| 2004年11月10日至11月23日,省水文局组织考察团就水文测报设施、传输设备、水文情报预报情况赴澳大利亚进行了考察。考察期间,先后访问了悉尼、墨尔本、维多利亚州、昆士兰州等地,考察了维多利亚水利服务机构、维多利亚水利行业协会、维多利亚供水局、thiess水利公司、墨里河的主要水文控制测站,内容涉及水文观测设备、数据采样器、水质监测设备、无线通讯系统、洪水预警系统等,并与澳大利亚有关专家进行了广泛的技术交流。现将这次考察的情况简要汇报如下: 一、 基本情况 考察团一行先后考察了澳大利亚、新西兰两个国家,途经澳大利亚的名城悉尼、墨尔本、布里斯本、凯因斯和新西兰的奥克兰等地,走访了有关国家的水利管理部门和水文测站。深深感受到澳大利亚在防洪减灾、洪水预警预报系统研究、建设方面的做法和思路独特,达到人与自然和谐相处,为社会发展、经济建设营造了良好的社会环境。 澳大利亚由澳大利亚大陆和塔斯马尼亚等岛屿组成,位于南纬10度到39度之间,国土面积769.2万平方公里,占大洋洲的绝大部分,是地球上最大的岛屿,境内没有很高的山脉,也是地球上最小和最平坦的陆地。澳大利亚四面环水,海岸线长36735公里。全国分为东部山地、中部平原和西部高原3个地区。东部山地地区,由一系列高度不等的山脉组成,一般海拔800 - 1000米,统称“大分水岭”,沿东海岸成南北走向,在维多利亚州西转,延伸至塔斯马尼亚州。东南部靠海处,是狭窄的海滩缓坡,形成平原。沿海地区到处是宽阔的沙滩和葱翠的草木,地形千姿百态。悉尼西部有兰山山脉的悬崖峭壁,布里斯班北面有葛拉恩豪斯山脉高大而历经侵蚀的火山岩颈,而阿德莱德西部的南海岸则是一片平坦的原野。澳大利亚最高峰是科西阿斯克科山, 海拔2,228米;澳大利亚最长的河流是墨累河,全长2,520公里。 每年十二月为澳大利亚的夏季,三月到五月为秋季,六月到八月为冬季,春季则从九月到十一月。由于受亚热带高气压和东南信风的影响,加之全国35%的沙漠地带,澳气候比较干燥。北部属热带,年平均气温约摄氏27度,南部年平均气温约摄氏14度。澳西部和中部因沙漠气候,年平均降雨量不足250毫米;北部半岛和沿海地区属于热带草原气候,年平均降雨量为750-2000毫米,是全澳雨水最多的地区;东部新英格兰山地以南至塔斯马尼亚岛属温带阔叶林气候,年平均降雨量500-1200毫米;在墨累河下游地区的半岛和沿海岛屿以及澳大陆的西南角属夏热干旱、冬温多雨的亚热带地中海式气候,年平均降雨量为500-1000毫米。 新西兰位于南太平洋上,处于赤道和南极之间,新西兰是新西兰位于西南太平洋,主要有南岛和北岛组 成,库克海峡将两岛分开。还有许多较小的岛屿。基本上处在东经165度至178度和南纬34度至48度之间。国土面积为二十七万平方公里,其中75%为丘陵,牧场 、林地、河流、山脉、丘陵及湖泊遍布全国。拥有一万五千八百公里长的海岸线,海岸线上有许多美丽 的海滩。新西兰全境多山,山地面积占全国面积的1/2 。南岛西部绵亘着雄伟的南阿尔卑斯山脉库克峰海拔3764米,为全国最高峰,山区多冰川和湖泊;西部是丘陵;西南部是高原。北岛东部地势较高,多火山,中部多湖泊。湖的周围为平原,在平原上耸立着高达2797米的鲁阿佩胡火山,是北岛的最高点。新西兰很接近国际日界线,北岛的Chatham岛屿和Gisborne镇,是全球最先迎接新一天到来的地方。新西兰四面环海,山峦起伏。北岛的年平均气温大约为15℃,南岛的年平均气温大约为10℃。由于地处南半球,新西兰的四季与中国相反,九月至十一月为春季,十二月至下一年二月位夏季,三月至五月为秋季,六月至八月为冬季。 因四周海洋的调节,新西兰的气候温和。除了南岛中部某些偏僻的地区外,全国不出现酷暑和严寒,大部分地区夏季不高于30℃。由于气候形态从西到东移动迅速,全国大多数地区风调雨顺,阳光充足。新西兰全境属海洋性温带阔叶林气候。由于西风影响,西海岸年平均降水量为 1000—3000毫米,南岛西南沿海地区可达5000毫米以上;东海岸仅500-700毫米。 二、 考察内容 1.水文管理体制 澳大利亚水文业务由联邦气象局负责。