黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东九省区,在山东省垦利县注入渤海。干流全长5464km,流域面积79.5万km2(含闭流区),是中国的第二大河。从夏朝到现在,中国已有4000多年的历史,其中有3000多年政治经济文化的中心在黄河流域,可以说黄河养育了中华民族,她哺育了我们民族的成长,孕育了灿烂的中华文明。
黄河流域地势西高东低,呈3个阶梯下降,跨越干旱、半干旱、半湿润和湿润4个区。气候主要受环流支配,季风将水汽从海洋带来,南受秦岭、北受祁连山和阴山的突然抬高制约,及东西气团交绥作用,冬季干旱少雨,夏季易形成暴雨。黄河流域流经中游43万km2水土流失严重的黄土高原,下垫面为裸露的黄土,植被差,流域坡度大,极易产生高含沙洪水和泥石流。
黄河流域自然地理条件差异较大,水文情势复杂。干旱少雨、暴雨洪水迅猛、水少沙多、水沙异源和时空分布不均是黄河水文水资源的基本特征。流域多年平均降雨476mm(最大日降水量达1400m),多年平均河川径流量580亿m3,进入下游的多年平均输沙量16亿吨(中游最大含沙量达1700kg/m3)。
黄河也是一条中外闻名的灾害之河。从先秦时期到民国年间的2500多年中,黄河下游基本上是三年两决口,百年一改道。新中国成立以来,国家对黄河进行了大规模治理,黄河抵御洪水的能力有了明显提高。然而,黄河洪水灾害威胁仍然是中华民族的心腹之患,黄河下游一旦发生决溢,波及范围北经海河到天津,南经淮河入长江,洪泛区涉及冀、鲁、豫、皖、苏五省的黄淮海平原,面积可达25万km2,洪泛区人口超过1亿。
另外,自1972年黄河出现首次断流,此后26年间,有21年断流。黄河下游河段1990年到1998年,年年断流,断流时间逐年提前,断流河段逐年延长,造成的损失越来越大。在黄河洪水威胁尚未消除的情况下,断流又让黄河的生命从此暗淡下去。黄河以及由此衍生出的黄河文化,就如同维系所有中华文明脉络的主干,黄河河流生命的消失将使中华民族的心理认知失去最基本的参照坐标。
在我国经济发展的格局中,黄河流域经济带具有重要的战略位置。黄河作为我国北方惟一的一条源远流长的大河,是最可靠的水源,是流域社会经济发展中的重要战略资源和基本保障。然而,黄河流域水资源供需矛盾十分突出、水污染日趋严重,水土流失尚未得到有效遏制,流域生态环境脆弱,经济发展相对缓慢。如何在发展黄河经济和维持河流健康生命、维系生生不息的黄河文明和实现中华民族的伟大复兴等方面趋利除弊,破解“河床不断抬高,洪水威胁依然严峻,水资源短缺,污染严重”这四个难题,是古老黄河永续和谐发展所面临的艰难而又必须面对的选择。
(二)关于黄河水文
黄河水文观测历史悠久,早在公元前,殷代的甲骨文中已有对雨、雪定性观测的记载。战国时期的慎到(公元前395~前315年)已用浮标法对黄河龙门段水流湍急的程度进行了观测。秦代有了降雨观测,并建立了报雨制度。西汉后期(公元前77年~37年)开始使用雨量筒,从此便有了降雨的定量观测,无疑,这是黄河流域降雨观测史上的一次飞跃。对黄河泥沙进行定量描述的最早记载开始于西汉元始四年(公元4年),即“河水重浊,号为一石水而六斗泥”(《汉书沟洫志》),这和用现代方法观测到的黄河在洪水期的含沙量相近。此后,历朝历代都有许多雨情、洪水的观测与记述。
黄河流域开始用近代科学方法观测降水量是1912年在山东泰安设立的雨量站。1915年在黄河支流大汶河南城子设立的水文站,标志着黄河流域以近代科学方法进行水文观测的开始。以后,逐步设立了各种水文测站。中华人民共和国成立后,黄河水文测验工作得到了较快发展,站网规划与建设、洪水测验、洪水调查、资料整编等各项工作相继展开。1956年全流域第一次统一进行了站网规划,之后,又进行了四次较大的站网规划的调整和补充。
目前,黄河已经形成了一个比较完整的水文站网,以及与之相适应的管理机构和管理模式。黄河水文的机构运行实行水文局、基层水文水资源局、水文水资源勘测局(水文站)三级管理模式。基层水文水资源局6个,水文水资源勘测局16个。到2013年底,全河已建水文站137处(其中基本站118处、专用站2处、渠道站17处),水位站81处(其中基本站50处、与地方共管站25处、水库专用站6处),雨量站889处(其中基本站765处、中小河流新建站59处、小花项目新建站65处),蒸发站36处。另在三门峡库区布设132处、小浪底库区布设174处、下游河道布设369处、河口滨海区布设130处统测断面和19处验潮站。
黄河水文在长期平凡的奉献和艰苦的生活磨砺中,培养了一种“艰苦奋斗,无私奉献,严细求实,团结开拓”的黄河水文精神。凭籍这种精神,黄河水文人测报积累了大量的基本水文数据,深入开展了黄河水沙变化、河床演变及库区冲淤变化等规律的研究和探索,为黄河治理开发与管理事业的发展筑就了过去的辉煌,开创了今天的功业,也还必将为“维持黄河健康生命”迎接明天的希望!
然而,黄河水少沙多、水沙异源、时空分布不均,有桃、伏、秋、凌四讯。与国内外大江大河相比,黄河流域的产沙、输沙、产汇流及河道和库区的冲淤变化无不具有异常的规律,在其他江河上行之有效的测验方法、仪器设备在黄河上由于流速大、泥沙多、河道冲淤游荡剧烈等问题而很难使用。由此决定了黄河水文、泥沙测验的复杂性和艰巨性。
二、黄河水文测报存在的突出问题
(一)思想观念滞后
当前水文正由传统水文向现代水文转变,水文自身发展与黄河治理开发都迫切要求黄河水文基本实现现代化。黄河流域整体属于经济欠发达地区,人们的思想观念相对保守、闭塞。黄河水文同样存在安于现状、固守传统的思想,部分水文职工对实现水文现代化和信息化的迫切性和重要性认识不足,观念落后,跟不上现代化的步伐,习惯于常规的测船、缆道、机械设施作业,人工观测、手工记载、计算,而对自动测报技术、优化测验模式等新事物的接纳还欠积极主动,甚至还有抵触现象。
(二)水文特性的复杂性和特殊性,阻碍水文现代化的步伐
黄河水文现象复杂、测验条件困难。黄河上游高寒缺氧;中游大部分测站水少沙多、洪水暴涨暴落、漂浮物多、水位变幅极大、测验断面冲淤变化剧烈;下游大部分干流站位于不具备设站条件的游荡河道,断面宽浅散乱,主流游荡多变,漫滩、串沟严重。水文特性的复杂性和特殊性,使得许多在其他河流使用效果很好的先进仪器设备,不能在黄河上直接使用。如:河流摆动阻碍着水位观测的自动化;水位流量关系的不稳定影响巡测技术推广应用;泥沙时空变化剧烈制约了在线测沙技术的引进和自主研发;即使是技术性能比较稳定的降水量自动测报技术也因风沙等因素而与人工观测之间存在一定的差异。




