我国水文水资源的科技摇篮

葛维亚 最后编辑于 2022-07-28 09:00:41
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                                               我国水文水资源的科技摇篮                                                                                                 

                                                                                              葛维亚

在我国水利水电科技领域内,长江水利委员会(简称长江委)业务和学术实力以及影响力不容小视。它得天独厚,集水行政管理、水环境执法、水资源管理、工程监理、测量查勘、流域规划、巨型枢纽设计、科学研究、模型试验、水平衡研究、水循环试验、教育培训于一身,人才济济,硕果累累,名震中外。享受国务院政府特殊津贴的专家200余人、在职教授级高级工程师330多人。仅就长江委所属的长江科学院和水文局两个部门统计,获得硕士和博士学位的人员约380人。半个多世纪来,长江委荣获国家级、省部级各类奖励300余项,其中包括国家科技进步特等奖、全国最佳工程设计特奖,全国优秀工程勘察设计金奖,国家科技进步一等奖等。

位于武汉解放大道1863号的长江委不同于单一科研部门,它集约化程度高,1+1超值效应明显,又面临一线,六十年来面对着荆江分洪、葛洲坝、三峡、南水北调(中线)、隔河岩、水布垭等世界级水利水电工程勘测设计压力,激发了攻关克难的能量,大大拉近了理论和实际的距离;它有别于高等学府,不单是“留声机”、“复印机”、“订书机”,人才3D“打印”机,也是智能“AutoCAD”和SAI(Super Artificial  Intelligence)精英培养基地,创新能力强,具有潜在的科技活力。

长江委水文水资源方面的实力雄厚,成绩斐然。在推动我国科技发展上,成为了水文频率统计、设计洪水、可能最大暴雨及洪水、水文产流及汇流、水文预报、水文单值化、河流泥沙、水文缆道、计算机软件开发、水文数据库研制与应用等许多专题的研发基地和专题研究的组织者与带头人。在提升我国水文水资源科技水平上,起到了不可替代的作用。在这个大家庭里,与水文水资源有关的科技部门众多,包括有水文局、水资源保护局、勘测设计院、长江科学院等。他们承担着水文水资源全覆盖的测验、勘测、规划、设计、专题研究、水文实验、技术革新等诸多项目。其中不少成果处于全国甚至世界领先水平。技术人员的主体意识是,不单要引进诸如蒙特卡洛试验确定统计计算参数,或利用国外数学理论结合中国资料数据做“习题”的仿效方法,更要创新,更要“进口转外销”,使中国水文水资源走向世界。

站网建设及水文测验

水文测验站网直接收集与水位、流量、沙量、水质、降水、蒸发、地下水等有关的信息资料。缺乏这些资料,任何水利水电建设都成为无米之炊。资料的数量、质量以及时空分布直接影响工程的质量和效益。

1949建国后,长江委相继恢复、发展了一批水文测站。到1955年,全流域共有各类测站1614处。1958年全流域共有水文站703处,水位站485处,雨量站1832处,实验站27处。全长江流域水文基本站网的规划和建设工作走在全国前列。

葛维亚系长江委退休职工,曾担任水文技术研究所总工,教授级高工,全国水文数据库专家组成员,国务院专家政府津贴获得者。电脑电子信箱为geweiya@hotmail.com     。

 

为了提高采集数据的仪器质量,建国初期长江委开设了南京水文仪器厂(水利部南京水利水文自动化研究所前身),对测深仪、测沙仪、流速仪进行研制。长江委修建的流速仪檢定槽,是我国修建最早的大型检定槽之一,它于1955年底开始进行大量檢定试验工作。承接了长江流域各省以及其他省区的檢定任务。1958年由于试制成功流向仪,超过苏联海洋(流速)流向仪的水平,曾获苏联电站部奖状和奖章。

