黄河流域生态保护和水文测报体系的实践与思考

发表时间:2021/5/21   来源:《科学与技术》2021年第29卷4期   作者:程慧 张春玲
[导读] 由于目前黄河流域的生态环境问题突出,国家已经将
        程慧   张春玲
        泰安市水文局     山东泰安     271000

        摘要:由于目前黄河流域的生态环境问题突出,国家已经将黄河流域的生态治理与保护上升为重大国家战略。关于水文测报体系的建设发展,党中央也提出了新的治理政策。系统分析了黄河流域的生态环境情况与治理保护措施、水文测报体系建设等问题,结合水文建设的相关知识对水文测报体系的现代化建设提出了一些建议,并对黄河流域生态环境的治理保护和水文测报体系现代化发展做出了实践与思考。
        关键词:黄河流域生态;治理措施;水文测报体系;体系实践
中图分类号:TE121.3文献标识码:A
Practice and Thinking of Ecological Protection and Hydrological Forecast System in the Yellow River Basin
Abstract: At present, the ecological management and protection of the Yellow River Basin has become a major national strategy of our country, but the current ecological environment of the Yellow River Basin is still very severe; the Party Central Committee has also proposed new governance policies for the construction and development of the hydrological forecasting system. Systematic analysis of the ecological environment of the Yellow River Basin, governance and protection measures, hydrological forecasting system construction and other issues, combined with the relevant knowledge of hydrological construction, put forward some suggestions for the modernization of the hydrological forecasting system, and the ecological environment protection and hydrology of the Yellow River Basin Practice and thinking have been made in the modern development of the forecasting system.
Keywords: Yellow River Basin ecology; governance measures; hydrological forecasting system; system practice
0引言
        随着我国近几十年经济社会的发展需求和生产活动的过度开采,没有足够意识到生态环境的重要性,对生态造成了极大的破坏,我国当前的生态环境形势已经十分严峻[1-2]。
        国家目前已经意识到了治理保护生态的必要性,倡导建设生态和谐型社会,并加强了对生态环境的治理与保护力度,出台许多政策文件,采取相关措施加强生态环境治理与保护,同时兼顾社会生产发展。黄河流域的生态环境保护是我国生态治理工作的一个重要内容,我国目前针对黄河流域的生态情况,采取了诸多治理和保护的措施,围绕黄河的生态特征,展开了许多相关的实验工作,针对黄河流域生态保护的水文测报体系就是实验工作的其中之一。
        水文测报体系主要包括流域内的水文站、气象站以及水文自动测报系统和其他气象、水文监测系统与设备。水文自动测报系统主要包括信息采集器、水文监测器、传感器和通信设备等组成部分。卫星遥测站和信息中继平台主要负责信号信息的接收与传输,控制中心负责对区域内的信息进行分析处理和控制操作。水文测报系统监测的主要内容是流域内或监测区内降水量、蒸发量、大气湿度等气象要素,以及河流水位、流量、含沙量、潮汐状况、水质等水文要素;此外,还负责监测点的设备运行和工作等情况。
