|
|
| 赴加拿大水质与大坝安全监测培训报告 |
| 作者： 文章来源： 点击数： 更新时间：2004-4-24 【字体：小 大】 |
| 湖北安全生产信息网(安全生产资料大全) 寻找资料>> |
| 水利部赴加拿大水质与大坝安全监测培训团一行15人，于2001年11月9日至29日在加拿大环境部及有关流域管理部门(机构)进行了为期21天的水资源管理、水环境监测、水文测验、河流管理等方面的培训。 此次培训的主要目的在于了解和掌握加拿大的水环境、水文、大坝安全监测与管理技术的发展状况，学习借鉴国际上先进的管理模式与自动化数据采集技术，努力提高我国水利系统水环境、水文、工情监测方面的技术水平，更好地适应新世纪我国社会经济发展对水资源综合管理的需要，以便即将开展的国家防汛指挥系统水文、水质和工情信息采集系统工程做充分准备。 一、加拿大环境部概述 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、迁徙动物管理、加美边界水域管理等，约有4700名政府雇员，年常规办公预算超过5亿加元。加拿大环境部81%的资金预算及60%的合作人员从事科研及与技术有关的工作，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。环境部每年发布约500000 公众预报，200000海洋预报，400000大气预报，14000定向预警服务预报，接受44000000有关气象、水文、水环境、土壤、森林及野生动物的信息查询，发布重要科研论文350多篇。环境部在大型社区、每个省及保护区都有分支机构，并拥有数千个合作单位。加拿大环境部负有行政执法责任，在过去的5年里履行了20000次行政执法检查，对严重违反加拿大环境保护法律的600起事件提出了法律诉讼，对23000个重要化学污染源进行连续跟踪监测，对1000多个较重要排污事件提出了科学建议与环境影响评估，实施或支持了350个本国、国际环境改善项目，对190多个大型社区提供了水环境管理的资金支持，负责保护400多种迁徙动物，常年关注340家污染大户的环境保护项目进展与运行，为560多个社区提供自然与人文遗产保护资金。 二、加拿大的水文测验 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、水文测验仪器设备 水位测量：加拿大大量使用气泡式水位计，约占2/3，其余为浮子式水位计。也有使用压力式水位计的。他们认为压力式水位计不稳定，超声波水位计受温度影响，精度不高。所以主要使用气泡式和浮子式水位计，多数由美国制造。加拿大是很少几个不以浮子式水位计为主的国家。水位记录以固态存贮为主，同时都能以电话线、无线电、卫星、移动通信方式传输。 降水观测：降雨测量使用翻斗式雨量计。多数雨量计感量为0.2mm，单翻斗，结构简单，精度也低于中国。配有固态存贮记录和遥测设备。降水和水文观测分属天气和水管理局二部分管理。和中国不一样，不是水文站上都有降水观测的。加拿大绝大多数地区位于高纬度寒冷区域，有的地方终年积雪，降雪是其主要观测要素。雪量计有二种类型，一种是加热型。在翻斗雨量计内加装电加热膜，通电加热，融雪成水，用翻斗计测。这样的雪量计可用于不是很寒冷的地方，结构简单，但要有可靠的市电供应，加拿大能满足这样的供电要求。另一种是不冻液式雪量计。采用盛有不冻液的容器承接降雪，降雪使不冻液面升高，测出液位就得出降雪量。常用压力传感器测量此液位。还需加自动搅拌装置，消除浮在液面上的雪花。这种雪量计可以用于较寒冷的地方。要解决不冻液的自然蒸发问题，同时还要定时校准。 流量观测：大多数水文站都应用水位流量关系，由水位推算流量。水位流量关系要通过实测流量、水位来率定修正。平时不常测流量，水位是长期自记的。实测流量采用流速仪法，一年中在不同水位时去水文站实测数次至十数次测量。测流方法有涉水测流、船测、桥测、缆道测流等，都是巡测。测深用测杆、铅鱼、铰车，少量使用测深仪。测速用转子式流速仪，主要使用美国的price旋杯流速仪。近年来，开始安装使用超声波流量计，但很少。