1953年9月,建成长江第一座岸上操作的水文测验缆道;1957年7月,长办水文处在武汉试验成功无线测流器。1956年9月在嘉陵江北碚水文站架设完成的水文测验岸上操作电力驱动缆道,是我国第一次在大江大河上自行设计建造,其铝鱼重量达700公斤,能在数十米水深情况下施测7米每秒以上高流速,这在国内外都是罕见的。仙桃水文站的电动测流缆道,在技术上又有创新,实现了定位,测速,测深,取水样程序控制。为了满足葛洲坝工程施工建设和截流的需要,一一攻克了水面流速流向和水下流向观测、泡漩观测、航线观测、卵石推移质测验、截流龙口高速测验等技术难题。泥沙采样器的研究处于国内领先地位。后来受水电部委托起草有关规范。

长江委研制的长Y78型沙质推移质采样器,曾经在国际会议上交流,获得好评。由于它的采样效率比较高,保持国内领先,沿用至今已有30年的历史。

1956年在重庆建立蒸发实验站,填补了我国空白。对各种蒸发器作对比研究,为全国标准仪器提供依据。

1960年前后,长江委所属丹江口水文试验站、荆实站对水下悬索曲线及偏角进行改正研究,通过建立悬索曲线微分方程,并求得解析解。同时依据偏角沿垂线分布,针对铅鱼落于床面的悬索曲线、带导线的悬索曲线等不同情况,找出曲线导数与偏角关系、,推求出各种曲线长度及偏角改正等,并得到了大量实际资料验证,此项成果达到国际领先水平。 

1995年12月,水文局研制的大量程水位计通过国家科委鉴定,达到国际领先水平。

1978至今,利用单值化技术在长江干支流很多测站上,大大精简了测流次数,变革了间测、巡测等测验方式,明显节省了人力、物力、财力。使站网布设更加科学合理。

电子计算机的应用

上世纪七十年代中期,长江委水文局在我国第一代电子计算机DJS-6(电子管计算机)上,对水文资料进行整编和刊印,并在全国水文系统推广。同时在水文计算、预报等领域也利用DJS-6机编写程序代替手工计算。上世纪八十年代初期,又利用第三代半导体微机,研制水文整编程序、水文单值化程序、水文水利计算程序在全国推广使用,程序设计中,较其他单位更早的引用了渐消记忆最小二乘法、最优化理论(黄金分割法、爬山法等)以及线性逐步回归等数学方法,通过研究提出切合实际的优选目标函数、优选范围和精度要求。该项成果处于全国领先地位。上世纪八十年代初期,使用属于第三代的微机研制水文资料整编软件、水文单值化计算软件、水文水利计算软件,在全国推广,受到欢迎,微机开发应用处于前列。八十年代中期,使用VAX11计算机开发水文预报、气象预报、水文计算、河床演变、水库泥沙淤积分析、水质及水资源检测软件,也处于全国领先水平。

1986年开始,长江委水文局承担了国家水文数据库的规划、设计、开发及建库试点工作,在VAX11计算机上建立了关系型长江水文试点数据库(RDB),这也是在全国同行中最早建立的大型数据库之一。试点建库经验向全国推广,效果明显,曾获得长江委科技进步一等奖。

受水利部水文司委托,长江委水文局承担了全国水文测站编码试点任务,对测站编码中,以充分利用数码资源为基础的编码原则进行了论证。长江委水文局同时又承担了数据库表结构设计、数据库逻辑设计、计算机数据录入格式标准等研制工作,受水利部水文司委托,多次培训全国人员,编写几十本技术文档和教材。主持全国数据库软件选型论证,数据库功能和数据装载的研制及测试工作。数据库表结构设计达到国际领先水平。表结构技术在国内被不少其他行业效仿或借鉴。

水利化影响研究及应用

1959-1969年长江委在四川绵阳所属的德阳市建立了凯江径流实验站,技术人员约35人,主要承担人类活动对三峡工程的影响研究,同时对水循环、水平衡以及径流形成进行探讨。长江委与六个单位合作,在分析凯江径流实验站资料和外业调查的基础上,提出了《长江三峡以上地区水利化对径流影响研究》一书,成为全国经典。其中1959年推出的先后对比、平行对比、径流还原计算等方法被全国广泛应用。此外,利用径流实验站丰富资料,得到广泛应用的土壤蒸发计算方法。

