1、 1 浙江省水文考察团赴加拿大、美国考察报告 水文工作是防汛抗旱工作的耳目和尖兵 ，是水利规划建设、经济社会发展的基础性技术支撑。 为了了解 发达国家 水文 、 水资源监测和管理 工作的先进经验 ，了解国外 先进的测验设备、技术和方法 ， 借鉴国外 短历时洪水预报技术， 更好地开展我省的水文 、水资源监测和洪水预报 工作， 经批准 ， 以俞锡根为团长的一行六人于 2011 年 11 月28 日至 12 月 7 日 赴加拿大和美国进行水文工作考察、 学习 和交流 。现将 有关 情况报告 如下： 一、 在 加拿大 考察交流情况 加拿大的 面积为万多平方公里，居世界第二位，其中陆地面 积 .万平方公
2、里，淡水覆盖面积 .万平方公里。海岸线约长万多公里。东部为丘陵地带，南部与美国接壤的大湖和圣劳伦斯地区，地势平坦，多盆地。西部为科迪勒拉山区，是加拿大最高的地区，许多山峰在海拔米以上。北部为北极群岛，多系丘陵低山。中部为平原区。最高山洛根峰，位于西部的洛基山脉，海拔为米。加拿大是世界上湖泊最多的国家之一 。 我们考察的 加拿大环境部主要负责加拿大自然环境的保护，包括水环境管理 (水文、气象、水质 )、大气监测、土壤监测、加美边界水域管理等，约有 4700 名政府雇 员 。 数据的采集与分析主要通过数千个气象站、水文站、海洋站及 15个国家分析实验室来进行。 加方对2 我们的这次考察非常重视，水
3、资源调查局 Jim 局长专门从外地飞回渥太华 并 亲自安排近 10 名加方技术人员 全程陪同我们的考察。1、水文测验机构基本情况 加拿大的水文工作属加拿大环境部气象局及在全国的 5 个大区办公室管理，气象局部分职能与我国水利部水文局类似，大区办公室则等同于我国的 7 大流域机构，但工作职责范围要广，管理区域要大得多。各大区在其管辖的广大区域内设立地区管理 中心，分别管理各地区；地区之下设有办公室，相当于中国地市一级，再下设分队一级管理机构，管理水文测站。环境部气象局大气监测与水调查处负责协调全国的水文测验与水文情报预报工作，指导加拿大联邦范围事务内的业务水文，与各大区、各省水文、水务单位合作进
4、行水文调查与水资源管理工作。在加拿大各省还有一些省一级的水管理局、流域管理3 局，管理一些他们所属的水文站。从技术力量上讲，联邦系统管理的水文站（也可称为国家水文站）其技术力量、装备都较好。而省属地方水文站就要差些。也有不同系统重复设站的情况，一个站上有二套测报水情的设备。 加拿大是联邦制，各省独立性很强，所以加拿大的地方水文包括防汛系统和国家（联邦）之间的关系和中国是很不一样的，省和省之间更是平等协商关系，国家也只能加以协调。 2、水文测站的管理 和绝大多数国家一样，加拿大的水文测站也都是无人值守的。所有仪器设备都自动工作、记录，需要遥测的站有通信设备传输数据。工作人员定时去测站检查仪器、校
5、核数据。需要巡测的参数定时去站上巡测，主要巡测流量和含沙量。当发现测站设备发生故障时，派人前去排除。测站也无备份通信设备及仪器，所以也会丢失数据。 3、水文情报 加拿大联邦政府以及各 省水文机构的水文情报数据已实现自动采集、固态存储、遥测传输、计算机检索，并建立了相应的 GIS 地理信息系统。实时水文情报预报数据上网，用户在网上根据自己的需求了解水情信息。 4、水文预报 加拿大的水文预报分为三类，即长期水文预报、河道洪水预报、水库调度预报。 国家环境部水资源研究中心承担长期水文预报工作，它认为长期水文预报首先要建立在科学依据之上。为此，该机构在加国优选了4 60 多处有代表性的水文站点，采取这
6、些站点观测的径流资料和相应的水文要素，运用统计方法，包括预报因子多元回归，周期叠加相关法研究长期变化 过程，建立近似研究性的模型，演进河流径流形成变化的过程。加拿大专家强调在长期水文预报中，偶然现象的作用与预报的预见期有直接的关系，预报误差及其概率分布是确定最大可能预见期的决定因素。 5、 河流洪水预报 加拿大短期河流洪水预报一般指 7 天预见期内的水文预报。它认为社会的需求是预见期愈长愈好。但水情的特点是预见期愈短，水体的未来状况与当前的状况关系愈密切。因此，为满足需求和保证精度，常用方法是水文预报数学模型，降雨径流关系曲线，上、下游水位流量相关。应该说其方法本身是经验性和半经验性的，所用的