船用和水平ADCP测流还在试验试用阶段，使用这些流量自动测量仪器仍需使用人工测流方法进行校核比对。少数站点也架有缆道，用以流量测量。缆道都很简单，有吊箱式的，也有电动铰车的，都是人工操作，没有自动或半自动缆道。缆道的作用仍是用以校核水位流量关系，每年去人使用的次数也不多。 其它水文要素测量：加拿大水土保持情况极佳，水中悬移质泥沙少，又因为泥沙测验耗时、耗费很多，所以他们对泥沙测验的问题远不如中国重视，进行泥沙测验的站点很少。由于对水质的重视，因此对水质及浊度的测量较为普遍，且都是自动测报，将水的浊度测报到中心。使用光学浊度计，能自动清洗，较长时间使用，但还需要人工定期维护。测得的光学单位要经率定的曲线转换成含沙量。率定曲线是由人工测得的含沙量建立的。在泥沙运动扩散模型的研究上有明显成果，可用屏幕显示一次洪水带入河流的泥沙在河流中的运动和影响各河段含沙量变化的过程。但授课专家也承认精度不高，只能供水利部门、用水部门参考。 4、加拿大水文自动测报技术 我们重点了解了太平洋育空大区及加拿大一些从事自动测报技术开发的公司关于此方面的进展，具体如下：太平洋及育空大区设有大气监测、水调查、科研、预报、应用服务等部门，其中水调查主要内容为水文和水文测验。大区向外提供上网实时信息、网络气象信息、环境保护决策系统、Web网的预报系统、冬季预警和地理信息系统。水文遥测的主要内容是雨量、流量、水位和部分水质。水质自动采集用的传感器是激光式浊度仪。流量的采集主要靠水位流量关系推流方法，也有用时差法超声波直接测流，靠人工测流量来率定。数据遥测三个小时为一个收集循环周期。目前加拿大有600—700个卫星遥测站。300—400个电话拨号数据收集站，也有一些其他通讯方式（例如超短波）的遥测站。根据世界气象组织要求，就是太平洋及育空大区就要建1500个遥测站。每个遥测站不但能自动采集水文数据，还具有自检自控功能，能够自动检测故障。目前加拿大环境部的专家决策系统的工作方式为信息+专家工作+经验=产生决策。滑坡和火警是很重要的信息，现在是通过GPS来做定量估算，用动态图像的方法来演示流沙在河道中变化情况。测沙主要是测悬移质含沙量，但目前精度还是不够。加拿大环境部的水文测验标准一直沿用美国地调局的标准，水质测验用的是国际组织的标准，防洪由省、地区、城市来管。跨省、国的防洪由加拿大环境部来协调。 加拿大环境部使用的水文自动测报仪器主要采用VACOM公司，SUTRON公司，HANDAR公司，CAMPBELLSCIENTIEC 公司生产的水文、水质仪器和遥测数传仪。数传仪主要是通过有线传输，是多参数的。传感器的输出接口主要用美国标准SDI-12，也有用RS232和RS485的通讯口。在加拿大目前遥测水位有70%用气泡式水位计，30%用浮子式水位计和压力式水位计。生产气泡式水位计的厂家和产品主要是SUTRON的ACCUBAR、H350L、TAVIS的DIS.1200。环境部在授课时介绍了一种典型自带固态存贮器数传仪，固态存贮器可根据需要记录1—6个月，若不能及时采集数据，固态存贮器会自动更新覆盖存贮区。数传仪有三层防雷部件，数据可通过天线超短波、微波、卫星、电话和手机传输，用太阳能和蓄电池供电，若用蓄电池供电可工作四个月，工作温度为-40℃—+60℃。激光浊度仪是用来在线自动检测水的浊度，输出量为光单位，与浊度的对应关系要通过实验和率定来找出，并且每隔3—4个星期要率定一次。仪器在使用中光靠仪器上的自动刷子清扫是不能完全解决问题的，每隔一段时间还是要用人工来清洗。 加拿大五大湖的水面积为23000km3，总面积为24400km3，从东到西跨度1200km，是由冰川退化形成的，其淡水资源十分丰富，占全世界淡水资源的18%。由于五大湖涉及到加拿大与美国之间的关系，美加成立了国际湖水利用和控制中心，有来自双方的4位董事在50年代签定了尼加拉瓜协定，协议规定了水分配等事宜，保证了著名风景区尼加拉瓜大瀑布水的资源和调度。五大湖之间是通过人工运河，和船闸来解决控制水位和通航的矛盾。