心得體會(huì)：黃河流域降水量觀測(cè)若干問(wèn)題調(diào)研與思考

心得體會(huì)：黃河流域降水量觀測(cè)若干問(wèn)題調(diào)研與思考降水量是最基本的水文要素，降水量資料是防汛抗旱、水資源管理、水工程運(yùn)行等的基本依據(jù)，是水文預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、水文分析計(jì)算、流域及區(qū)域水利規(guī)劃等的重要資料，是氣候變化、水文情勢(shì)變化、產(chǎn)流匯流機(jī)理、侵蝕產(chǎn)沙機(jī)理等基礎(chǔ)科學(xué)研究的基礎(chǔ)資料。黃河流域降水量觀測(cè)的基本現(xiàn)狀雨量站網(wǎng)不斷發(fā)展變化。黃河流域采用現(xiàn)代科學(xué)方法觀測(cè)降水量最早始于1912年的X泰安站。1935年雨量站數(shù)量達(dá)到新中國(guó)成立前高峰，有190處，到1949年又減少到45處。新中國(guó)成立后，降水量站迅速增加到1951年的213處。1986年是歷年降水量站最多的一年，為2488處，1990年降為1925處，此后又有所恢復(fù)，至 2010年為2210處。降水量采集與記錄方式不一。目前，黃河流域降水量信息采集方式主要有雨量計(jì)（人工）、虹吸式（自記）、翻斗式（自記） 3種；降水量信息記錄方式有普通自記（自記紙）、固態(tài)存儲(chǔ)、人工記錄、自動(dòng)測(cè)報(bào)等。前期的自記雨量計(jì)主要是虹吸式，黃委水文局于2002年前后開(kāi)始大批量使用 JDZ型固態(tài)存儲(chǔ)雨量計(jì)。在2010年的2210處降水量站中，翻斗式自記雨量計(jì)最多，有1305處（其中固態(tài)存儲(chǔ)自記雨量計(jì) 1266處，自記紙自記雨量計(jì) 39處），占總降水量站的59%；虹吸式自記雨量計(jì)有 186處，占總降水量站的 8%；人工雨量器有719處，占總降水量站的 33%。黃河流域人工雨量站仍占三分之一，上游區(qū)該比例高達(dá)46%。虹吸式自記雨量計(jì)的比例為 8%，主要分布在黃河上游地區(qū)。在2210處降水量站中，只有2個(gè)站使用口徑為11.3厘米的虹吸雨量計(jì)，其余降水量站口徑均為20厘米；85%以上雨量計(jì)口的安設(shè)高度為70厘米，其余站的安設(shè)高度為90厘米、120厘米等；黃河流域目前采用翻斗式固態(tài)存儲(chǔ)自記雨量計(jì)分辨率為0.2毫米，其余分辨率均為0.1毫米。黃委水文局及流域?。▍^(qū)）約有 80%以上的降水量站采取不同形式委托方式進(jìn)行降水觀測(cè)，并由附近水文站（或勘測(cè)局）技術(shù)人員負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)和業(yè)務(wù)管理，每年汛前去各雨量站進(jìn)行檢查和業(yè)務(wù)輔導(dǎo)，汛后進(jìn)行資料收集等。降水量觀測(cè)存在的主要問(wèn)題近年來(lái)，水文監(jiān)測(cè)有了較大發(fā)展，為流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了有力支撐，與此同時(shí)，水文監(jiān)測(cè)本身也面臨諸多新問(wèn)題，主要反映在兩個(gè)方面，一是新技術(shù)、新儀器設(shè)備的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了與傳統(tǒng)觀測(cè)成果一定程度的不一致問(wèn)題，二是水文監(jiān)測(cè)環(huán)境朝不利的方向發(fā)生變化。反映在降水量觀測(cè)方面，又體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，站網(wǎng)密度偏低。截至目前（以 2010年為代表，下同），黃河流域共有雨量站2210處，每站控制面積 360平方千米，該密度小于《水文站網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定的每站控制面積 300平方千米，更小于世界氣象組織推薦的最稀密度每站控制面積100～250平方千米的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)黃河流域而言，站網(wǎng)密度偏低帶來(lái)的主要問(wèn)題有：難以發(fā)現(xiàn)真正的降雨中心，難以確切掌握降雨的空間分布，對(duì)徑流、洪水、泥沙等成因分析產(chǎn)生困擾，給暴雨洪水、降雨徑流等模型的應(yīng)用帶來(lái)偏差。第二，人工觀測(cè)任務(wù)仍較大。在 2210處雨量站中，尚有人工雨量站 719處，占總雨量站的33%。這些人工雨量站大多是對(duì)比觀測(cè)所用，但也有部分為純?nèi)斯び^測(cè)站。截至目前，黃委水文局尚有 16處純?nèi)斯び^測(cè)雨量站，全部在上游測(cè)區(qū)。另一方面，由于黃河流域地處北方地區(qū)，因降雪、冰凍等原因，除個(gè)別試驗(yàn)用加熱式自動(dòng)雨量站外，其他雨量站在冬季均采用人工觀測(cè)，采用稱重法觀測(cè)降雪，人工觀測(cè)的任務(wù)仍較大。第三，全年報(bào)送雨量的站偏少。