长足的进步，编制了中国第一部水道观测规范。在重庆、宜昌、荆州、襄阳、武汉、南京、上海市设立了 个水环境监测中心，在攀枝花、宜宾市等地设有 个水环境监测分中心，形成了实验室信息管理系统（），共配备液相色谱仪、气质联用仪、等离子发射光谱仪等高端大型仪器设备 余套，水质监测项目扩充到 余项。长期致力于流域规划与水利水电工程设计的水文分析计算、流域水资源调查评价、水文水资源科学研究，完成了长江流域综合规划等国内外重要江河规划及长江三峡等数十项国内外大中型水利水电工程的水文设计工作，承担了长江流域及西南诸河水资源公报、长江流域跨省江河水量分配方案等工作，主编了水利水电工程水文计算规范水利水电工程设计洪水计算规范等。坚持“水文气象相结合，短、中、长期预报相结合，生产和科研相结合”的技术路线，着力构建高效实用的洪水预报业务体系，形成了耦合 座控制性水库、个蓄滞洪区、个沿江主要控制站的全流域预报调度一体化模型，建成了一整套适合长江流域暴雨洪水特性的基于水文气象耦合、短中长期预报相结合、多模型并行计算与水库群调度一体化的洪水预报方案。自 年开始，长江水文大规模开展水雨情信息数字化采集技术的建设与应用，至 年 人 民 长 江 年月 日，在全国率先实现了全流域 个中央报汛站水位、雨量的自动测报，至 年底，在全国率先实现了流量的自动测报。（）长江水文已建成以防汛抗旱、水资源管理及基本资料收集为目的的水文、河道、水质等各类业务数据库。多年来，长江水文收集了流域较为完整的系列水文测验资料近 万站年，在数据采集、传输、整理、展示和应用全过程中，不断应用和研发新技术、新方法、新平台，提高数据的时效性、实用性和准确性。在数据整编方面经历了手工记载到电算，再到整汇编在线化、可视化的发展历程，至 年，针对最严格水资源管理制度对水文整编时效性要求，长江水文运用物联网、大数据等相关技术，升级完善了南方片水文资料整汇编软件，实现了水文资料的实时整编，做到了“日清月结”，水文信息处理的时效性及精度大幅提升；在数据库建设与管理方面，基于流域大型水利工程建设与运行管理，先后建成了长江水文泥沙信息分析管理系统三峡水库泥沙冲淤变化三维动态演示系统金沙江下游梯级水电站水文泥沙数据库与信息管理系统等，基本实现了观测数据的智能化集成、管理、分析和成果展示等，但仍然存在信息孤岛现象严重，共享平台功能不足，数据服务内容较少等问题。（）长江水文设立了完整的管理机构，创立了在全国水文界率先通过 质量管理体系认证的制度。为持续改进质量管理体系，长江水文 年先后出台 至 共 个不断改版的质量管理体系文件，并于 年将 版的质量管理体系升级为质量、环境和职业健康安全管理体系，编制了质量、环境和职业健康安全管理手册，规定了长江水文、环境和职业健康安全等三体系管理的方针、目标，确定了三体系管理的覆盖范围。程序文件还进一步对手册中的成文信息、人力资源、内部审核、管理评审、纠正措施、风险管控、六大产品（水文测验、测绘、水环境监测、水文气象预报、水文水资源分析计算、水文自动测报）实现等控制过程和职责具体化。长江水文拥有一批较高水平的人才队伍，为水文事业发展提供了人才和质量保障。长江水文“五大体系”的建设构想当前，中国已进入第二个百年的发展阶段，“十四五”新征程逐步进入攻坚期。长江水文将一以贯之地深入贯彻领会“十六字”治水思路和“两个坚持、三个转变”防灾减灾新理念，坚持目标导向和问题导向，以“补短板、强支撑、优服务”为工作主线，持续深化“四个水文”，着力推动“五大体系”建设，全面提升水文监测预报预警能力和水文分析计算的数字化、智慧化水平，有力支撑“安澜长江”建设，更好地推进中国水利事业的发展。长江水文“五大体系”建设的基本构成、内容、思路和主要目标及其逻辑关系如图 所示。长江水文将以构建功能完备的综合站网体系作为基础，统筹流域与区域、兼顾专业与行业，立足水安全保障，建设功能齐全、布局合理、共享机制完善的现代化流域监测站网体系。以建设透彻感知的立体监测体系为关键，强化自主创新与新技术应用，深化多种监测手段的互补耦合，提高感知能力、丰富感知内容，提供品质更好、时效更高、种类更多的数据资源。以建设智慧协同的专业支撑体系为核心，加强水文基础规律研究，强化水文多专业协同，深化新一代数字技术应用，推进水文供给侧结构性改革。以建设优质高效的信息图 长江水文“五大体系”建设框架 第 期 程海云：推进新时代长江水文高质量发展体系建设构想服务体系为根本，建设“一个大数据中心、一个综合服务平台、两大服务门户”，夯实水文发展基础，为水利和经济社会高质量发展提供泛在优质的水文综合服务。以建设科学规范的管理体系为保障，强化政治引领、深化内部管理、加强文化建设，统筹安全与发展，为推动水文高质量发展提供有力保障。长江水文“五大体系”的建设目标 功能完备的综合站网体系“十四五”期间，以建设空间布局合理、站网功能齐全的现代化流域综合站网体系为目的，重点加强建设流域西部及西南诸河、长江口等区域包含水网建设、水利工程、行政区界等功能的水文站网，整合流域与区域、专业与行业综合站网，实现全要素信息共享。均衡完善全流域水文站网（）加大流域西部及源头区站网密度。长江流域西部及西南诸河站网密度较稀，仅达到世界气象组织推荐的干旱区站网密度标准（站），以大中尺度空间控制为主，不能实现基本规