1966、1971对四川和湖南、湖北广泛的水利化调查基础上,分别选择大、中、小典型流域进行了水利化平行对比和前后对比计算以及径流还原计算,证明所采用的一些方法具有一定的可信度和使用价值。在此基础上,通过海量计算,提出了《长江上中游地区水利化调查报告》、《长江三峡上中游地区水利化对径流影响报告》,《水利化影响指标分析报告》。从1966年开始,推广了不同类别影响指标计算方法、水量平衡、长藤节瓜垮坝计算等计算思路。科学的归纳出人类活动对径流影响的几种类型及其影响定量指标。这些概念及方法被全国广泛应用,同时被写入高校教材之中。这一成果处于世界领先水平,受到许多外国研究机构和专家的肯定。

水文频率统计研究及应用

1958年水文权威刘光文、金光炎等与长江委技术人员合作,在武汉长江委所在地,对水文频率计算进行探讨,对适合我国实际情况的水文频率统计方法进行研发和梳理,提出了水文统计学科的体系框架。此后三十多年的时间里,大学和中专有关教材没有实质性的突破这一框架。

上世纪六十年代,长江委水文局在我国较早的提出根据二维条件概率分布和马尔可夫随机过程推求径流年内分配、年径流及洪枯水长期预报等思路。长江委水文局对频率计算参数的计算误差、随机误差,经验频率公式的形成和实用性进行独辟蹊径的探讨,其中一些观点,在1975年郑州设计洪水规范研讨会上,受到我国水文统计第一权威金光炎的肯定。

上世纪七十年代,借鉴最新的概率统计理论,对特大洪水在系列中的科学定位提出新方法,从而进行频率计算,提高了计算精度。这一方法被广泛使用(具体方法详见《水利工程实用水文水利计算》)。

1959年1977至间,公开出版与频率计算有关的常用图表三本。

1964 年长江委水文局为长江工程大学水文专业编写了教材“水文统计概论”,在同类专门教材中早于其他高校,在内容上多出了用于年径流和径流年内分配的二维变量概率分布和条件概率,用于年径流、设计暴雨、设计洪水过程线的随机过程。

可能最大洪水研究及应用

长江委是可能最大暴雨PMP、可能最大洪水PMF的研发地,在国内最早介入此领域的研发工作。1958以长江委为主,联合国内有关单位共同攻关,在全国提出了一整套计算方法。有鉴于此,1965年水电部规划设计总院委托长江委水文局开办水文气象研习班。培训全国各水电设计院技术骨干。此次研习活动深入介绍了国内设计成果,进一步学习国外先进技术,研讨今后的攻关方向和重大技术课题。在此基础上,对有关问题分类加以总结。为全国开展可能最大暴雨、可能最大洪水研究和推广应用提供了系统的文献资料五本,同时也培养了一批骨干力量。长江委的有关方法,在1975年发生“758”特大洪水后的水库安全符合中被广泛使用。详见附件1“我国最早的水文气象研习活动”一文(可以下载)。

水文单值化研究及应用

上世纪七十年代开始至八十年代初期,研究探讨了水文单值化理论依据、所需资料、计算方法、适用条件、精度分析、具体应用等。三十多年来在资料整编、水文计算、水文预报以及改变外业测流方式或减少测验次数上,发挥巨大经济和社会效益。三十多年来研究与应用热情不减。至今在国外网页上仍然刊登着英文版原创论文。方法与应用在国内外影响深远,处于国际领先水平。详见详见附件2“开创水文单值化技术纪实”一文(可以下载)。

流域汇流研究及应用

长江委1963年提出了长办汇流曲线,并根据布阿松分布、不完全Γ函数,先后制定出正整数、一位和二位小数的汇流系数查用表(详见《中小型水利工程水账计算方法讲义》一书附表12)。长办汇流曲线避免了世界上最流行的苏联加里宁汇流曲线在n=1时的错误。是一种全新的汇流模型。通过十几年的研讨,这一模型不仅在河段汇流上可以应用,而且在流域汇流上也可以应用。不仅可以用于出口断面推流,也可以用于入库洪水推流。参阅“用多维线性汇流系统研究入库洪水与坝址洪水的关系”一文(“人民长江”1994年 005 期)。