        水文测报体系的建立完善与所属流域的客观环境有着密切的关系[4]。因此,针对目前黄河流域的生态环境与治理保护情况,水文测报体系也随之进行调整改进,以便其能够与生态环境的变化相适应,充分发挥水文监测的功能,促进国家水文体系建设现代化和生态和谐型社会的形成。本文针对我国目前黄河流域生态保护和水文测报体系的实践进行了研究思考,并提出了有效的解决措施。
1黄河流域生态现状
1.1流域生态面临问题
(1)水土流失严重
        受自然和人为因素影响,黄河流域的水土流失情况越来越严重。随着人口增长和社会经济发展,黄河流域开发建设项目逐渐增多,修建铁路、公路、水利水电工程,开发矿产资源等人为活动不同程度地破坏了优良草的原始场和天然植被;矿业开采、过度垦荒以及对原生植被的滥砍滥伐,造成黄河源区植被大面积破坏,进一步加剧了水土流失,使本来就十分脆弱的生态环境日趋恶化[5]。
        在自然因素方面,受黄河流域气候、地质等客观条件影响,黄河流域的水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀等现象较多。根据调查结果显示,早在2010年黄河流域的水土流失面积已经高达45.6万平方千米,水力侵蚀程度可达58.7%;风力侵蚀约占24.3%;冻融侵蚀主要分布于上游地区,约占14.9%。与五年前的调查结果相比,水土流失程度明显加深,且变化速度也显著加快。严重的水土流失已经使黄河生态环境越来越脆弱,进而导致黄河流域自然灾害发生的频率上升,给社会生产生活带来了很大影响[6]。
(2)水资源短缺,供需矛盾突出。
        黄河流域多年平均水资源总量为719亿立方米,是我国水资源总量的3%,,但黄河流域人均水资源量只有647立方米,是全国平均水平的三分之一。黄河流域的水资源总量和人均水资源量形成鲜明对比,可见其水资源短缺情况之严重。黄河流域水资源开发利用率居于全国第二位,远远超过国际水资源开发生态警戒线。水资源的过度利用使黄河流域的水资源供需矛盾日益加剧,生态环境也随之恶化,地下水开采超标,黄河流量大幅减少,黄河流域的水资源形势十分严峻。
(3)水资源污染严重
        黄河流域是我国重要的农业区,其主要污染来源于农业、工业废料污染,包括化肥、工业废气、工业废渣等。2018年地表水水质监测结果表明:黄河流域优质水体比例为56.6%,比全国平均水平71%低14.4%;劣质水类比例为12.4%,比全国平均水平6.7%高出近一倍。劣质水含量居于辽河、海河之后,排在七大流域第三位。由此可见黄河水资源污染情况之严重[7]。
(4)水沙失衡,河道淤积
        黄河是世界上输沙量最大的河流,多年平均输沙量16亿吨,是长江的3倍。随着近年来黄河水资源减少,水土流失加剧,以及气候和人类活动等多种因素的影响,河道泥沙淤积严重。由于黄河流域城市建设已基本成型,黄河堤坝广泛建设,无法通过修改河道解决泥沙淤积问题,导致现在的黄河形成“地上河”,特别是下游地区地上河长达800公里。
(5)生态系统功能弱化。
        黄河流域由于受到多种因素影响,天然湿地的数量大幅减少,而后期为了治理环境建设的人工湿地面积增加。生态系统的自我调节修复能力减弱,流域内水循环变缓,水质量与大气质量下降;流域内植被大规模减少,再生能力也逐渐下降,土壤有机元素含量缺失;同时生物多样性减少,20世纪80年代至今,黄河干流水系鱼类减少70多种,国家保护鱼类、濒危鱼类减少50%。
1.2治理与保护措施
        (1)加强黄河流域退牧还草还林、封山育林、防风固沙、沙漠化治理和湿地保护与水源涵养等治理措施,提高黄河流域的植被覆盖率,降低水土流失和土地沙漠化程度,增强水土涵养能力,促进水土保持的可持续进行,有序实现流域内湿地环境恢复,进而促进黄河流域生态系统的改善与系统自我调节能力的增强[8]。
        (2)加强流域内重要生态地区的保护,建立黄河湿地公园和生态保护区,保护天然的湿地和植被不再受到污染破坏。针对黄河源头地区要着重保护水资源水质与自然生态环境,注重关注冻融侵蚀等因素导致黄河源头水土流失加剧;中下游需要加强生态环境修复和治理,逐步恢复自然生态,减少人类活动对黄河流域自然生态造成的破坏,同时还可以建设生态园区建,使生态环境与社会发展有机融合,贯彻新时代绿色发展理念。
        (3)加强黄河流域环保知识宣传。目前我国已经将黄河流域的生态环境保护上升为重大国家战略,加大了对黄河流域的治理与保护力度,并出台相关政策文件推进治理措施的落实。同时需要进行生态保护相关内容的宣传,增加群众和企业对黄河流域生态治理保护重要性的认知了解,建立良好的群众基础,有利于大范围的生态环境改善[9-10]。