联邦气象局在各州设有大区办公室,主要负责全国的洪水预报与气象研究;水文测报具体业务由各州政府、各大城市市政委员水道处、水务局或其它社区组织负责或出资实施。 2.水文测报设施 澳大利亚在水文测报方面已基本实现数据采集、数据传输、数据处理全过程人工与自动有机结合,确保数据正确有效。雨量、水位等观测点大多数分布在人口密集、开发程度较高的地区,各观测站点使用的均为比较先进的固态存贮器,存贮时间长度大约为1个月,现场采集到的雨量、水位等数据能在几秒钟内传到数据处理中心。野外观测站一般监测雨量、水位两个参数,重点站还监测水质、地下水位和含沙量。一般配置为基本水文要素传感器(气介式水位计、旋浆/旋杯式流速仪)、固态存储器和短波数传电台。其数传电台一般功率不大,在20W以下。 3.水文情报预报 澳大利亚是南太平洋上的一个大陆岛国,面积769万平方公里,有丰富的矿产资源,绝大部分土地不适于耕种,45%土地作牧场,养牛羊,有良好的植被,流域调蓄能力较强。澳大利亚政府对预防洪水极为重视,尽管全国出现洪灾的机率不大,但在人口密集地区都建立了完善的洪水预警系统,积极开展水文情报预报,建立较完备的工作手册和特征水文数据库。在预报方法上大多模拟历史洪水,并根据实测数据进行修正,在这一点上,与国内大体上一致,但由于澳大利亚河流较小,含沙量不高,河道情况相对简单,因而效果就较好。 随着计算机技术、地理信息系统和遥感技术的发展以及天气雷达测雨技术的日趋成熟和普及,人们开始从水循环过程的物理机制入手并考虑水文变量的空间变异性问题。即将流域细分成几十米到1公里网格单元,在每一单元内根据土壤、植被、土地利用情况进行垂向分层产流计算,平面上根据流域高程确定运动波传播方向并考虑与其他单元的水量交换的分布式流域水文(水循环)模型或称“白箱”模型的研究受到广泛重视。因为,只有分布式水文模型才能为真实地模拟现实世界的流域降雨径流形成的物理过程提供有力的工具,能客观地反映气候和下垫面因子的空间分布对流域降雨径流形成的影响。目前,以雷达测雨为输入,结合卫星遥感获取的流域信息研制的各种分布式流域水文模式已在欧洲国家的洪水预报警报和城市水资源管理上发挥作用。分布式流域水文模型将可能成为水文学研究的长期热点课题。 4.水文通信 澳大利亚通信较为发达,有微波通信、卫星通信、公用数据网通信和移动通讯,数据传输速度快,保障率高。特别是卫星通信显示了更强的优越性,其卫星通信系统设备灵巧,适应环境能力强,在比较恶劣的条件下也能保证正常工作。 5.水质监测 澳大利亚政府重视水质监测,每个州都有控制污染、保护水质的立法,但没有统一的排放标准。监测站点布设较多,设备都比较先进,而且能随时进行水质样品分析。监测项目也多,数据处理很快。 6.防洪 澳大利亚较严重的洪水主要发生在新南威尔士北部和昆士兰州南部。在对待洪水的态度上与我国有差异。他们有天然弯曲成“S型”的河道,重视湖泊湿地调蓄洪水的作用,有计划地开展移民建镇,动员蓄滞洪区内居民搬迁,让民众远离洪水,同时也给洪水保留足够的通道。 上述理念在悉尼的海湾河段的治理中得到充分体现。以后,政府在总结过去治理经验教训的基础上,摒弃了在河道两岸建防洪堤的传统作法,采取严格的措施保护湖泊湿地和天然河道外,这些国家从实际出发,努力建造“避灾型”社会防灾体系。如在城市布局时,他们将运动场、停车场、公园和休闲场所等不怕洪水或受洪水影响较小的设施和场所安排在低洼地,洪水来了损失不大,洪水过后照样可以使用。而重要的经济设施、居民区、办公楼等都建设在洪水淹没不到的地方,城市发展重点立足于“避灾”,河道两岸很少见到高耸的堤防。城镇建设成为“避灾型”的社会体系,经济发展为避灾型的经济模式。这些真正意义上的“人与自然和谐”的防洪理念值得我们借鉴。 三、 体会与建议 澳大利亚和新西兰的自然景观都是那么美,到处是树木、草坪、鲜花,天空特别蓝,空气也特别清新,使人感到人与自然确实是在和睦相处,一切都是那么和谐。通过对澳大利亚水文测报设施设备等情况的考察,结合国内水文工作的发展,现将我们的体会和所提出的建议汇报如下,供参考。 1、我省是一个洪灾比较严重的省份,为抗洪每年耗费大量的人力、物力。对待洪水,究竟怎样做才最经济、最合理,既能借其利,又能避其害?