长江委水文局对于1961年基于马斯京根发推出的华水汇流曲线研究后发现。该方法建议从出口断面向上游推算的方法,当演算的河段数大于4时,求解联立方程组时很困难很费时(因当时尚没有电子计算机),误差也很大。马斯京根法本身可以从上游开始,向下游按线性叠加,逐一求解的方法,求得非常容易和准确定汇流系数。这一思路得到了赵人俊的赞同,参阅“我在水文汇流应用研究中的一段往事”一文(自然科学网)。长江委为河海大学赵人俊教授制定了华水汇流曲线查用表(详见《中小型水利工程水账计算方法讲义》一书附表13)。

早在60年代初期,长办翻译并介绍了J.E.纳希瞬时单位线原理和应用成果后,对这一新模型进行了深入研究。发现该模型实质上为不完全Γ函数。而经验单位线、长办汇流曲线与瞬时单位线属于同一种模型。瞬时单位线又是马斯京根法在X=0时的特例。基于这一认识,通过数学推导,得出了各种汇流模型参数的解析关系。也是基于这种认识,对国内某些研究机构对各种汇流模型采用实际资料作对比分析,比较其优劣,长江委人员认为完全没有不要,因为它们属于同一种模型,比较接结果,不能说明它们的实质差别,而是在比较计算误差。详见“对线性汇流某些问题的探讨”一文(科学网)。这一研究成果在上世纪六十年代,处于国际尖端水平。

上世纪70-80年代,长江委大力向全国推广纳希瞬时单位线。去全国有关单位介绍瞬时单位线原理及计算。1978年,在研究瞬时单位线中,从原理上解读了纳希汇流模型的脉冲输入不在流域上游河源处,而在流域重心处。由此推出改正纳希汇流模型的新方法,解决了所有纳希汇流模型得出的洪峰往往偏小,流量过程往往滞后的问题,提高了计算精度。详见“纳希汇流模型的应用与改进”一文(水文狮子林网站)。

1978年开始,长江委水文局就滞后汇流模型进行探讨,这一时期,借用国外“渠道加水库串联”模型,提出滞后单位线公式,或采用经验的时间后移法得出滞后单位线公式,或从S曲线数学公式加刚性后移推求滞后汇流模型参数。这三种途径,从不同角度出发,却殊途同归。计算精度明显提高。详见附件3“我在水文汇流应用研究中的一段往事”一文及附件4“对线性汇流某些问题的探讨”一文(均可以下载)。

河床及泥沙研究成果

建国以来长江委科学院通过工程实践,原型观测调查、理论分析计算、泥沙模型试验研究。对泥沙来源与特性、水流泥沙运动、河道演变与整治、水利枢纽工程泥沙问题、数学模型与物理模型试验研究、试验设施等进行深入研究。研究成果的深度和广度,理论和实践,远远超出世界水平。详见“长江河流泥沙研究三十五年”一文。

其中1964年采用力学与随机过程相结合的方法,对泥沙运动统计(随机)理论进行了研究,在理论上有所创新和突破,把这一学科推向前所未有的高度,具有极高的学术价值,获得国际专家高度评价。详见“长江河流泥沙研究十年”一文(可以下载)。

历史洪水的研究及应用

建国以来,特别在1954年长江发生特大洪水之后,长江委组织了流域主要河流的历史洪水调查、估算和汇编工作。长江委采用现场调查和文献考证相结合的方法,自上游四川省宜宾起至下游安徽省大通止的长江干流,先后进行了10次较大规模的历史洪水调查,查得大洪水年份60多个,洪水点据2800余处。宜宾至宜昌沿江两岸记载有洪水资料的碑刻、岩刻146处,指认洪痕253处。其中记载1870年特大洪水的碑刻、岩刻达91处,其数量之多,实为国内外罕见。长江上游1870年特大洪水就是通过大量历史文献和文物资料的考证而查明和计算出来的,它在三峡安全设计和长江中下游防洪中起到至关重要的作用。

在长江流域内,对771个河段,3042次历史特大洪水进行调查和历史档案查询。经鉴别、判断,类比、筛选,整编、估算,汇编成一部“长江流域历史大洪水调查资料数据集”文档,其中包括调查基本资料、洪峰流量计算、整编情况说明、河段基本情况等。