        (4)加强黄河水污染治理,制定严格的水污染检测指标,严控黄河流域各地区废水、污水的排放情况;对污染源进行具体的排查,并加大污染处罚力度,要求相关部门加强对污染相关企业进行严格的监督,根据污染排放情况对其进行相应处罚,提高约束力,进而促进污染现象的进一步改善。
2黄河流域水文测报体系建设
2.1水文测报体系概况
        目前,黄河流域的水文测报体系已基本建成,包括水文站348处、水位站76处、雨量站1959 处;其中小浪底水利枢纽是水文测报系统建立较为完整,包括水文遥感站40个,水位站5个,中心站4个。黄河流域水文测报体系采用了卫星遥感监测和短波通信技术,能够实时监测流域内的降水与河流水文情况,及时反映上报异常的水文状况,以便准备充分应对洪水等情况。


        黄河流域水文测报体系的建设,在流域洪涝灾害监测、流域水资源状况监测、生态环境监管等方面发挥了积极作用,有利于周边社会生产生活的秩序稳定,为黄河流域灾害防治方面提供了有利信息,加强了流域生态环境监管和水资源合理分配的程度。但是,随着国家水利体系的建设发展,水力发电等大规模的水利工程建设不断开发,对流域内的生态造成了极大影响,同时也影响了水文测报体系的监测工作。并且随着客观环境条件的变化,水文测报体系也会出现监测异常等故障情况。
        而我国目前黄河流域的水文测报体系仍存在许多问题:
        (1)水文测报体系的相关监测设备较为落后,没有及时根据黄河流域的水文特征和生态环境变化对监测设备进行更新换代。目前大部分的监测设备仍为几年前的传统监测设备,设备的一些功能和属性无法满足当前水文测报体系的应用需求。随着当前智能设备的生产发展和广泛应用,水文测报体系的相关设备明显存在着智能化不足的问题,难以在较高程度上实现自动化操作,水文测报体系整体工作效率较低,浪费人力物力资源,不利于水文测报体系的现代化发展建设。
        (2)水文站及观测点数量相对较少。根据前文所述的黄河流域水文体系建设情况,其水文站数量并不算少。但是由于水文站建设的区域分布不平衡以及规模差异问题,导致黄河流域水文站的建设情况存在地域性差异,比如黄河源头地区由于地形和环境等原因,水文站建设数量较少,规模不大,正常发挥水文监测作用的水文站几乎只有地区水文站总数量的三分之一。对于降水量观测站来说,黄河流域面积广阔,气候差异也比较大,降水量区域差异明显,而黄河流域雨量站分布比较稀疏,这导致其对于降水的观测存在较大的区域差异,难以得到全面的流域降雨量监测结果。
        (3)水文观测站类型较为单一。黄河流域的水文站和观测点一般为水文站、降水量观测点、地下水观测点等,对于特殊气候区缺乏特殊水文观测点的建立。在黄河源头地区的地下水观测点数量也较为稀少,因此无法得到准确具体的地下水相关信息和流域内水循环的情况。而且对于高原冰雪覆盖地区,缺少特定的水文观测点,使黄河流域水文测报资料信息关于黄河源头区部分的内容缺乏较多。
        基于上述情况,为了进一步完善我国水文测报体系,需要结合黄河流域的实际情况,采用先进的水文监测设备,补充原有体系的不足,建设现代化的水文测报体系。
2.2现代化水文测报体系建设
        由于2020年夏季出现了大规模的洪水灾害,全国多地受灾,灾害预防的相关建设更加受到重视。十八大以来,党中央围绕水利建设问题展开了多次讨论,习近平总书记也提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水新思路,为了更好的贯彻治水新思路,水利部门更应该注重水文测报体系的现代化建设发展。
        水文测报体系的现代化建设,首先需要明确其总目标,加强水文测报体系的覆盖面,先进技术和设备的应用,提高体系的智能化,自动化,促进体系全方位均衡监测的实现,提高数据分析的精准度,进而实现水文测报体系的水文观测与灾害预防能力,满足我国经济社会发展的现实需求。围绕黄河流域生态环境状况进行水文测报体系现代化建设主要有以下几个步骤:
        (1)推进水文测报体系设备技术改革。上文提到黄河流域水文站建设较为落后,监测设备无法满足当前的应用需求。因此,首先要对水文测报体系的基础设施改进和完善,相关水利建设部门根据黄河流域的气候,地形和人口分布特征等因素,分析制定出合理的黄河流域水文测报体系建设规划方案,对监测缺失地区进行相关水文站建设,并有效控制水文站的建设规模,防止水利工程建设对黄河流域生态环境造成破坏。其次,针对落后的检测设备,应该根据黄河流域相关情况选取适用的新型水文监测设备,对落后机械设备进行统一的更新,同时应相应增加水文监测的内容,再根据黄河流域的水文变化和气候变化情况,适当增加关于水文特殊情况的监测;在应用设备上,完善传统的雷达与遥感技术的同时,还可以选用先进的声波技术,对黄河的水文情况、降水情况等进行更精细的监测,有利于整体提高水文测报体系的准确度和工作效率。
