陳守榮，香天元，趙 昕

（水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局，430010，武漢）

一、長(zhǎng)江水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)容及計(jì)劃

為推進(jìn)長(zhǎng)江水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新，長(zhǎng)江委水文局于2007年提出了 “開展長(zhǎng)江水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新”的新任務(wù)，并制定了《長(zhǎng)江委水文局水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新實(shí)施方案》（簡(jiǎn)稱實(shí)施方案）下發(fā)各勘測(cè)局實(shí)施，作為推進(jìn)整個(gè)水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新工作的主要依據(jù)。

長(zhǎng)江水文測(cè)驗(yàn)方式方法的技術(shù)創(chuàng)新原則是：加強(qiáng)測(cè)驗(yàn)方式方法適用性分析研究，推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的原則；突出重點(diǎn)，分步實(shí)施的原則；分類示范，整體推進(jìn)的原則；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理體制與測(cè)驗(yàn)方式方法創(chuàng)新互容的原則。

1.實(shí)施的對(duì)象及內(nèi)容

實(shí)施水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新的對(duì)象是81個(gè)長(zhǎng)江委水文局所屬常年觀測(cè)的基本水文站，實(shí)施內(nèi)容主要為流量和懸移質(zhì)泥沙的測(cè)驗(yàn)，包括與流量、泥沙測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的測(cè)驗(yàn)方式方法、資料整編方法和相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。創(chuàng)新內(nèi)容可分為3個(gè)層面：

（1）確立測(cè)驗(yàn)方式方法

一是測(cè)驗(yàn)的技術(shù)方案，即水文測(cè)驗(yàn)方式，包括流量、含沙量測(cè)次的分布、測(cè)驗(yàn)垂線數(shù)及測(cè)點(diǎn)數(shù)的確定；在滿足用戶需求的前提下，對(duì)流量、含沙量實(shí)施檢測(cè)、間測(cè)的形式（即駐測(cè)或巡測(cè)）；二是測(cè)驗(yàn)的手段，即水文測(cè)驗(yàn)方法，指收集流量、含沙量資料所需要的水文儀器設(shè)備及與之配套的測(cè)驗(yàn)方法。

（2）完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

通過(guò)水文測(cè)驗(yàn)方式方法的創(chuàng)新活動(dòng)，完善長(zhǎng)江委水文局制定的水文測(cè)驗(yàn)補(bǔ)充技術(shù)規(guī)定，同時(shí)為修訂水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（含國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與部級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）提供技術(shù)支撐。

（3）創(chuàng)新技術(shù)管理模式

針對(duì)水文測(cè)站不同的測(cè)驗(yàn)方式方法，提出不同的測(cè)驗(yàn)管理模式與質(zhì)量控制辦法，針對(duì)水文測(cè)站的具體情況，建立流量、泥沙測(cè)驗(yàn)的檢測(cè)、間測(cè)、巡測(cè)（或汛駐枯巡）的管理模式與水文測(cè)驗(yàn)質(zhì)量管理體系。

2.預(yù)期目標(biāo)

通過(guò)水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)施，達(dá)到優(yōu)化水文測(cè)驗(yàn)方案、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、提升技術(shù)管理水平的目標(biāo)。

（1）優(yōu)化水文測(cè)驗(yàn)方案

根據(jù)不同服務(wù)對(duì)象對(duì)水文測(cè)驗(yàn)資料的需求分析，優(yōu)化水文測(cè)驗(yàn)方案。在保證水文測(cè)驗(yàn)成果精度的前提下，從流量、含沙量測(cè)次分布上（流量測(cè)驗(yàn)是按時(shí)間，還是按流量級(jí)或水位級(jí)分布；含沙量測(cè)驗(yàn)是按水位變化，還是按流量變化分布）全面進(jìn)行測(cè)驗(yàn)方案的優(yōu)化，在確保水文信息服務(wù)的時(shí)效性與成果的可靠性前提下，滿足不同服務(wù)對(duì)象的需求。

