测得准、算得精、报得快、用得广——河北构筑新时代水文“烽火台”

□本报记者 滕红真 张灯林
6月1日,我国全面进入汛期。当天,水利部部长李国英在拒马河畔的河北保定紫荆关水文站,以古长城烽火台为喻,叮嘱测到洪峰要即刻为下一站点算出来、报出去,不仅要报出流量,还要报出传播时间,为下游赢得主动。这直指水文监测的核心使命:从“传统人工”向“智能高效”转变,从固守断面的“阵地战”向主动预警的“运动战”跃升。
在燕赵大地,面对海河“23·7”流域性特大洪水的警醒,一场以新质生产力为引擎的水文现代化实践,重新布局——
聚焦京津冀协同发展、雄安新区规划建设等重大战略任务,河北水文扎实推进站网规模量级扩容、监测要素全域拓展、监测模式深入变革、数智化水平全面提升,全方位夯实水文监测服务根基。
在这片被大河滋养、也被大河考验的土地上,新时代的水文“烽火台”正在构筑。
“测”的革新——硬件升级,赋能水文现代化
对于已在正定勘测队工作10年的尚特而言,近两年的测报方式变化不小。
6月9日,记者跟随他登上滹沱河正定大桥断面旁的水文智能一体化船坞。他手持遥控器,透过明亮的玻璃窗,轻松操控水面上一艘绿色的全自动ADCP(声学多普勒流速剖面仪)无人船。
“以前得拉上3个伙伴,测流一趟至少1个小时。”尚特感慨,“暴雨时半小时就得测一次,要拉着走航式ADCP在桥上来回走。”如今,他坐在办公室里也能远程控制,只需设定好测流路径,十几分钟后无人船自动完成测量、返巢充电,数据实时回传。
石家庄水文中心总工程师李军见证了更深层的变革。他介绍,正定水文站建于1920年,曾中断31年,2024年因水文测报能力提升项目,恢复为专用水文站,现已构建起涵盖水位、流量、降雨、墒情、蒸发、气象等多要素的立体化监测体系。
在观测场里,李军一一介绍站里的“宝贝”:“这是称重式自动蒸发站,那是精度达0.01毫米的称重式雨雪量计,一片雪花落入也能捕捉。一旁的‘新伙计’是全自动无人机测流系统,能远程控制一键起飞。自动土壤墒情站能摸清土壤含水率。”
百年老站的升级,是全省水文基础设施建设实现跨越式发展的缩影。
“十四五”期间,河北水文抓住增发国债资金窗口期,累计完成投资27.47亿元,超过新中国成立以来全省水文基础设施建设投资额的4倍。
落实中央关于全面推进江河保护治理的部署,河北水文持续优化水文监测站网布局,强化监测设施和信息资源共建共享。河北省水文勘测研究中心主任白云鹏用一组数据说明进展——
新建、改建水文站点4000余处,建设标准断面170处、高洪平台24处,购置先进仪器设备1.3万台(套),试点应用4部相控阵测雨雷达,站网密度与功能完备度均达历史峰值。全省水文站及各类水库统一采用1985国家高程基准测量。
紫荆关水文站是守护北京和雄安新区防洪安全的“防汛前哨”。6月10日上午,该站负责人佟文韬在手机端轻点启动键后,无线雷达波测流系统便被唤醒,测速探头沿缆道自行走位,在182米宽的断面上逐点完成10条垂线测速,仅约5分钟便测出流量。
“我们还有远程全自动测流缆道、电波流速仪及侧扫雷达等,确保在极端恶劣环境下‘测得到、报得出、报得及时’。”佟文韬说,“目前针对低枯水、小洪水、较大洪水、大洪水以及特大洪水等不同场景,均配备安装不同设备,实现各量级洪水全量级监测覆盖。”
随着先进仪器设备的推广应用,河北水文告别传统吊箱等以人工监测为主的时代,雨量、水位信息报送由小时级向分钟级跨越,降水、蒸发、水温、水位、地下水自计率达100%,流量、泥沙在线与自动监测水平持续突破……“全量程、全要素、全自动、全天候”监测愿景基本实现。
“算”的精准、“报”的提速——软件重塑,构建数智化平台
提起去年两次避免启用东淀蓄滞洪区,省水文中心水情处处长杨丰源回忆道:“2025年7月25日,我们提前16个小时预测新盖房枢纽洪峰可能达1000立方米每秒,水利厅紧急调度上游水库关闸减水;7月29日,提前18个小时预判白沟河可能与南拒马河洪峰‘撞车’,精准将洪峰控制在安全线内。”
成功调度靠的是什么?