由于冬季觀測(cè)困難，加之流域降水主要集中在汛期，且徑流、洪水、泥沙等過(guò)程基本發(fā)生在汛期，大部分雨量站只在汛期報(bào)送雨量。截至目前，全流域全年報(bào)送雨量的只有 155處，全部為水文站，其中，黃委水文局所屬站為 87處。第四，不同類型雨量計(jì)觀測(cè)資料存在偏差。由于底部泥沙沉積、雨中含沙、雨大時(shí)翻斗內(nèi)余水留存等原因，固態(tài)存儲(chǔ)雨量計(jì)觀測(cè)結(jié)果有偏大的可能性，與人工和虹吸兩種雨量計(jì)觀測(cè)成果存在一定程度的偏差。第五，安裝場(chǎng)地與安裝高度影響觀測(cè)精度。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和雨量站的增多，降雨觀測(cè)場(chǎng)地難以保障，新增雨量站大多采取了豎桿形式，更有甚者，為數(shù)不少的雨量站安裝在民居屋頂。據(jù)觀測(cè)，當(dāng)屋頂風(fēng)速在3米每秒時(shí)，降雨偏小10%；風(fēng)速5米每秒時(shí)，降雨偏小 20%；風(fēng)速7.5米每秒時(shí)，降雨偏小 30%。由于當(dāng)前的民居大多為2層及以上的樓房，降水量系統(tǒng)偏小的問(wèn)題更應(yīng)引起注意。第六，多套自動(dòng)觀測(cè)設(shè)施并存。由于項(xiàng)目來(lái)源不同，部分站存在多套雨量自動(dòng)觀測(cè)設(shè)施并存且同時(shí)運(yùn)行的現(xiàn)象，對(duì)觀測(cè)成果形成干擾。第七，委托觀測(cè)費(fèi)用偏低。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和農(nóng)村生活水平的提高，現(xiàn)有委托觀測(cè)費(fèi)用已缺乏吸引力，委托觀測(cè)員難尋的現(xiàn)象普遍存在。對(duì)策與建議本人在對(duì)河南測(cè)區(qū)和中游測(cè)區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察和調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合水文局以往相關(guān)分析和總結(jié)進(jìn)行收集整理分析，提出以下對(duì)策和建議。第一，繼續(xù)增大雨量站網(wǎng)密度。由于黃河流域降雨空間分布極不均勻，目前雨量站網(wǎng)密度雖有較大提高，但仍不能滿足監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)要求，因此應(yīng)繼續(xù)增大雨量站網(wǎng)。按照《水文站網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)每站控制面積 300平方千米，黃河流域雨量站應(yīng)達(dá)到 2510處左右，而要達(dá)到世界氣象組織推薦的最稀密度每站控制面積100～250平方千米的標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)達(dá)到 3000～7500處。近年應(yīng)首先達(dá)到《水文站網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定的密度標(biāo)準(zhǔn)，然后逐步向世界氣象組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)靠攏。第二，提高雨量監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度。雨量監(jiān)測(cè)自動(dòng)化是發(fā)展方向。雖然當(dāng)前普遍采用的JDZ型固態(tài)存儲(chǔ)雨量計(jì)尚存在一定問(wèn)題，但對(duì)比觀測(cè)結(jié)果表明，其誤差在可接受范圍，同時(shí)隨著雨量計(jì)不斷改進(jìn)，精度應(yīng)越來(lái)越高。只要管理到位，就可以很大程度上克服儀器的缺陷。因此，應(yīng)采取積極措施，逐步將人工觀測(cè)雨量站升級(jí)為自動(dòng)雨量站。第三，開(kāi)展不同高度雨量對(duì)比觀測(cè)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，雨量觀測(cè)場(chǎng)地難以保障的問(wèn)題會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，桿式雨量計(jì)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普遍，而在民居屋頂安裝雨量計(jì)的現(xiàn)象也難以避免，因此，當(dāng)務(wù)之急是在有條件的雨量站（如水文站）進(jìn)行不同高度雨量對(duì)比觀測(cè)，為資料處理和指導(dǎo)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。第四，積極開(kāi)展自動(dòng)雨雪量計(jì)研發(fā)和推廣。對(duì)黃河流域而言，由于降雪和冰凍影響，基本沒(méi)有全年自動(dòng)觀測(cè)降水的雨量站。由于技