（2）完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

水文測(cè)驗(yàn)方式方法的技術(shù)創(chuàng)新，必須要有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作支撐。要求各勘測(cè)局在水文測(cè)驗(yàn)方式方法的具體實(shí)踐中，提出符合實(shí)際并滿足質(zhì)量精度要求的補(bǔ)充技術(shù)規(guī)定的建議和意見，以推動(dòng)長(zhǎng)江委水文局補(bǔ)充技術(shù)規(guī)定的修訂與完善。補(bǔ)充技術(shù)規(guī)定經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)后，由長(zhǎng)江委水文局向國(guó)家水文主管部門提交修改相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建議，促進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完善。

（3）提升技術(shù)管理水平

通過(guò)水文測(cè)驗(yàn)方式方法的技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)長(zhǎng)江委水文技術(shù)管理水平的提高。在水文要素關(guān)系變化較為穩(wěn)定的測(cè)站，以巡測(cè)替代駐測(cè)，以間測(cè)、檢測(cè)替代常年施測(cè)；在受水利工程建設(shè)影響的測(cè)站，以水工建筑物推求流量，替代傳統(tǒng)的流量測(cè)驗(yàn)，或以先進(jìn)的測(cè)驗(yàn)儀器取代傳統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)方法，如用走航式ADCP法或定點(diǎn)式ADCP流量因子在線監(jiān)測(cè)法取代旋槳式流速儀法，提高水文測(cè)驗(yàn)效率和技術(shù)管理水平。

3.計(jì)劃安排

長(zhǎng)江委水文局對(duì)所有常年觀測(cè)的水文站提出了單值化分析、流量精簡(jiǎn)分析、懸移質(zhì)方案、測(cè)流新技術(shù)（如ADCP）、測(cè)沙新技術(shù)（如 LISST）等 5個(gè)主要方面的測(cè)驗(yàn)方式方法的技術(shù)創(chuàng)新，并根據(jù)各測(cè)站的特性與實(shí)際情況，制訂了“長(zhǎng)江委水文局測(cè)站測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新逐站計(jì)劃表”。各勘測(cè)局根據(jù)計(jì)劃，逐站落實(shí)流量、含沙量測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新的具體內(nèi)容與要求。

長(zhǎng)江委水文局計(jì)劃分3批次在3～5年內(nèi)，完成水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新。第一批從2008年1月開始實(shí)施，第二批從2009年1月開始實(shí)施，第三批從2010年1月開始，2010年年底全部完成。對(duì)于個(gè)別情況特殊或條件困難的測(cè)站，適當(dāng)延長(zhǎng)1～2年時(shí)間。

二、水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展情況

經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)江委水文局第一批實(shí)施水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新共完成ADCP投產(chǎn)15個(gè)站（包括第二批2個(gè)站），占計(jì)劃總數(shù)的56%；水位—流量單值分析8個(gè)站，占計(jì)劃總數(shù)的20%；流量測(cè)驗(yàn)方案優(yōu)化分析37個(gè)站（含第二批7個(gè)站），占計(jì)劃總數(shù)的50%；泥沙測(cè)驗(yàn)方案優(yōu)化分析33個(gè)站 （含第二批14個(gè)站），占計(jì)劃總數(shù)的57%，開展水文巡測(cè)20個(gè)站，占計(jì)劃總數(shù)的38%。

為給水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新提供技術(shù)保障，組織開展了《水文測(cè)驗(yàn)服務(wù)需求研究》《水文測(cè)驗(yàn)精度研究》《水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)管理研究》和《技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性研究》等4個(gè)專題的研究，經(jīng)過(guò)近2年的努力，也取得了階段性成果，部分專題研究成果已用于指導(dǎo)水文測(cè)驗(yàn)。

三、水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)的探討

水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程，涉及水文測(cè)驗(yàn)的手段、規(guī)律方法、管理體制、運(yùn)作模式、理念與認(rèn)知，以及標(biāo)準(zhǔn)體系等一系列問(wèn)題。一些問(wèn)題涉及整個(gè)行業(yè)的根基，一旦改變，將對(duì)整個(gè)水文行業(yè)的管理體制與運(yùn)作模式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新不是單純的測(cè)次減少，不是單純的節(jié)約成本，也不是單純的新儀器應(yīng)用。它注重的是測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新所產(chǎn)生的社會(huì)效益，社會(huì)對(duì)水文信息的高標(biāo)準(zhǔn)需求，以及水文事業(yè)的發(fā)展與技術(shù)現(xiàn)代化進(jìn)程等等。

