程 海 云

(長(zhǎng)江水利委員會(huì) 水文局，湖北 武漢 430010)

0 引 言

黨的十八大以來(lái)，習(xí)總書記提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水新思路，形成了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯嚴(yán)密的治水理論體系。水文是防洪抗旱、水資源保護(hù)、水污染防治、水環(huán)境治理、水生態(tài)修復(fù)的重要支撐，圍繞水文站網(wǎng)現(xiàn)代化、水文監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、水文預(yù)報(bào)預(yù)警實(shí)時(shí)化、水文信息分析評(píng)價(jià)智能化、水文發(fā)展保障長(zhǎng)效化等，規(guī)劃了“十四五”水文工作的總體目標(biāo)。

隨著2021年3月1日《中華人民共和國(guó)長(zhǎng)江保護(hù)法》的實(shí)施，流域內(nèi)各行各業(yè)均對(duì)水文工作提出了更高的要求，為充分達(dá)到“十四五”總體工作目標(biāo)，推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展，水利部李國(guó)英部長(zhǎng)率先提出了“數(shù)字孿生流域”的概念[1]，各大流域機(jī)構(gòu)的水文部門對(duì)此進(jìn)行了深入探索和研究[2-5]。長(zhǎng)江水文歷經(jīng)70余年的發(fā)展、創(chuàng)新與實(shí)踐[6]，在助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用[7]。“十三五”期間，社會(huì)水文、綠色水文、智慧水文、和諧水文“四個(gè)水文”逐步推進(jìn)[8]，在局部區(qū)域開展了“智慧水文”建設(shè)實(shí)踐[9]，在服務(wù)防汛測(cè)報(bào)、水利建設(shè)、水資源管理和水生態(tài)保護(hù)等工作中也取得了豐碩的成果[10]。在推進(jìn)水文現(xiàn)代化進(jìn)程中，適時(shí)地提出了“互聯(lián)網(wǎng)+水文監(jiān)測(cè)”的總體架構(gòu)[11]。為進(jìn)一步強(qiáng)化水文監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警支撐安瀾長(zhǎng)江建設(shè)的作用，初步提出了“五大體系”的建設(shè)構(gòu)想[12-13]。

近年來(lái)，長(zhǎng)江水文監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，現(xiàn)已形成布局合理、功能齊全的水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，成熟、先進(jìn)的水文監(jiān)測(cè)及洪水預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系，并先后經(jīng)受了2016，2017，2020年區(qū)域性和流域性大洪水的考驗(yàn)[14-16]。面對(duì)流域不斷變化的外部環(huán)境，為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越高的要求，長(zhǎng)江水文仍需認(rèn)清新形勢(shì)，立足新發(fā)展階段，踐行新發(fā)展理念，融入新發(fā)展格局，不斷提升水文能力和拓展水文服務(wù)。在推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)中，長(zhǎng)江水文在站網(wǎng)體系、監(jiān)測(cè)體系、支撐體系、服務(wù)體系和保障體系等方面仍然存在一定的短板。本文基于長(zhǎng)江水文多年的智慧積累，以不斷強(qiáng)化自身專業(yè)優(yōu)勢(shì)為依托，提出推進(jìn)新時(shí)代長(zhǎng)江水文高質(zhì)量發(fā)展體系建設(shè)構(gòu)想，詳細(xì)闡述了功能完備的綜合站網(wǎng)、透徹感知的立體監(jiān)測(cè)、智慧協(xié)同的專業(yè)支撐、優(yōu)質(zhì)高效的信息服務(wù)和科學(xué)規(guī)范的管理保障等“五大體系”的內(nèi)涵和要義，以期擴(kuò)展長(zhǎng)江水文對(duì)社會(huì)服務(wù)的范圍和領(lǐng)域，為中國(guó)“十四五”乃至第二個(gè)百年目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出更大的貢獻(xiàn)。

1 長(zhǎng)江水文體系建設(shè)現(xiàn)狀

新中國(guó)成立以來(lái)，特別是改革開放以來(lái)，長(zhǎng)江水文不斷發(fā)展，建成了與區(qū)域經(jīng)濟(jì)和水利工程建設(shè)格局協(xié)調(diào)的基本水文站網(wǎng)，監(jiān)測(cè)要素已由水文監(jiān)測(cè)逐漸擴(kuò)展至水環(huán)境、水生態(tài)等眾多要素的共同監(jiān)測(cè)，形成了多個(gè)類型產(chǎn)品服務(wù)的專業(yè)支撐體系，初步具備部門內(nèi)協(xié)同、部門外互通、全社會(huì)共享的信息服務(wù)基礎(chǔ)，以及較為完善的管理保障體系。

(1) 長(zhǎng)江流域已基本形成與區(qū)域經(jīng)濟(jì)和水利工程建設(shè)相適應(yīng)的水文站網(wǎng)體系。長(zhǎng)江水文在重慶、武漢、南京、上海市等地設(shè)立了8個(gè)勘測(cè)局，負(fù)責(zé)水文監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的具體實(shí)施。多年來(lái)在長(zhǎng)江干流及重要支流已建成較完備的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，截至2020年底，在長(zhǎng)江干流及重要支流布設(shè)了431個(gè)水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)采集各類水文信息，并與流域內(nèi)各省市水文、氣象及水庫(kù)管理等多個(gè)部門開展信息互聯(lián)互通，共享2.8萬(wàn)余站點(diǎn)水雨情信息。初步建成集資料收集、水旱災(zāi)害防御、水資源管理、水環(huán)境治理及水生態(tài)保護(hù)等功能為一體的監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系[12，17]。水情監(jiān)測(cè)站網(wǎng)建設(shè)尤為突出，接收流域15個(gè)省(市)部門的水情報(bào)汛站總數(shù)達(dá)3 000余處，預(yù)報(bào)覆蓋面積140萬(wàn)km2以上，發(fā)布預(yù)報(bào)河段長(zhǎng)達(dá)3 600 km以上。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和長(zhǎng)江水情工情的變化，治江工作仍面臨一系列新情況、新問題，站網(wǎng)體系建設(shè)仍存在空間布局不均衡、功能不完善、互補(bǔ)性不強(qiáng)等不足。