加拿大内陆水资源中心向我们介绍了利用大气模式与水文模式的耦合，解决水文预报的研究报告，利用QPF定量预报降水，大气模式为MC2和HIMAP，以后还要用GEM-LAM模式。在授课时，内陆水资源中心的专家重点向我们指出了环境因素对水文的影响，他们利用统计学对水文趋势和地区性的变化进行分析全国的洪水变化趋势的研究报告。 5、ADCP测流技术 美国RDI公司的超声波剖面测流技术是我们培训课程的内容之一，应加拿大环境部邀请RDI公司副总裁Harry Maxfield先生、剖面测流研究部主任Hening Huang博士专程从美国圣地亚哥前往加拿大，给代表团讲解ADCP 测流原理，具体如下： ADCP是声学多普勒剖面流速仪的英文缩写，它利用声能测量流速剖面，声脉冲(称为ping，意为单次发射)向水体发射，如同海洋中潜艇发射声纳脉冲一样，但ADCP的频率比潜艇声纳所使用的要高。ADCP所发射的脉冲碰到水体中悬浮的、且随水体运动的微粒后产生反射作用，其中部分能量被反射到ADCP的水中探头上，探头测出反射能量的多普勒频移并据此计量出相对于ADCP的流速。ADCP同时也利用测流的原理测出ADCP本身相对于河底的速度和方向，由于河底相对来说比水体要“硬”，因此在细节上与水体流速测量稍有不同。 ADCP 处理水体反射回来的信号时，将水体沿其垂直方向分割成若干层(深度单元)，ADCP 测出每个深度单元的流速和流向。把流速与深度的函数关系画出图来，即为从近水表面到近河底间的水体流速剖面图。深度单元的长度由用户自己选择(在一定程度上受到仪器设计和物理定律的限制)，对于1200KHzADCP来说，深度单元可以小到5cm。所以，在几米深的河流中，在每个位置上可以同时测出若干层的流速。ADCP一般测量一个剖面时不会超过1秒，而每个剖面的数据量可以多达3000比特。若把所有的原始数据都记录下来，则存储介质很难记录下所有原始数据。因此，ADCP先把几次测量的数据求平均值，再把数据传往计算机。根据选择，可以把某个深度单元的若干次单次发射的数据进行平均，这种由若干次独立测量结果求平均的结果称为数据组，计算机只记录数据组。 ADCP测出水流相对于它的速度与方向，因此，ADCP在静水中以1m/s速度向北运动与水体以1m/s速度向南流通过ADCP这2种情况对ADCP的测量将是一样的。如果ADCP以1m/s的速度向北，而水流以1m/s速度向南，则ADCP将测出2m/s的水体向南流速。所以，ADCP应该进行底跟踪，即测量ADCP相对于河底运动的速度与方向。将现在流速减去ADCP的运动速度以后，即可得到真实的流速(相对于河底的流速)。ADCP采用与测水体平均速度相同的方法测量对底速度的平均值。如果要求ADCP在水体测量时每5个单次发射平均数据一次，在底跟踪时也每5个单次发射平均一次。则ADCP会自动交替地发5个测量脉冲，再发5个测底脉冲，然后进行平均，再送往计算机。 ADCP还记录一些与流速测量有关的参数。 温度：ADCP换能器探头中装有一个温度传感器，测量水温。该参数的测量是必要的，因为流速以及底跟踪速度的计算均与水体中的声速有关，而后者又与水温及盐度有关。ADCP测出水温，盐度由人工置数。 罗盘：为能绘出南/北、东/西坐标的流速，在ADCP中有磁通门罗盘，它可测出ADCP相对于地磁场的方位。根据罗盘数据，ADCP能够算出流向和ADCP相对于河底的运动方向，最终算出水流相对于地球坐标的流向。 垂直/水平摇摆：为计录测船垂直/水平摇摆的影响，ADCP上还装有垂直/水平摇摆传感器，它的数据可使ADCP或软件消除测船垂直/水平摇摆的影响。 声强：ADCP还可记录它接收到的水中悬浮物反射的声强，该数据用于评价ADCP数据的质量及测量环境情况。 相关性：ADCP利用相关函数的数学方法计算流速，ADCP还输出相关函数幅值，它主要用于数据质量的评价。 合格数据比：ADCP在输出数据以前已在其内部先求出平均值。如果由于某种原因，一次发射的数据不好，则该数据将不参与平均计算。合格数据比表示实际上参与平均计算的单次发射次数。如果要求5个单次发射平均一次，而只有3个单次发射的数据参加计算，则该数据组的合格比为60%。 