水文測(cè)驗(yàn)改革創(chuàng)新目標(biāo)的內(nèi)容主要包括3個(gè)層面：一是理念層面，二是技術(shù)層面，三是管理層面。

1.理念層面

水文測(cè)驗(yàn)改革創(chuàng)新的方向之一，就是革新理念。

（1）服務(wù)理念要與時(shí)俱進(jìn)

傳統(tǒng)的水文行業(yè)主要集中在為防汛抗旱、基本資料的收集、工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)等提供服務(wù)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的水文服務(wù)已不能夠滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)水文信息的需要，如目前社會(huì)對(duì)水文信息要求更為及時(shí)，對(duì)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容要求更為全面、廣泛，除傳統(tǒng)的測(cè)、報(bào)、算外，一些領(lǐng)域如小流域綜合治理，水資源綜合管理，水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，節(jié)水型社會(huì)建設(shè)等，都需要水文行業(yè)提供更多的服務(wù)與支撐。水文行業(yè)必須改進(jìn)測(cè)驗(yàn)方式方法，要按照大水文觀的要求，全面提升水文服務(wù)的能力與水平，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。

（2）水文測(cè)報(bào)技術(shù)要先進(jìn)

在保證適宜測(cè)驗(yàn)精度的前提下，能夠提高測(cè)驗(yàn)效率、效果，減小勞動(dòng)強(qiáng)度或測(cè)驗(yàn)時(shí)間，降低測(cè)驗(yàn)成本，提高測(cè)站的測(cè)洪報(bào)汛能力等的方式方法，都是技術(shù)創(chuàng)新。

先進(jìn)儀器是現(xiàn)代化的手段，但并不是使用了先進(jìn)儀器就是實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。水文測(cè)驗(yàn)現(xiàn)代化應(yīng)該是指導(dǎo)思想、儀器設(shè)備與技術(shù)理論水平三者有機(jī)的統(tǒng)一。

（3）水文測(cè)站管理的觀念要更新

在傳統(tǒng)的水文概念中，水文測(cè)站是一個(gè)集體，包括一定數(shù)量測(cè)站職工、站房和測(cè)驗(yàn)設(shè)施、設(shè)備等，是一個(gè)職工“小家”的概念。在現(xiàn)代水文管理中，水文測(cè)站將簡(jiǎn)化為一個(gè)“斷面”的概念，“家”的概念將大大減弱，測(cè)站將由監(jiān)測(cè)斷面（或點(diǎn)）、自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、附屬設(shè)施構(gòu)成。

對(duì)水文測(cè)站概念的簡(jiǎn)化，將有助于新時(shí)期水文站網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展?？梢愿鶕?jù)工作需要，在任何可能的地點(diǎn)設(shè)立水文測(cè)站（僅僅是個(gè)斷面而已，基礎(chǔ)建設(shè)成本大多數(shù)情況下基本可以忽略不計(jì)），較為靈活地開展水文測(cè)驗(yàn)工作，擴(kuò)大水文資料的收集范圍。這使在資源條件不變或者變化不大的前提下，隨時(shí)加密監(jiān)測(cè)站點(diǎn)成為可能。

2.技術(shù)層面

主要包括水文測(cè)驗(yàn)的手段、方法以及適宜精度的確定等3個(gè)方面內(nèi)容。

（1）測(cè)驗(yàn)方法科學(xué)優(yōu)化

水文測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目中，水位、雨量等測(cè)量相對(duì)容易的項(xiàng)目均可實(shí)現(xiàn)自記，因此，測(cè)驗(yàn)方法科學(xué)優(yōu)化僅是對(duì)流量和泥沙而言的。

