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把脉汉水济京津

——长江委水文局服务南水北调中线水源区侧记

从20世纪50年代开始,水利部长江委水文局(以下简称“水文局”)为了当好汉水北进的把脉人,开展了大量的前期工作,水文测验、水质监测、水文水资源分析研究、自动测报系统建设等,积累和提供了丰富的第一手水文资料和设计成果。

全程勘测提供科学依据

“南方水多,北方水少,何不借一点来”的伟大构想进入初可研阶段时,水文局就踏上为这项世纪工程服务的历程。

“工程上马,监测先行。伴随着南水北调中线工程的推进,水文局在不同阶段都开展了相应的水文勘测工作,收集了大量的水文资料。”水文局副局长、总工程师程海云说,“为了收集这些基础资料,几代长江委水文人付出了艰辛和不懈努力。”据当时参与资料收集的水文局所属汉江局(汉江水环境监测中心)时任总工程师郎理民回忆,为收集这些资料,从20世纪50年代初开始,为准确计算出汉江可调水量、算清水账,水文局先后在汉江安康至回丹江口之间干流及较大的支流设立了汉江黄家港、旬河向家坪、甲河长沙坝水文站,为南水北调可调水量的计算论证收集提供了可靠、详实、长系列的水文资料。进入20世纪90年代,汉江局先后对丹江口至北京沿线干渠进行了4次大规模交叉河流断面测量。为获得这些珍贵的资料,参与测量的汉江局职工都有一段难以忘却的经历。

参加过断面测量的水文测工钟勇回忆,1991年4月,北方的天气乍暖还寒。他们一行4人在黄河的一个洲滩上进行水文测量,不知不觉天色已晚。洲滩非常大,钟勇在专注于测量时和同事们走散了。北风不停地吹,他知道如果露宿野地一定会被冻死。于是他背着仪器,在洲滩上到处寻找可以借宿的地方。一直到第二天凌晨2点,他看到长江委南阳第七钻探队的钻井棚,便钻进棚里度过了难熬的半夜。天亮后,他终于被正四处找他的队友发现,此时他已疲惫得说不出话来。

对收集资料来说,外业测量的艰苦只是众多考验之一。为了获得更客观、更全面的水文资料,水文局为此投入了大量的人力物力。在总干渠工程建设中,1990年参加了南水北调中线从丹江口到北京的全线线路走向的现场查勘;为了确定输水干渠控制节点的水位,1994年4月从渠首陶岔到北京,开展了刁河、湍河、潦河等10条全线沿线大的交叉河流的大断面、水面线及历史洪水的调查测量;1995年5月,开展了总干渠左岸上排水河流的水文外业勘测,1996年进行了左岸排水的补充调查调查测量……

近年来,丹坝加高、穿黄工程、引江济汉相继上马,这对水文的要求越来越高。水文局充分发挥技术优势,始终走在工程建设前面,做好“把脉人”。为了提高丹江口水库的调度预见期,有效利用水资源,水文局于2012、2013年在丹江口水库、丹江干流及老灌河上设立了丹江口水库水面蒸发场、磨峪湾和淅川专用水文站,并承建了加高工程水情自动测报系统。该系统有1个中心站和78个遥测站,系统通信组网采用北斗卫星、VHF、GSM短信混合通信方式,能有效监测水雨情、及时为水情预报服务。

高密度、大范围的水文资料收集,为提高丹江口水库的调度预见期,有效利用汉水资源提供了科学依据。

监测网络遍布中线源头

南水北调,不仅要有水调,还要调好水。为确保一库清水,水文局在库区设有白河、肖川、陶岔等水质监测常规断面13个,滔河水库、浪河口等省界水质监测断面7个,丹江口水库饮用水源区等一二级重点水功能区8个,南水北调中线施工期水质监测断面8个,并建有白河水土保持监测站。这就像为丹江口库区装上了“电子眼”,其水质情况“尽收眼底”。

水文局所属汉江水环境监测中心长期以来一直承担着汉江干支流及丹江口水库库区的水环境监测、研究及数据库开发建设等工作,是长江委在南水北调中线水源地唯一取得国家计量认证的单位,是南水北调中线水源地丹江口水库最主要的水文水资源、水质监测机构。