        (2)提高水文测报体系的整体服务水平。水文测报体系除了基础设施和应用技术之外,还需要具有一定专业水平的工作人员,现代化的水文测报体系需运用互联网大数据和云计算等高新技术,能够更高效更精准的对流域内的水文情况和环境状况进行监测与分析。为了更充分的发挥先进水文测报系统的作用,需要引入具有一定专业能力的新型人才,能够正确操作完成水文测报系统的相关任务。此外,还应制定完善的员工管理制度,适当提高人才选取要求,并对在职工作人员进行定期的职业能力培养与绩效考核,以保证水文测报相关工作的完成度,进而提高水文测报体系的整体服务水平。
        (3)深化水文测报形式改革。传统的水文测报技术和方式已经无法满足当前的监测测需求,相关水文管理部门应推进水文监测技术和监测方式的改革,打破传统工作模式的束缚,根据水文测报的相关经验,结合流域内的实际情况,对工作模式进行相应的调整改革。增加相关工作项目,积极开展紧急状况应对演练,提高工作人员面对应灾害的反应与防御能力,提高团队的专业性。加强对水文检测工作的监督力度,提高水文测报体系的工作准确度。同时加强与政府部门和相关机构的合作,加强与政府相关部门的联系,增加政府的关注度和投入力度,有利于推动水文测报体系的技术更新和事业发展。
2.3保障措施
        为了更好的保障黄河流域水文测报体系的现代化建设,相关水利部门应采取相应的手段措施加强水文测报体系改革的保障力度,推动现代化水文测报体系的进一步落实和推广。
        加强水文监测技术创新。政府和相关部门应相应加大对水利相关建设的投入力度,保障水利建设能够得到政府的资金与政策支持。技术研发部门要根据技术发展方向和水文测报的具体情况进行技术创新,研发新型的水文监测装备和相关应用设施,并进行严谨的实验,保证设备的应用性能良好才能投入运作和技术推广。先进技术和设备的应用是保障我国水文测报体系先进化、智能化的技术基础,在体系建设中占据重要地位。
        加强人才培养和队伍建设。人才建设是水文测报体系建设必不可少的一项任务,专业化的人才队伍能够最大程度的发挥水文测报体系的工作效果,较大幅度的提高水文测报事业部门的工作效率。对于先进化的监测技术,专业性的工作人员能够更快速熟练的掌握工作技能,工作状态和任务完成度也相对更高,失误率也相对较低,有利于保障监测结果的准确性。同时,还要加强人才队伍建设,制定相关考核规则和培养策略,不断提高工作人员的技术能力和职业素养,增强团队整体能力和凝聚力,推动水文测报事业的发展。
        加强水文测报体系监管力度。政府需要加强对水文测报体系相关事业的监督,对其发展进程和工作情况进行监督引导,以贯彻国家水利建设新政策。倡导地方组织或群众加强对水利建设情况的监督,全面的改善水文测报体系的工作状态,防止出现水文测报工作单位不作为等情况,使水文测报体系能够实现全面的水文监测,以确保水文监测的任务全面完成。
3生态保护和体系建设的实践与思考
        根据目前我国关于黄河流域水文测报体系的建设情况,我国已逐步开展黄河流域的治理与保护项目,并对水文测报体系的基础设施和相关技术应用进行了改善。
        针对黄河流域的生态情况,国家制定了全面的治理保护政策,有格局有顺序地推进治理任务的进行。针对水沙不协调问题,建设综合型水库调节水沙分布;退耕还林还草,提高流域内的植被覆盖率,降低水土流失程度,进而削弱泥沙淤积堵塞河道额情况。对于水资源短缺问题,国家将节约水资源作为刚性要求,态度强硬地号召水资源节约和合理利用,同时加快南水北调和水库等水利工程建设,加强水资源均衡和地下水恢复,缓解区域性水资源短缺问题。
        在水文灾害防治方面,我国改善了流域内水文站和测报体系建设,更新了相关监测设备,提高了其监测灵敏度和精准度,能够提高关于水文灾害的测报结果准确度,对于突发灾害也能够较为精准的预测并及时作出灾害应急反应,能够尽可能的减少社会经济损失,维护社会秩序稳定和国家经济的持续发展。
        但目前的水文测报体系现代化建设仍处于初级阶段,为了实现国家的政策目标,仍需要各部门长期的努力,黄河流域生态环境的治理与保护也有很长的路要走,这需要全社会的共同努力。
4结束语
        本文主要对当前我国黄河流域的生态环境状况和水文测报体系的建设情况进行了分析研究,对于我国关于黄河流域生态环境治理保护和水文测报体系现代化建设的实践情况进行了思考并提出了相关建议,希望本文研究的内容能够为我国水利建设提供一定的价值参考,推动我国水文测报体系现代化建设的的实现。
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