①流量測(cè)驗(yàn)方面

測(cè)驗(yàn)方法科學(xué)優(yōu)化的首要任務(wù)是優(yōu)化測(cè)次布置。流量測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新強(qiáng)調(diào)的主要是測(cè)次優(yōu)化，重點(diǎn)是從已有資料系列中尋找規(guī)律，改進(jìn)原有的測(cè)驗(yàn)方法，優(yōu)化測(cè)次布置（不是單純地減少測(cè)次）。例如采用時(shí)序性需要測(cè)次的數(shù)量相對(duì)較多，經(jīng)過(guò)資料分析，將先前的連時(shí)序法調(diào)整為單一線法，或者改正水位法等進(jìn)行測(cè)次布置，則可在保證適宜精度的前提下，大大減少測(cè)次數(shù)量，節(jié)約成本，減少工作量。其次是對(duì)現(xiàn)有的代表性垂線和垂線的測(cè)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行分析，在保證測(cè)驗(yàn)成果精度的前提下，精簡(jiǎn)垂線數(shù)量和測(cè)點(diǎn)數(shù)量，減輕單次測(cè)驗(yàn)的工作強(qiáng)度，縮短測(cè)驗(yàn)時(shí)間，降低測(cè)驗(yàn)成本。需要指出的是，垂線測(cè)點(diǎn)數(shù)量的優(yōu)化應(yīng)當(dāng)慎重，除對(duì)原有資料進(jìn)行分析外，還應(yīng)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證明。

②泥沙測(cè)驗(yàn)方面

泥沙測(cè)驗(yàn)因其在各項(xiàng)目中難度相對(duì)較大、成本相對(duì)較高、勞動(dòng)強(qiáng)度大，成為水文測(cè)驗(yàn)方式方法技術(shù)創(chuàng)新中最重要的環(huán)節(jié)。懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)由輸沙率測(cè)驗(yàn)和顆分測(cè)驗(yàn)兩個(gè)方面構(gòu)成。

輸沙率測(cè)驗(yàn)方法技術(shù)創(chuàng)新與流量測(cè)驗(yàn)類似，重點(diǎn)也是通過(guò)對(duì)測(cè)驗(yàn)方法的科學(xué)優(yōu)化，優(yōu)化測(cè)次布置，減輕外業(yè)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低測(cè)驗(yàn)成本。同時(shí)要優(yōu)化測(cè)沙垂線數(shù)量和調(diào)整取樣方法。

顆分測(cè)驗(yàn)通常與輸沙率測(cè)驗(yàn)同步進(jìn)行，其測(cè)次數(shù)量相對(duì)較少，重點(diǎn)是對(duì)取樣方法進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，如由選點(diǎn)法調(diào)整為垂線混合法、分層混合法或者全斷面混合法等。需要指出的是，因顆粒分析在分析環(huán)節(jié)上的任務(wù)最重，其技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)是對(duì)其分析手段進(jìn)行改進(jìn)。

（2）測(cè)驗(yàn)手段要先進(jìn)、實(shí)用

使用先進(jìn)儀器設(shè)備有利于大幅度提高水文測(cè)驗(yàn)的生產(chǎn)力，水文測(cè)驗(yàn)工作將來(lái)可能采用非接觸式測(cè)驗(yàn)方法（即不接觸水體進(jìn)行測(cè)量），如航空測(cè)驗(yàn)、雷達(dá)測(cè)驗(yàn)以及超聲波、激光測(cè)驗(yàn)等。2009年6月，長(zhǎng)江委水文局已在陸水勘測(cè)隊(duì)崇陽(yáng)水文站進(jìn)行了雷達(dá)實(shí)時(shí)測(cè)流系統(tǒng)的適應(yīng)性比測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)效果較為理想，應(yīng)用前景可預(yù)。

（3）合理確定水文測(cè)驗(yàn)成果的精度指標(biāo)

水文測(cè)驗(yàn)的精度可分為實(shí)測(cè)精度、推算精度和經(jīng)濟(jì)精度。水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新只涉及實(shí)測(cè)精度與經(jīng)濟(jì)精度。