根据1987年水电部和三峡工程水文专家认证组的建议,“长江三峡工程古洪水研究”课题由河海大学与长江委协作进行。调查工作于1990年10月。课题组人员在三峡河段考查沉积剖面数百处,共取得古洪水沉积物样品92个。根据国家地震局碳14实验室的年代测定,河海大学的颗粒分析,江苏省冶金所的重矿物鉴定,分析沉积物采样点的水位、推算洪水流量。成果表明在三峡坝区,距今2500年来,没有发现比1870年更大的洪水。经水利部组织全国专家鉴定,认为成果达到国际先进水平。

长江及我国历史特大洪水调查与分析成果,是世界上独一无二的技术遗产。对它的研究远远走在世界前列

算水账方法研究与推广

长江委水文局在上世纪七十年代,在广泛收集与总结了长江委和我国其他单位中小型水利水电工程水文水利计算方法基础上,于1975年编写了《中小型水利工程水账计算方法讲义》,并举办培训班,普及水账计算方法。该讲义体系完整,涉及的工程应有尽有,内容全面,在排涝和灌溉水文水利计算公式与方法上有所创新,讲义中增加了施工、航运、工程管理运用水文水利计算内容,在一定程度上,填补了空白。在讲义里首次向全国刊布了长办汇流曲线、华水汇率曲线查用表,使这两种汇流模型的大规模普及应用成为了可能。全国省、地、县三百多个水文部门和水利水电设计单位来函索取,很快被索取一空。不少单位经使用后来信说,该讲义是全国同类书籍中最新颖,最全面,最实用,最好用,水平最高的一本书。建议正式出版发行。1982年,由水利出版社更名为《水利工程实用水文水利计算》,正式发行。由于供不应求,在1983年第二次印刷出售。

水文预报学科发展  

长江委自成立以来,极为重视水情预报工作。几十年来水文预报理论和技术得到迅速发展,有些项目跻身于世界先进行列。

1979年出版的《水文预报方法》一书,在总结上世纪50-70年代长江洪水预报技术和经验的基础上,结合吸取国内外先进理论和方法,再经实践后写出的。内容最全,方法最新,贴近实际,文图并茂,体现了长江委在水文预报方面一流实力。发行后深受全国欢迎。详见《长江水位预报事业五十年》一文(长江志季刊 2000年第二期或中国期刊征稿网或东莞图书馆)。此书获得全国首届评选的1977-1981年全国优秀科技图书奖。

上世纪七十年代末期,长江委在全国最先推广和应用滞后瞬时汇流模型。八十年代开始,在长江洪水预报中证明,洪峰和洪水过程的精度高于其他方法。该方法刚刚向全国推广时,著名高校和权威机构一些专家持有不同看法,经长江委多次实际预报得出的结果,他们终于认可了这一方法的先进性。

1980年以来,长江委将美国萨克拉门托流域模型应用于我国汉江唐白河宋庄流域。通过计算分析和对比,总结了该模型特点、影响预报精度的因素、适用条件等。长江委是我国接受、使用和推广“预报模型”概念与方法最早的单位。传统的洪水预报技术多建立在经验相关的基础上,近代随着系统论、信息论、控制论等在水文司的应用,长江委主持开发研制的长江专家交互式洪水预报系统,使现代的实时信息显示方法,均在电子计算机上完成。这一探索处于国内领先地位。

1999年长江委有关人员出版了《现代洪水预报技术》专著。该书以长江流域洪水的实践为主体,紧密跟踪国内外七八十年以来洪水预报技术进步的动向,总结了近20年来在推进长江洪水预报技术现代化方面的研究成果。将现代系统理论、计算机技术与洪水预报有机地结合起来,以大量的仿真试验,实际算例及生产上应用的新技术、新方法为素材,深入剖析了在洪水预报中使用的系统预测科学和一系列新技术方法的实质及精髓,介绍了一大批在生产实践中成功应用的实例。该书以内容全面,理论扎实,技术前瞻,切合实际,产学研兼顾,成为我国业界的经典巨著。