实时时钟：ADCP设有一个实时时钟，在不连接计算机的情况下就可以独立地测时(若计算机的时钟不准)，该时钟侧视精度为0.01s，误差为几秒/月。每个单次发射和每组数据的日期、时间均作为数据的一部分输出。利用两次发射间的时间以及船速即可算出两次发射间船只航行的距离，该数据将用于流量计算，也用来给出测船航迹。 “零盲区”技术：ADCP的盲区是由于换能器发射声波脉冲后的余震不能立即消除，使靠近换能器附近的回波信号受到余震干扰引起的。盲区的存在限制了ADCP在浅水深条件下的应用。 RDI公司开发了一种新技术，使换能器发射声脉冲后的余震能够立即消除，使盲区趋近于零。“零盲区”ADCP已在美国和欧洲进行了试验，达到了预想的效果。在2001年1月10日，RDI公司在瑞士的Murg河上进行了“零盲区”技术的实测试验。带“零盲区”配置的ADCP安装在一无动力小船上，测船系于测流缆道。测船配有供电与数传设备。ADCP与计算机通过无线通讯。盲区设定为2cm，单元设定为5cm，采用浅水工作模式。由试验结果的水深剖面图可以看出，水深仅为0.37-0.57米。“零盲区”与浅水工作模式相结合使ADCP在这样浅的河流中测流成为可能。 需要说明的是，尽管在声学技术上盲区可以为零，但在实际应用中应设定盲区2-5厘米，因为在换能器附近水流受到干扰，流速数据不准确。 三、 加拿大的水质管理 1、加拿大的水管理法规 早在1867年，加拿大政府就意识到水资源的宝贵与重要性，先后制定了一系列的水管理法律： （1）加拿大宪法明确规定水质管理由联邦政府和地方政府分级负责，其中，联邦政府主要对航运河道、渔业生产的水域、国家公园和土著居住地的水体以及国际河流的水质进行管理；地方政府只对当地范围的河流水质进行管理，同时负责本地区水资源的可持续利用及水污染防治。 （2）加拿大水法规定了省与省之间的水资源量的分配及水质管理的内容，所有对水资源的计划管理和水质研究、防洪管理、堤防管理、洪泛区的确定以及水利规划等工作全部纳入加拿大水法的法律体系之下。 （3）加拿大渔业法：由于渔业生产关系到人类的健康，所以渔业生产对水质要求是非常严格的，渔业法规定了对渔业有影响的一些重要的采矿业、炼油业等工矿企业的污染大户进行法律监督。 （4）加拿大环境保护法包括了水法和渔业法中涉及到的环境问题的条款。 （5）加拿大环境评价法指导对水资源进行评估，对水质进行管理及评价，水资源保护及省界水资源量的分配等环境工作方面的工作。 （6）加拿大航运法规定了航运业对河流水质保护的要求。 （7）加拿大地表水污染防治法：此法是防治地表水污染的总法，进一步明确了向地表水体排放污染物实施许可证制度，根据污染者付费的原则实行排污收费，并规定了处罚办法。 （8）加拿大河流法：该法的主要目标是确保国家管理河流的水量、冰和泥沙的安全，确定了在高水位和低水位情况下水事活动的规则和条件，也明确了在水事活动中国家的权限。 对于国际河流和省界水体的水质管理工作，加拿大政府还签订了一系列条约与协议，如国际界河水质条约、哥伦比亚河流条约、尼亚加拉河调水条约、圣劳伦斯河海口项目协议、大湖地区水质协议等，共同承担水质保护责任。 总而言之，加拿大的水资源保护和水质管理工作均纳入了法律体系之中，并且这些法律条款在实施中不断得到更新和完善。 2、加拿大的水质管理体制 根据加拿大政府的机构设置，水质监测工作属于环境部职责范围。根据水质监测工作的目的，对其实行分级管理。国家级水质站，即对于涉及国家利益的河流、省界河流，渔业重要的河流、国家公园水体、河流源头水体及土著居民居住地水体的水质监测工作由联邦政府负责；除此以外的设站为省级水质站，由当地政府负责监测管理；对于联邦政府与省政府之间有共同利益的区域，水质监测工作由联邦政府与省政府之间进行协商，实行分权；大型厂矿企业的废水监测由厂矿企业委托有资质的单位进行实施。各级机构职责明确，法律规范，在达成共识的基础上能够进行有效的协调与合作。 3、加拿大的水质监测投资与费用回收机制 由于加拿大政府实施水质监测工作是分级进行，国家和省政府按各自的权限进行水质监测，经费分摊。