2000年9月,一辆运输车在丹江上游陕西丹凤县境内翻车,10吨氰化钠泄漏进汉江流域的丹江支流武关河中,造成汉江流域重大水污染事件,污染源距丹江口水库入库处100公里。得知这一消息,中心连夜调动所有监测人员及后勤保障设备全部到位,一方面在污染河段进行跟踪逐时监测;另一方面在丹江口库区布控断面,进行逐时监测。整整4天,监测水样500余组,发布水质监测报告8份,为此次应急处置顺利进行提供了决策依据。

通过数十年的系统监测,水文局获取了研究区域内长系列的水文水资源及水环境基础资料。2005年9月,南水北调中线大坝加高工程开工,水文局加大水质监测力度,在水源区内的重要支流上增加监测断面,配备了移动实验室等先进监测仪器。 2010年,水文局又开始琢磨着,怎么保护好丹江口水库的水土,让源头能够“清水长流”?

2010年6月,水文局在湖北省郧西县建立汉江第一个水沙动态监测站观测站--付家沟观测站。2012年6月开始监测,正式拉开水文局在水源区水沙动态监测的序幕。据了解,付家沟站是库区第一个投入使用的水沙动态监测站,接下来,水文局还要在河南省淅川县建第二个站。随着工程的不断推进,第三个、第四个水沙动态监测站将不断在水源区孕育出现,为水源区的水土流失状况布下一张细密的监测网络。

程海云告诉记者,目前,丹江口水库水质监测类型涵盖常规、省界水体、水功能区、饮用水源地、入河排污口等,初步形成了较为完整的流域水资源、水质监测网,能够较全面地掌握和了解丹江口库区及其上游水量、水质状况,分析水质变化趋势。

科研论证保障综合效益

20世纪90年代以来,汉江连续性枯水年的发生,引起关心南水北调工程的各界专家和领导的重视。找出枯水原因,采取相应对策,这一任务,落在水文局身上。水文局为此投入大量科研力量开展研究。

据水文局副总工程师郭海晋介绍,近年来,水文局为南水北调开展了汉江水资源周期性变化及人类活动影响分析、连续性枯水成因分析和适应对策等一系列研究。

2005年,水文局与武汉大学合作开展了“丹江口水库水资源演变趋势分析”和“气候变化对汉江流域水文水资源影响及评估方法研究”等科研工作。前者对汉江流域水资源演变情势进行研究,探讨和预测汉江流域的水资源变化情况,为南水北调中线工程调水安全提供科学依据。后者研究了气候变化影响下汉江流域水资源的时空分布和变化规律,对于保障水资源可持续利用和经济社会可持续发展有重要意义。

在汉江流域水资源预测与配置模型中,水文局在分析流域水资源天然循环系统和人工用水的供、用、耗、排水组成的水资源系统的基础上,基于MIKE BASIN模型和NAM模型,建立了一个能反映实际系统的重要特征及系统内部各组成部分间相互联系的汉江流域水资源预测与配置模型,进行汉江流域水资源系统模拟和供需平衡分析,为汉江流域水资源合理配置方案的制定提供科学依据和先进的技术手段。

在南水北调中线工程规划设计中,水文局开展了汉江流域和受水区的水资源评价工作,研究了南北丰枯遭遇规律,并对丹江口水库天然入库水量进行了详细分析。

水文局在开展汉江流域水资源承载能力研究时,对面向可持续发展的水资源承载能力理论及应用进行了探索和研究,总结了水资源承载能力的研究内容以及研究思路,建立了水资源承载能力的评价指标体系;通过分析水资源承载能力的影响因子,研究了提高水资源承载能力的策略。

通过这些研究,得出结论:丹江口水库多年平均天然入库径流量387.8亿立方米,扣除上游各种损耗的入库水量,2030水平年多年平均为357.6亿立方米。这说明,丹江口入库水量丰富,可为南水北调中线工程提供可靠的水源!

科研工作的开展,在客观地证明了丹江口水库有水可调的同时,还收获了意外惊喜:由多项科研成果集纳而成的《南水北调中线工程水源区汉江水文水资源分析关键技术研究与应用》,获得湖北省2010年科技进步一等奖。

汉水一路欢歌,半世纪梦想一朝圆。但对长江委水文人来说,这只是一个新的起点。“我们的水文监测,还要随着北进的汉水一直延续下去,”程海云说,“围绕更好服务调水需要,我们将进一步加强能力建设,进一步提升服务水平,切实履行好肩负的职责。”

 

文章作者:傅菁责任编辑:张濛