经过几十年研究与实践,长江实时洪水预报系统不断得到发展。系统采取气象模型(提供定量降雨预报)与水文、水力模型相结合的方法,并结合预报员经验分析,为长江上主要站点提供实时洪水预报。采用的模型包括气象模型MM5、水文模型(新安江模型,API模型)、水力模型(马斯京根方法)、统计学模型(如相关关系法和“大湖演算法”)以及MIKE11模型。  详见“长江实时洪水预报系统”一文。

2005年,长江水文118个中央报汛站实现了自动报汛,把以前每天1-2次人工报汛变为现在每天4次自动报汛,若需加密报汛,可以实现每小时报1次。截至2011.6长江委的水文气象预报覆盖了1500多个县市。在我国为仅次于水利部水文局,为第二个规模大、力量强、水平高的水文预报部门”。  

水文计算研究

1958年长江委邀著名专家刘光文、金光炎等,和长江委一些技术骨干共同攻关,探讨研究论证,确立了水文频率统计体系的整体框架。推荐的频率曲线线型、经验频率公式等被全国采用。成为了我国水文频率统计的最早研发地。这些研究成果处于国内领先地位。同时,该体系也成为编写高校有关教科书的基础。又经过多年的努力,长江委在频率计算方面,在广泛分析各种经验频率公式的基础上,提出了多个特大洪水加入的经验频率计算公式。  在产、汇流方面,成功地研制出不同条件下的产流模型和实用的汇流曲线。  在可能最大降水计算方面,长委会在国内最先将气象与水文结合,进行可能最大降水计算研究,提出了大面积长历时可能最大降水计算的一系列方法,并对水汽净输送量、对流模式等方法进行改进和创新。1965年受水电部委托,举办了“水文气象研习班”,传授与研讨可能最大降水PMP、可能最大降洪水PFM、产汇流、融雪径流等。起草了水利水电工程设计洪水计算规范,为该规范主编单位。

在水文资料应用方面,由仅仅应用短期少量实测水文资料,到充分利用我国历史文化悠久、文献典籍丰富的优势,查考历史雨情、水情记载,延展水文资料系列,尤以利用现代技术分析估算历史洪水的量级和重现期,具有开创性特色,其经验已得到国际水文界的重视。

水资源研究

1979年7月,水电部向全国布置水资源调查与估算任务,长江委成立水资源组,从水文局内业抽调一批骨干技术人员,承担这项工作。这是第一次把水资源的词汇和概念引入中国,一般人尚不清楚其内容与计算方法。79年8至10月,水资源组部分去北京、上海、杭州、苏州、无锡、镇江、扬州、江都、南京,广泛收集水资源及水质监测资料,通过整理分析,写出一本20万字的调查报告。在深入研究国外水资源开发利用和评价基础上,结合国内调查的资料,葛维亚写出了 《水资源综合评价与合理利用的基本知识》小册子。这是我国最早系统阐述水资源评价与利用的著述之一,受到全国欢迎,刊印资料在几个月内被索要一空长江委是介入我国水资源研究和应用的最早的单位。

1980年6月,水电部决定长江委与江西省水利厅协作,进行水资源试点,除要求完成初步成果外,并探索进行正式成果阶段评价的技术要求和方法。试点内容包括水文基本资料的统计分析,各种水文特征值等值线图绘制,分区水资源量估算和有关专题研究等。经过2个多月的努力,除完成“初账”外,还提出专题经验总结8篇。同年10月召开了有流域内各省(区、市)从事水资源评价工作的技术骨干参加的经验交流会,推广试点成果。根据此次试点的经验,结合各省(区、市)的具体情况,全面开展调查评价工作。由于各级组织领导重视,技术措施适当,全流域“初账”成果于1981年上半年即基本结束,提出了长江流域及各省(区、市)水资源调查评价初步成果报告,成为全国样板。在1980年为推广交流水资源成果,长江委创刊了全国第一本《水资源研究》技术刊物,至今已有三十多年历史,影响深远。长江委在试点阶段,其内容和成果已经构成了我国水资源学科的基本体系。