“正向演进洪水风险——新盖房洪峰流量超800立方米每秒就可能启用东淀,故反向控制在750立方米每秒以内确定方案,再正向验证优化。”杨丰源解释。
“正向—逆向—正向”动态推演背后,是河北水文创新构建的雨水情监测预报业务平台的强力支撑。该平台实现全流程数字化智能化:从数据归集、处理、存储,到雨水情分析和预报预警,一气呵成。
平台接入130余项气候因子及多源气象数值预报;整合流域气象、水利雷达成果数据;形成9412站的“落地雨”站网监测体系;推进“河北双产双蓄”分布式模型研发,优化水动力模型算法……
数据越海量,平台基础越扎实;模型参数越准确,动态推演越有效。
平台将“三道防线”耦合贯通,提前5天预报岗南、黄壁庄水库来水量级;提前3天预测响水堡水库入库洪峰,为张家口下花园区避险转移争取时间;提前20个小时发布泃河三河站洪水预警……
一次次跑在洪水前面!“为了更好地实现延长洪水预见期和提高洪水预报精准度的有效统一,我们正在探索分布式水文模型的应用。”省水文中心副主任郑爱民说。
他指着屏幕上整齐排布的绿色小方格解释:“过去整个流域监测1个代表点位,今年划分成500米网格,地形复杂山丘区细化到30米网格,每个格子需土壤含水量、植被覆盖率等信息。我们不断校准、标定参数,完善模型,以此计算整个断面产汇流情况。”
“网格越多,预报越准。”省水文中心副主任李哲强补充,分布式水文模型能够对流域地形、土壤特性进行划分,更好地考虑降雨和下垫面空间变化的影响,有效提高预报精度。
实战给出了证明。今年6月初,省水文中心采用分布式水文模型,对石家庄冶河等涨水明显流域进行预报。对比传统集总式模型,地都、微水水文站洪峰预报精度分别提高33%、22%,预见期均延长2个小时。
“首次应用效果不错,但仍是起步。”杨丰源坦言,目前模型参数率定耗时较长,未来将提升算力,加强模型适配。
对于缺少资料地区的中小河流预报,更需依靠实测产汇流数据校验参数。建于1956年的石门水文站,正担负开展产汇流实验的重任。
指着修葺一新的测验断面,保定水文中心主任王磊说:“该站是拒马河上游第一站,也是涞源泉域出口控制站,将持续积累长序列观测数据,指导同类无资料地区的预报和站网布局。”
从单个站点到整个体系,河北水文正加速数智化转型,构建起涵盖多平台的水文综合业务系统。
水文站智慧平台深度融合数字孪生与三维地理信息技术,实现了133个重点水文站“测、报、整、运、管、服”全过程智慧化管理;应急会商平台构建省、市、队、站四级高清视频通道,形成了响应迅速、协同高效的指挥调度体系;可视化安全运维平台实现了全省水文资产全生命周期智慧管理、水文监测体系可视化安全运维管理。
“用”的智慧——服务拓宽,提升数据支撑力
全方位、多维度的水文数据,既为防汛调度、应急处置抢占先机,也为水资源调配、水生态修复、农业灌溉提供硬核支撑。
作为华北地区地下水超采综合治理重点省份,河北近年来地下水水位回升,部分泉群重现生机,保护治理转向“常态化精细管护”。
来到保定涞源泉边,清澈水面下珍珠般的泡泡连串升起,底层泥沙被泉水翻卷出一个个小漩涡。
涞源泉由北海泉、南关泉等泉群组成,汇流形成拒马河源头,与河北百泉、一亩泉一同入选全国泉水调查监测首批试点。
目前,北海泉实现自动监测,流量持续回升。“这既反映了泉水出流状况改善,也能帮我们判断泉域趋势、分析保护效果。”省水文中心水资源处处长赵勐介绍,全省初步筛查泉眼501处,筛选12处重点泉域,为逐一制定“一泉一策”提供技术支撑。
具体怎么做?赵勐说:“先摸清家底,泉眼在哪儿、有多少、地表水怎么汇流;再盯紧关键指标,地下水水位、泉涌量、水质变化;接着分析泉水涨落原因,排查保护风险;最后水利部门针对每个重点泉域拿出不一样的保护办法。”
落实水利部“加快完善泉域监测站网,建立健全泉域‘一本账’‘一张图’”要求,河北积极打造泉域调查监测评价的“地方样板”。
不止于泉。河北水文的目光,早已越过传统的降水、水位等监测项目,投向水生态、水土保持等更广阔的领域。
记者在紫荆关水文站采访时,遇到前来采集浮游生物的保定水文中心工作人员。“水生态监测每年要开展两次,生物指标是河湖健康的‘晴雨表’。”白云鹏表示,“我们持续推进地表水及地下水水质、水生态常态化监测,有力支撑农村供水水质巡检、母亲河复苏行动成效评估等重点任务。”
河北水文还将继续完善站网布局,建设雷达预警系统,啃下“云—雨”预报等模型应用的“硬骨头”;利用高分卫星遥感等提高墒情监测的精度;加强空基监测采集地理高程信息能力;依托小河实验站科研攻关,构建并验证水文模型……
“烽火台”的瞭望,效能仍在提升!
来源:中国水利报 2026年6月17日
作者:滕红真 张灯林
责任编辑:邓婉颖