国家级水质监测工作的经费主要来源于联邦政府，类似于我国各流域水环境监测中心，监测费用来自环境部；省级水质监测的经费由当地政府负责安排；厂矿企业的排污监测经费则由企业承担，并且企业要对排污出现的水污染事故实行报告制度，联邦政府或省政府组织人员进行水质监测，监测的经费由企业承担。一般情况下，企业应按照法律要求，对所从事的生产活动要严格按照联邦政府规定的水质保护要求进行。 4、实验室管理 （1）实验室设置 监测与分析用房的设置功能齐全，并考虑了安全、操作方便和避免交叉污染等因素，一般设有样品室、前处理室、仪器分析室、化学分析室、生物室、器材室、常用药品室、洗涤室、废物处理室、危险品仓库、办公用房等11大类。 A．样品室：用于主、副样品的收发与存储。无保存温度条件限制的一般样品存放在样品架上；有保存温度限制的则在样品室内设有一小间恒温4℃的样品间；另外对属于仲裁测试样品，则存放样品室内另一小间设有密码锁的样品间。样品瓶标签清楚、完整，收发样品时，严格执行签字手续。 B．前处理室：对仪器分析室和部分特殊化学分析室一般设有前处理室，用于样品在仪器分析前的准备，一般大间与小间搭配，并与仪器分析室相邻。 C．仪器分析室：主要安置天平、分光光度计以及其他大型精密仪器。在加拿大内陆水资源中心的国家水环境试验室，设有高精度原子吸收仪、等离子发射光谱仪、气相色谱仪、色谱-质谱仪、液相色谱仪、离子色谱仪等14个高精密仪器分析室。 D．化学分析室：主要用于人工直接滴定等方面的分析，实验室内设有操作台，并在操作台前墙上设有玻璃橱，室内除自然采光外，具有良好的人工照明。内陆水资源中心的国家水环境试验室像这样的化学分析室不多，因为他们目前大多采用先进的仪器来进行分析，且实验室分析自动化程度高。 E．生物检验室：内陆水资源中心的国家水环境试验室设有多种生物检验室，能检测多种多样的生物及微生物，并进行毒理实验。每室一般均设有前置间、缓冲间、超净检验间，观测设施设备相当齐全。为配合生物检测，实验室配有专门的生物标本养殖场。 F．常用药品室：存放实验常用药品试剂，药品试剂分类存放，标签清楚，取用制度齐全。 G．器材室：分为几大类间，如备用药品间，备用仪器间、备用设备间等。 H．专用洗涤间：整个内陆水资源中心的国家水环境试验室还设有专用洗涤间，其功能是对分析用的玻璃器皿进行严格洗涤，并倒置于专用搁架上晾干或放入烘箱内烘干，其洗涤自动化程度也较高，一般安排一人，就能完成所有洗涤任务。 I．“三废”处理室：主要对分析中心产生的一些“三废”进行集中处理、回收。 J．危险品仓库：对于危险品和高压气瓶的储存不在内陆水资源中心的国家水环境试验室大楼内，另择稳妥的地方建立危险品仓库。 （2）监测项目：对于水体的监测，一般包括：物理参数：温度、电导率、色度、浊度主要离子：Ca、Mg、K、Na、硬度、CI、F、Si、SO4、PH、碱度营养盐：总氮、总磷痕量离子(等离子体分析)：Ag、AI、Ba、Be、Cd、Co、Cr、 Cu、Fe、Li、Mn、Mo、Ni、Pb、Sr、V、Zn、As/Se 其它有毒物：氰化物、挥发酚、粪大肠菌群有毒有机物：有机氯农药、除草剂、多氯联苯、多环芳烃类及苯并芘 （3）质量保证(QA)与质量控制(QC) 这项工作是实验室管理中的重要工作及核心内容，加拿大内陆水资源中心的国家水环境试验室在质量保证管理这方面有成文的政策及规定，体现了“监测质量是生命线”，这点值得我们学习借鉴。QA/QC目的是使所测量数据的质量能满足各种测量项目所需的质量要求，并具有在法律上的效力。如何衡量数据质量？加拿大内陆水资源中心的国家水环境试验室一般用五个数据质量指标(DQIS)，即准确性、精密性、完整性、代表性及可比性来评价数据的质量。由于不同项目对监测质量有不同的要求，在每个项目的QA工作中，均明确提出数据质量的QA目标(DQOS)。一旦确定DQOS，监测程序的一切QA与QC活动均为满足该需要而设定。而且在完成测量任务后对五个质量指标作出评价，并审核是否符合DQOS的要求。 （4）水质数据的管理及利用 所有水质监测数据均存入大区环境数据库和省级水质数据库，实现信息共享。