實(shí)測(cè)精度是指測(cè)驗(yàn)成果的質(zhì)量，以流量測(cè)驗(yàn)為例，從測(cè)深、測(cè)距、測(cè)速以及水位諸分量的誤差與測(cè)站特性，可以求得單次實(shí)測(cè)流量的誤差；經(jīng)濟(jì)精度是指科學(xué)分析精度和成本，精度和效益之間的關(guān)系，進(jìn)而確定適宜的測(cè)驗(yàn)精度。

合理確定水文測(cè)驗(yàn)成果的精度，就要既重視實(shí)測(cè)精度，又關(guān)注經(jīng)濟(jì)精度。例如，正確的整編方法，需要測(cè)驗(yàn)與整編的密切結(jié)合，測(cè)驗(yàn)為整編準(zhǔn)備條件，而整編則應(yīng)進(jìn)一步指出改進(jìn)測(cè)驗(yàn)工作的方向。選用測(cè)驗(yàn)方法時(shí)，應(yīng)盡可能取用省力的方法，省力與否還應(yīng)從測(cè)驗(yàn)、整編兩個(gè)方面著手，在測(cè)驗(yàn)上應(yīng)力求以最少的測(cè)次獲得一定精度的成果，在整編上應(yīng)力求推流簡(jiǎn)便、校核方便。

3.管理層面

管理創(chuàng)新向來(lái)是改革的難點(diǎn)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。從水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新需要的角度出發(fā)來(lái)考慮才是管理創(chuàng)新的根本落腳點(diǎn)。

（1）要對(duì)現(xiàn)有水文測(cè)驗(yàn)工作的開展模式進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新

當(dāng)前，水文站網(wǎng)的測(cè)驗(yàn)方式主要還是采用駐測(cè)方式，禁錮了水文職工的思想，影響了水文職工的生活，同時(shí)也使有限的資金投入不能得到更好的利用，這些因素都困擾著水文事業(yè)的深入發(fā)展和進(jìn)步。

從現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，開展站隊(duì)結(jié)合，加強(qiáng)水文基地建設(shè)，發(fā)展水文巡測(cè)是水文站網(wǎng)測(cè)驗(yàn)方式發(fā)展的主要方向。根據(jù)水文測(cè)驗(yàn)工作的開展方式，水文站可分為常年駐測(cè)站、汛期駐測(cè)站、巡測(cè)站和間測(cè)站等四大站類，水文測(cè)驗(yàn)改革創(chuàng)新應(yīng)將這四大站類的運(yùn)用很好地結(jié)合起來(lái)。在四大站類的結(jié)合運(yùn)用方面，應(yīng)充分立足國(guó)情，體現(xiàn)中國(guó)特色，完全駐測(cè)與完全巡測(cè)都是極端。需要進(jìn)行常年駐測(cè)的站應(yīng)堅(jiān)定不移地實(shí)行駐測(cè)，不能輕易撤銷，比如防汛重要站、江河出口（出境、出界）控制站等；可以巡測(cè)、檢測(cè)或者間測(cè)的，則應(yīng)努力推進(jìn)測(cè)驗(yàn)方式方法的轉(zhuǎn)變。

（2）要改變國(guó)家水文事業(yè)經(jīng)費(fèi)的劃撥方法，從根本上促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展

當(dāng)前，水文工作經(jīng)費(fèi)的計(jì)算與劃撥是以工作量為基礎(chǔ)，即以測(cè)次為基礎(chǔ)，測(cè)次越多，經(jīng)費(fèi)就越多。水文測(cè)驗(yàn)工作量與職工收入掛鉤，其結(jié)果是直接導(dǎo)致測(cè)次非科學(xué)性的大幅度增加。這不但沒(méi)有鼓勵(lì)甚至可能影響了水文測(cè)驗(yàn)的創(chuàng)新、水文測(cè)驗(yàn)方式的變革和工作效率的提高，不利于水文行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。因此，必須對(duì)國(guó)家現(xiàn)行的水文工作經(jīng)費(fèi)的計(jì)算與劃撥方法進(jìn)行改革，使其適應(yīng)水文測(cè)驗(yàn)的創(chuàng)新，適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展。

[1]河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范（GB 50179-93)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1993.

[2]河流懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)規(guī)范（GB 50159-1992）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1992.

[3]王錦生.水文測(cè)驗(yàn)文集[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2008.