7、观测资料起很大作 用。 二、 在 美国 考察交流情况 美国地处北美洲中部，总面积 937 万平方公里。辽阔的地域上平原、山脉、丘陵、沙漠、湖泊、沼泽等各种地貌类型均有分布，山地占国土面积的三分之一，丘陵及平原占三分之二，境内地势东、西两侧高，中间低，东部与西部大致以南北向的落基山东麓为界，也是美国太平洋水系和大西洋水系的分水岭，两边的气候和自然条件差异较大。 5 美国河流大都为南北走向，主要水系为：墨西哥湾水系，由密西西比河及格兰德河等河流构成，流域面积占美国本土面积的三分之二；太平洋水系，包括科罗拉多河、哥伦比亚河、萨克拉门 托河等；大西洋水系，包括波托马克河以及哈得逊河等；白令海水系，由阿
8、拉斯加州的育空河及其它诸河构成；北冰洋水系，包括阿拉斯加州注入北冰洋的河流。 据降水量的自然分布，美国水资源特点可以概括为，东多西少，人均丰富。全美多年平均降水量为 760 毫米。以西经 95 度为界，可将美国本土化分成两个不同区域：西部 17 个州为干旱和半干旱区，年降水量在 500 毫米以下，西部内陆地区只有 250 毫米左右，科罗拉多河下游地区不足 90 毫米，是全美水资源较为紧缺的地区；东部年降水量为 800 至 1000 毫米左右，是湿润与半湿润地区。美国水资源 总量为 29702 亿立方米，人均水资源量接近 12000 立方米，是水资源较为丰富的国家之一。 6 美国水资源的管理分别
9、由农业部的自然资源保护局、国家地理调查局的水资源处、国家环境保护署和陆军工程兵团，依据联邦政府授权的职能分别管理。农业部自然资源保护局负责农业上水资源的开发、利用和环保责任，在各州设立 52 个工作机构负责此项工作。国家地理调查局水资源处负责收集、监测、分析、提供全国所有水文资料，并在四大河流域设办事处，有近 5000 名工作人员为政府、企业、居民提供详尽准确的水文资料，并为水利工程建设、水体开发利用提出政 策性建议。国家环保署根据环保需要，制定相应的规定和要求，调控和约束水资源的开发、利用，防止水资源被污染。陆军工程兵团主要负责由政府投资兴建的大型水利工程的规划设计与施工。在联邦政府的统一领
10、导下，各部门职责明确，既分工又协作，既相互配合又相互制约，形成“多龙管水，配合默契”的管理体制。 1、 当前美国水文业务的管理体制 美国的水文管理体制可概括为联邦机构多部门管理，自成独立体系，分工合作，信息共享。全美范围内的水文业务工作主要由内务部地质调查局和垦务局、商业部国家天气局、国防部陆军工程兵团四大联邦机构管辖。此外 ，农业部的土壤保持局、某一特定流域机构 (如田纳西流域管理局 )及各个州政府的水利、水电管理机构也根据其自身业务需要设立有一定数目的水文站。 地质调查局是全美最大的地球科学和自然资源调查、保护与研究机构，全美主要的水文业务由其管辖，其采集、整理的实时和历史的水文数据进入国
11、家水数据库 (NAWATSTORE)中，其它联邦机构通过7 WEBNET 调取这些数据进行水情监测、洪水预报、水资源调查及保护、水利工程管理、水库调度、生态保护、公共水文知识教育和休闲等方面的利用与研究。 国家天气局是美国唯一向社会公众和政府部门发布天气预报和水文预报的机构。其水文办公室在全美设立了 13 个大河水情预报中心 (RIVER FORECAST CENTER)，每个中心有工作人员 15 20 人，负责收集水文气象资料，发布洪水预报与警报，按日、旬、月、季发布连续径流预报，在冬季发布积雪地区融雪及冰情预报，向政府部门提供咨询服务和开展科学研究。陆军工程兵团在民用水文工作方面，从事防洪
12、、供水、航运、发电等工程的规划设计和建设，管理 600 多座大中型水库，担负 95%的防洪任务。 从美国站网设立的统计数字看，站网密度 较高。美国先进的自动化水文数据遥测系统和地球静止卫星系统 (GOES)进行的水文数据实时传输，以及 INTERNET 网的应用，已使水文站点做到了无人值守，每个野外水文观测人员负责的站点数高达 12 18 个，这值得我国在水文改革中借鉴。 2、 美国地质调查局的站网设置 地质调查局的陆地水文观测站主要分为三类： 地表水观测站。地质调查局共有 10240 个地表水水文站和 991个水位站。在 10240 个地表水水文站中， 7426 个站为连续记录的流量站，一天