内陆水资源中心的国家水环境试验室每年对水质数据进行汇编，出版水质年鉴，每三年对水质状况进行一次“快速”评价，每五年对水质变化趋势进行一次分析及预测，并以此提出水质管理目标。 5、水质自动监测站 加拿大的水质自动监测站的布设原则为在河流源头、供水水源地及珍贵鱼类繁殖产卵区等处设站，以便实时监控水质状况。根据不同监测需要，自动监测参数可多达31项。自动监测得到的水质数据既可以在现场数据存储，又可以通过有线、超短波、卫星进行遥测数据传输到水质中心。目前加拿大环境部已建成数百个水质自动化监测站，在水质管理和生态保护领域发挥着不可替代的作用。 四、 加拿大的水文情报与预报 加拿大是一个高纬度国家，北面、东面、西面分别被北冰洋、大西洋、太平洋所环绕，东南面与美国与五大湖、圣劳伦斯河相隔。加拿大气候四季分明，河流众多，湖泊密布，大中城市均位于河流、湖泊沿岸地区。 加拿大冬季积雪在春季融化形成春季洪水，夏季狂风暴雨造成山体滑坡、洪涝等自然灾害，使国民经济造成重大损失。所以，为国民经济各部门提供水文情报预报服务是加拿大水文机构的主要任务之一。 河流水情要素年际之间的变化和国民经济的需求是水资源管理和水文情报预报任务的主要决定因素。由于河流水情特点，水利工程建设以及需求目标的不同，也决定了水文情报预报的种类是多样的。 1、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。 2、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。 （1） 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60多处有代表性的水文站点，采取这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。 （2） 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，所用的观测资料起很大作用。 加拿大专家指出，降雨和融雪径流的形成是一个非常复杂、多因素的过程，它关系到许多因素相互作用。为此，在建立预报模型时，对流域中径流形成过程的要素进行了许多的实验研究，在描述所有的径流形成过程的相互作用中，计算机起了很大作用，使得利用模型计算径流过程成为可能。 为了增长预见期，在实际运用时，也根据雷达测雨观测资料演进河流洪水。 当降雨降落地面时，根据流域降雨量，运用降雨～径流关系曲线进行分析，修订预报以利提高预报精度。 当上游出现洪峰水位及最大流量时，用相关分析方法推求河道下游站的洪峰水位流量。 （3） 水库调度预报 我们在对水库大坝安全监测技术进行考察时，向加国水库管理机构的水文技术人员了解水库调度预报事宜，从水库调度日志上看，采用的是经验性调度预报图，即在同一张图上，建立入库、出库流量和库水位过程线，进行水库的调洪演算。 3、加拿大专家对于水文预报的几点认识可供我们在实际工作中参考。 （1） 他们认为，尽管现代计算机技术可以很快地完成任何复杂的计算，但依据专家的经验建立相关图，在水文预报实践中，用于目视检查和了解资料代表性，这是必要和有益的。 （2） 由于水文观测资料的局限性，给编制预报方法带来不少困难，而且有时带来主观性。因此，客观、正确地加工原始资料、编制方案是保证预报精度的一个重要条件。 （3） 由于在长期预报方案的实践中，不能表达太阳黑子、厄尔尼诺现象异常影响，因此，长期水文预报的实际应用是有局限性和缺点的。 （4） 水文预报模型中，运用雷达测定的降雨量资料演进河流洪水，延长了水文预报的预见期，为防洪赢得时间，在我国洪涝灾害严重的地方可供借鉴。 五、体会 1、加拿大的水环境管理与保护，得益于完善的水法体系和决策的科学化、民主化。法律制定采用互动性程序，倾听公众意见，并让政府有关部门接受质询，加强政策执行情况的监督和信息反馈，并且每4年对水政策进行修订与完善。过去制定水政策主要是政府公务员、工程专家，现在包括了环境、生态、社会、法律等各方面的专家，将水资源的有效利用、可持续发展、水量和生态系统综合考虑，使法律制定走向大众。