长江流域水资源评价工作于1979年下半年开始,到1985年基本完成,历时6年。长办完成刊印《长江流域水资源评价》(浙、闽、台片和西南诸河片报告亦同时刊印);各省完成刊印各自的水资源评价初步成果报告一本、正式成果报告三本(即地表水、地下水、水质,除文字总结报告外,还附有彩色图表)。长江流域选用站基本资料包括:雨量站2643个,蒸发站594个,流量站814个,共约90000站年。另外水电部根据全国资料于1987年正式出版《中国水资料评价》,同时出版英文本对国外发行。书中列出各流域、各省(区、市)行政区的水资源情况。这一成果获得国内外高度评价。

水文自动测报系统研制及应用

长江委自上世纪五十年代开始,对水文测报的设备和技术进行了不间断的攻关。并为我国最早介入水文自动测报系统的单位之一。

1981年,长江委接受美国天气局通过联合国VCP (即自愿合作)计划,共同合作建立陆水水文自动测报系统。以此作为试点,向全国推广。1985年春,长江委引进的第一套自报式水文自动测报系统在陆水流域安装。展现了这一系统从测站自动记录,信息超短波无线电中继传播,计算机自动接收、存储、整编、检索、咨询服务的一体化功能。

经过几十年的努力,在水文仪器及遥测产品的研究、开发、生产和水文自动测报系统规划、设计与集成方面记入世界前列。成功研制开发出具有自主知识产权的,将先进的计算机技术、远程控制技术、通信技术有机的结合在一起的YAC系列遥测设备产品,并获得国家质量监督检验检疫总局颁发的全国工业产品生产许可证。自主开发的多个软件产品以其界面友好、操作简便、功能强等优点在水情自动测报系统中得到广泛应用并得到用户好评(详见长江水文网“水文测报技术研究”)。

水利部认为,由长江水利委员会水文局开发的长江水文自动测报系统目前已达到世界先进水平。目前,长江委水文局在其系统的核心技术方面均取得重大突破。由水文局组建的长江测报自动化技术公司自行研发出了一系列遥测设备,经实际检验证明,设备性能、指标、功能及系统可靠性等均已达到国际先进水平。其自行开发的海事卫星水情遥测、传输设备,成功解决了偏远高山地区的水文数据可靠传输难题,为中国首创。并在黄河小浪底水利枢纽水情自动测报系统中得到成功应用。这个机构研发的超短波多路径水情遥测终端设备,采用多路径、包交换、网络访问技术,提高了系统的灵活性及数据传输的可靠性。目前还开发出了实时洪水预报模型、水位时间序列实时预报模型、扩散波差分析模型等多种洪水预报方案和模型。其中,专家交互式洪水预报系统达到世界领先水平。目前,长江水文自动测报系统不仅在长江防汛测报中发挥着巨大效益,还在汉江等众多河流、长江三峡工程、黄河小浪底水利枢纽、湖南江垭水利枢纽、江西万安水利枢纽、北京密云水库等地得到广泛运用,在防洪、调度、发电、供水中发挥重要作用。无线电传输仪器设备也都在葛洲坝工程水文观测中得到应用。查询长江还有哪些河流建立了水文自动测报系统,推广情况(来源于2001年8月14日 15:39东方网8月14日消息)。

计算图表研制推广

上世纪50年代末,长办编制了以降水为主的《长江流域水文图集》。1959年公开出版“频率计算手册”,1966年出版“水文频率计算常用图表”,1975年在全国首先制定了长办汇流曲线和华水汇流曲线高精度查用表(详见《中小型水利工程水账计算方法讲义》附表11及附表12)。1977年出版“水文计算常用图表”。在电子计算机问世前,许多水文计算十分复杂,利用算盘、计算尺耗时较多,使用这些图表。既方便又快捷,在全国推广,大受欢迎。

1975年8月河南发生特大暴雨后,水电部和中央气象局于1976年2月委托长江委复测,编制全国可能最大暴雨等值线图,作为大中型和重要小型新建水库,保坝洪水防洪复核的主要依据,并供流域面积小于1000平方公里的大型水库防洪安全校核参考。这一成果在全国广泛使用。