13、 24 小时内任何时段都可提供流量数据； 2814 个站为定期观测站，只有在汛期 当水位上涨到一定高度时才进行数据采集与记8 录。大部分水文站的流量都根据水位 流量关系自动计算。 地下水观测站。地质调查局有 32031 个地下水观测站，其中26303 个站作长期地下水位观测， 5728 个站作短期地下水位观测，一般在有地下水特殊观测计划时才增设这些短期观测站。 水质监测站 地质调查局在全美设立了 3098 个地表水水质监测站，其中 771 个重点站作连续观测与采样， 2018 个站作短期观测与采样。还设有 6856 个地下水水质监测站，其中 2756 个站作连续长期观测， 410 个站作短期观
14、测。 3、 水文要素采集手 段及水文数据卫星实时传输系统 美国地质调查局的水文测验任务由大区、地区和野外办公室完成。所有测站均为无人值守，测验方式为巡测。波特兰地区野外测站观测仪器的标准配置为压力式水位计、固态存储器、太阳能电池板、卫星数据收集平台 (DCP)、小型测流绞车、便携式数据读取微机。美国的水文站网密度大，观测人员少，采用巡测方式，往往一个观测人员承担 10 20 个野外观测站的测验任务。美国巡测人员的工作效率很高，他们日常不仅担负着常规测验任务，还担负建站、设备维护、水准检验、资料采集、资料整编、率定水位流量关系和做日常报表。 在流量测验方面是以旋杯式流速仪为常规测量仪器。流量的测
15、验方法以水位 流量法为主，其次是利用堰、闸等水工建筑物测流。美国的流速常规测量高限在 6m/s 之内。在高洪水时期也应用比降法测流，不过他们在施测大流速时常应用电波流速仪测表面流速，计算平均值。在密西西比河、科罗拉多河等大江大河观测点应用由 GPS 定9 位的动船法施测剖面流速 （ adcp） 。 大量使用桥测是美国流量观测的一个特点。桥测车的类型很多，以手推式与车载式为主。美国各州政府为水文部门的桥测提供了许多特殊便利，如不交占桥费，为桥测车提供政府的醒目标志等，这一 切都为大范围采用桥测技术创造了十分有利条件。 4、 美国的水文研究 美国很重视水文基础研究工作。 1993 年 在 加利福尼
16、亚圣地亚哥市 成立 美国国家水文研究中心，该中心是一个科研、技术转让和培训的非赢利机构。其目标是全面提升包括水的产生和运动的水文基础研究水平，同时根据防汛抗旱和水资源管理实际水平的需求，积极开 展和促进水文科学的应用性研究工作。 12 月 5 日，我们考察 团一行考察 了 美国国家水文研究中心 。 其研究人员一方面致力于水文学、水力学、水文气象学和水文气候学的基础研究工作，另一方面，针对每一科研创新点、前瞻性研究、已 有研究成果的集成或设计，力求达到创新的可行性，积极促进研究成果的推广应用。美国国家水文研究中心开发的许多原型系统和示范性项目，如洪水预报与管理综合业务系统，已被证明成功地提高或改
17、善了生产部门的业务应用系统。 在成熟和创新技术转让中，美国国家水文研究中心为政府部门和科研机构培训了很多专业人员，并聘用了有关学科的学生和博士后，成为中心科学家和工程师专业队伍的后备军。 10 国际知名水文学家（ Konstantin.P.Georgakakos）教授亲自向我们介绍了他们研发的山洪早期预警临界雨量指标系统，包括连接远程和 当地站点数据、山洪预警技术系统，通讯和产品推介，对用户的培训和合作等。通过双方的交流，我们了解了基于动态临界雨量指标的山洪早期预警系统的建设思路、理论知识及技术方案，了解了该系统在中美洲、韩国、南非、罗马尼亚、湄公河流域四国及加州等地的业务应用情况，并对该系统的预警时间和准确率进行了深入的讨论。 三、体会和总结 ( 1 ) 加拿大 、美国 人口 总数不多 ， 可 占有全世界淡水资源的比例很高 ，但他们对于水资源管理的重视程度，无论是在政府层面，还是公众意识都是值得我们学习和借鉴的。 （ 2） 由于高投入和高科技的支持，美国 、加拿大 水文站网密度