政府部门大力宣传，得到社会的共识与公众的积极参与，使水事管理不仅有法可依，而且得到充分实施。 我国的水资源保护法规的制定，也应借鉴加拿大的经验，加强决策的科学化、民主化， 不断完善我国水事法规、政策体系建设，真正做到以人为本，依法治水。 2、与加拿大比较而言，我国的水资源监测技术总体效率不高，设备老化，自动化水平覆盖面不广。近几年虽然在不断加大投资力度进行更新改造，但在更新速度、大型设备的配备率，测试仪器的先进程度、测试的精度、污染事故的应急监测能力、防洪预警系统的技术利用率与水资源监测高效、快速的要求仍有较大差距，满足不了我国水资源保护多方位、高水平管理的要求，亟待加以解决。加拿大的水文专家对洪水的看法是：洪水是自然界的一种规律，不要人为地破坏它。洪水来时，只要把人员撤走，洪水淹没的过程是对其土壤肥沃的过程，洪水造成的财产损失可由保险公司赔，因此对洪水的防范主要是考虑人员撤离的需要。而我国情况就不一样，人多，撤离困难，洪水过程只是对土壤沙化的过程，财产的损失更是无法由谁赔的事情。所以我们对洪水的防范,任务更重，要求更高。 3、在水文遥测自动化中，加拿大同行应用的技术和我国水文自动化应用的技术基本上差不多。加拿大的水文自动化研究制作公司的规模远比我国的小，但他们的应用设备，制作要求和元器件的选择及工艺要求是胜我们一筹的。例如：他们的遥测设备可以在-40℃—+60℃的环境下工作，我们的“规范”只规定在-10℃—+45℃下工作，在设备可靠性上，他们可以做得比我们高。加拿大在传统的水文自动遥测的传感器和设备，例如机械式水位计、雨量计与我国基本在同一水平上，但在电子类和智能化的传感器，就比我们的质量好和品种多。这些传感器广泛采用SDI-12通讯口，这种通讯方式是西方国家智能性传感器广泛使用的通用接口，在我国却很少应用，更谈不上推广，这使我们这类传感器与国际接轨存在着障碍。例如ADCP压力水位计、时差法流量计、水质传感器等。在选用水文自动化设备时，不是越先进，自动化程度越高，越好。在加拿大我们看到正在使用的计算机、水位计及相关设备，有许多都是我们遥测系统中淘汰不用的，可他们仍用的挺好。他们认为所用设备只要能完成其所需功能并能可靠工作就可以了，过分追求高水平、高档次、高自动化只会增加建设和运行成本，系统设计时应考虑降低系统的性能/价格比。这种思想值得在我国的水文自动化建设和设计中借鉴。 4、在我国社会经济持续发展中，大量进入水环境的化学物质造成了人民生活中的“公害”。在这些化学物质中，有些有机化合物具有致癌，致突变，致畸的作用。各国政府的水环境部门对有机物的监测都十分重视，例如加拿大政府自1986年起就对河流湖泊开展了水中有机物调查工作，并把有毒有机物列为水中优先监测污染物，有机物监测参数多达84项。而我国由于缺乏有机物的环境质量标准及与其相配套的分析方法和相应的分析测试手段(色谱/质谱仪)，对有机物的监控目前只有COD这一综合指标，不能客观反映水环境的质量，因此，我们有必要加强我国有机物的水环境质量标准、基准的研究及分析方法的编制工作，尽快开展有机物，特别是有毒有机物在污染源、水源地、省界断面、水体沉积物及鱼体中的分析监测，为控制水体污染，保护人民健康，改善生态环境服务。 参加培训单位：建设与管理司、国家防汛抗旱总指挥部办公室、黄河水利委员会、淮河水利委员会、松辽水利委员会、南京水利水文自动化研究所及甘肃、安徽、江西、浙江水利厅 |
| 【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】 |
| | 设为首页 | 加入收藏 | 联系站长 | 友情链接 | 免责申明 | |
| 版权所有：CopyRight © 2004-2008 中国电力安全管理网 鄂ICP备05000193号 主办：中国电力安全管理网 协办：武汉大学安全科学技术研究中心 技术支持：武汉博晟信息科技有限公司 客服热线： 027-87611322 87611376 87611369 87611370 (总机)转808 E-mail: powersafety@163.com |