技术人才培养

长江委始终把培养人才视为发展科技的第一需要。不仅开办了电大及本科函授教育,还派出技术骨干去高校攻读硕士、博士学位。此外,长江委自办了湖北水校,长江工程大学(长江工程职业技术学院前身),襄阳水文中专,陆水大专以及在长江科学院设立了硕士点和博士点。经常性的举办各种电脑班、数学班、英语班,专业单科补习班,开办外国专家讲学或公派出国留学等,形成了勤奋好学,刻苦钻研的风气。此外,接受水电部有关主管部门委托,长江委水文局举办了各种学习班、培训班、探讨班等,为我国水文技术发展和人才培养,尽一份力量。

发行的主要书籍和教材(不完全统计)

《河流综合利用水文水利计算》(1959),《频率计算手册》(1959),《河流水文学基础》(1964),《径流计算》(1964上、中、下共三册),《水文统计概论》(1964),《可能最大洪水的水文气象学方法》(1965上、中、下共三册),《融雪径流》(1965),   《水文气象译文集》(1965),《融雪径流译文集》(1965),水文频率计算常用图表(1966),《长江上游水文考古展览简介》(1972),《长江古代水文要览讲义》(1973.8),《中小型水利工程水账计算方法讲义》(1975),《水文缆道》(1978),《水资源综合评价与合理利用的基本知识》(1979),《水利工程实用水文水利计算》(1980),《水位流量关系单值化处理应用技术成果汇编》(1983),《水位流量关系单值化处理的落差指数法综述》(1986),《三峡大观(第二版)》(1986),《水文测验误差研究文集》(1987),《水文资料整编》(1988),《水资源保护工作手册》(1988),葛洲坝工程丛书07 《水利枢纽监测》(1990),《水资源导论》(1991),《生态与环境》(1992),《关系数据库表结构的设计与应用》(1992),《水文数据库规范化设计》(1992),《水利建设的环境效应分析与量化》(1993),《长江志(共23册全)高清电子版》(1995),葛洲坝工程丛书4《导流与截流》(1995),葛洲坝工程丛书之05《闸、坝与电站建筑物》(1995), 葛洲坝工程丛书 11 《施工组织与管理》(1995),《长江三峡工程水库水文题刻文物图集》(1996),《水文数据库资料汇编》(1996),《三峡工程水文研究》(1997) ,《三峡工程泥沙研究》(1997),《三峡工程生态环境影响研究》(1997),《长江三峡工程生态与环境问答》(1997),长江三峡工程技术丛书(1997)  ,葛洲坝工程丛书06  《通航建筑物》(1998),葛洲坝工程丛书08《闸门与启闭机》(1998),,《水文科技论文集》(1999),《现代洪水预报技术》(1999),《长江地区环境对策与可持续发展》(1999),《长江流域水文分析计算史略(长江志水文篇)》(2000),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《水利水电枢纽施工技术》(2002),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《三峡工程与可持续发展》(2003),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《长江流域综合利用规划研究》(2003),《长江水利枢纽工程泥沙研究》(2003),《中国水利百科全书.环境水利分册》(2004),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《水工岩石力学》(2004),《1954年的长江的洪水》(2004),《长江河道演变与治理》(2005),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《水文气候预测基础理论与应用技术》(2005),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《水库移民工程》(2005),《水文水资源论著选》(2007),《现代水资源保护管理理论与实践》(2007),《长江志湖区开发治理》 (2007),《水文分析计算与水资源评价》(2008),《长江水文测报自动化技术研究》(2009),《长江治理开发保护60年》(2010),《水文应急实用技术》(2011),《长江的嘱托》(2011),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《长江流域水利水电工程地质》(2012),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《坝基软弱层(带)工程地质研究》(2014),长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书《船闸与升船机设计》(2016),葛洲坝工程丛书之02《泥沙研究》(2017), 葛洲坝工程丛书之03《基础设计与处理》(2017),《坚守与传承:长江水文传统大家谈》(2017),葛洲坝工程丛书之02《泥沙研究》(2017),葛洲坝工程丛书09《水轮发电机》(2017),《长江水文执行力漫谈》(2019),《长江治理与保护报告-2019》(中英文双语版2019),《葛洲坝工程丛书01》《工程概况》(2019), 葛洲坝工程丛书10《电气》(2019),《长江三峡水利枢纽建筑物设计及施工技术》(2020),《长江之子郑守仁》(2020),《文伏波传》(2020),《长江保护法》(2022)。


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