单纯依靠工程措施既不经济也不能根本解决防洪问题,10年一遇的防洪工程遇到50年一遇的超标准洪水难免受灾,50年一遇的防洪工程遇到100年一遇的洪水更难免受灾,如此等等。且工程的防洪标准越高,利用率越低。因次,有必要重新审视我们的防洪策略,实现从抵抗洪水到自然防洪的历史转变。 2、关于水文测报设施问题 澳大利亚作为后起的发达国家,十分重视水文测报在国民经济中的地位。在水文测报设施建设方面,一方面坚持使用国际先进设备,另一方面不断研究改进,始终把技术先进摆在首位。特别注重实用技术、成熟技术的应用。在数据采集、传输、处理的全过程中,采用世界上较先进的设备,保证了水文测报的顺利进行,水文站设施的建设采用环保、人性化的设计,在墨里河水文设施的考察中,发现使用的能源采用太阳能电池板主要安装在能折叠的柱子上,维修十分方便,设备不容易损坏,又与周围环境协调统一。 我省去年完成了600多座小(一)型水库的遥测设备安装,太阳能电池板,独杆雨量器一般安装在屋顶或支架上,能否借鉴这种实用的设计方式,安装在可折叠的钢管柱上,可避免设备被人为损坏,又便与维修。 在缆道测流的中,就测流设备和缆道的设计和我国差不多,不见得很先进,但很实用。 就缆道安装、测流及维收保养技术方面,我们与澳方专家进行了深入的技术交流。我国水文测报设施大多数是六、七十年代建设的,不同程度上存在设备陈旧、老化、失修等情况,由于投资力度跟不上,即使改造也不能完全使用先进设备,且在数据采集、传输、处理的衔接上往往不能配套,“有设备可能测不到,测到了有可能报不出”的情况都有可能发生。 3、关于洪水预报预警系统 全国的洪水预报业务主要由澳大利亚联邦气象局负责。澳大利亚开发了一系列先进实用的水资源管理实时监控软件。据介绍该系统具有以下功能:把GIS系统与互联网系统结合,层层反映控制区水资源分布与管理情况,能够通过菜单直接进入站点:实时监测水位、水量、水质、水温等情况,并进行自动记录;观测设备运行状态,计算机显示是否需要进行维护或更新等;进行信息的输入、存储、过滤,对数据进行分析,并显示和打印多种综述性图表和报告;通过数学模型对水资源进行优化调度和管理,为防洪与水资源优化配置提供决策支持。 对于防洪管理可以通过对洪泛河流水深和地形的查勘,形成洪水预报系统开发的基础,准备泄洪计划并估计最终的洪水破坏范围。雷达测雨,15分钟观测云层的变化,通过遥测、雷达、卫星数据,开发率定的降雨径流模型预测上游汇流区和支流的来水流量。对通过主要河流和洪泛区的流量线路进行水动力学模拟;根据GIS的整体性能显示洪水的范围并发出预警信号,估计最终的洪水损失,洪水预报系统的实时试验,水库运行模拟和优化调度以保证合适的蓄水量而不致发生洪灾损失,模型的进一步完善并与雷达、卫星及其它降雨预报工具相连,引进总体洪水预警系统、事故风险管理。 目前,我们的实时预报主要从降雨发生后开始,预见期为流域的汇流时间,今后是否可以采用雷达测雨,获得短历时暴雨所带来的预计降水(特征和强度)的主要信息,与洪水预报相结合,大大提高了水文预报的时效性,增长了预见期。 3、关于水文测报设备运行费用问题 澳大利亚水文测报设施大多采用电子仪器,尽管老化、损坏率较低,但每个站每年都有额定的运行费用,注重设备的维修保养。而国内水文测报设施只有建设费,运行费不落实,加剧了设备老化、损坏。 因此,应当借鉴澳大利亚的做法,落实水文测报设施运行费用,保证水文测报设施维修管理。 4、关于水文数据采集、传输、处理的配套问题 澳大利亚在水文数据采集、传输、处理的各个环节都采用了较为先进的设备和技术,并能配套使用,既保证了数据采集的准确性,又保证了数据传输的快捷性,还保证了数据处理的可靠性。得到数据是自动的,为确保证有良好的水文数据,进行人工检查,把自记记录纸上的自记线用读图仪等设备进行图形数值化处理。消除了人工读图的误差,又解放劳动力。而国内水文测报设施做不到这一点,数据采集由于设备老化,手段就显得落后; 数据传输问题较多,尽管在有线电话、短波电台基础上有所发展,个别站还配置了移动电话,但从普遍意义上讲,可靠程度仍较差;相对来讲,近年由于计算机技术的发展,数据处理方面发展较快。因此,要保证水文测报工作的顺利进行,必须加快这三个环节的配套建设。
2004年12月31日 |