(2) 長(zhǎng)江水文已開展河流水、物質(zhì)和生物通量的全要素監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了降雨、水位、流量及部分水質(zhì)等要素的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。新中國(guó)成立初期，水位、雨量的采集基本采用人工觀測(cè)方式，流量要素的采集以浮標(biāo)法或流速儀測(cè)速、流速面積法測(cè)定，基本上使用轉(zhuǎn)子流速儀。懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)采用橫式采樣器，泥沙處理時(shí)間長(zhǎng)，效率極為低下。水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析實(shí)驗(yàn)室僅配備有分光光度計(jì)等中小型儀器設(shè)備，僅具備監(jiān)測(cè)分析常規(guī)10余項(xiàng)水化學(xué)參數(shù)的能力[6]。在數(shù)十年的建設(shè)攻關(guān)下，水文監(jiān)測(cè)技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。全部水文測(cè)站的水位、雨量可自動(dòng)采集、固態(tài)存貯和實(shí)時(shí)傳輸；解決了入海河口潮流量、泥沙監(jiān)測(cè)世界性整編難題，實(shí)現(xiàn)了水文纜道的流量、泥沙測(cè)驗(yàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化；發(fā)明了OBS工作狀態(tài)檢測(cè)儀、OBS濁度計(jì)安裝支架，為懸移質(zhì)泥沙的快速和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)創(chuàng)造了條件，研發(fā)生產(chǎn)了新型沙質(zhì)推移質(zhì)采樣器并取得良好的應(yīng)用效果；建成了13座水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，大大提升了水質(zhì)常規(guī)、應(yīng)急和在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力；開展了長(zhǎng)江流域15個(gè)水生態(tài)監(jiān)測(cè)斷面的試點(diǎn)工作，首次實(shí)現(xiàn)了水文、水質(zhì)、水生態(tài)同步監(jiān)測(cè)。回顧長(zhǎng)江水文監(jiān)測(cè)大半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展進(jìn)程，仍存在泥沙、水質(zhì)和水生態(tài)等部分要素監(jiān)測(cè)技術(shù)不成熟，各種要素監(jiān)測(cè)量程不夠、監(jiān)測(cè)過(guò)程不完整，地面站網(wǎng)對(duì)河流沿線及流域面上代表性不足等問題。

(3) 長(zhǎng)江水文已形成水文監(jiān)測(cè)、河道測(cè)繪、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水文水資源分析、水文水情預(yù)報(bào)及水文自動(dòng)測(cè)報(bào)等6類服務(wù)產(chǎn)品。① 逐漸形成了水文要素感知立體化、監(jiān)測(cè)自動(dòng)化以及數(shù)據(jù)處理信息化的水文監(jiān)測(cè)體系。② 截至2016年7月，在長(zhǎng)江干流及漢江干流布設(shè)有3 666個(gè)河道固定斷面，地形監(jiān)測(cè)范圍包括長(zhǎng)約3 000 km的河道。開展了大量重點(diǎn)河段的水道地形、流速流向、分流分沙、河床演變及泥沙運(yùn)動(dòng)觀測(cè)，在觀測(cè)儀器研制和測(cè)繪方法方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，編制了中國(guó)第一部《水道觀測(cè)規(guī)范》。③ 在重慶、宜昌、荊州、襄陽(yáng)、武漢、南京、上海市設(shè)立了7個(gè)水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，在攀枝花、宜賓市等地設(shè)有13個(gè)水環(huán)境監(jiān)測(cè)分中心，形成了實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)，共配備液相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、等離子發(fā)射光譜儀等高端大型儀器設(shè)備100余套，水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目擴(kuò)充到120余項(xiàng)。④ 長(zhǎng)期致力于流域規(guī)劃與水利水電工程設(shè)計(jì)的水文分析計(jì)算、流域水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、水文水資源科學(xué)研究，完成了長(zhǎng)江流域綜合規(guī)劃等國(guó)內(nèi)外重要江河規(guī)劃及長(zhǎng)江三峽等數(shù)十項(xiàng)國(guó)內(nèi)外大中型水利水電工程的水文設(shè)計(jì)工作，承擔(dān)了長(zhǎng)江流域及西南諸河水資源公報(bào)、長(zhǎng)江流域跨省江河水量分配方案等工作，主編了《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》等。⑤ 堅(jiān)持“水文氣象相結(jié)合，短、中、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)相結(jié)合，生產(chǎn)和科研相結(jié)合”的技術(shù)路線，著力構(gòu)建高效實(shí)用的洪水預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系，形成了耦合41座控制性水庫(kù)、42個(gè)蓄滯洪區(qū)、34個(gè)沿江主要控制站的全流域預(yù)報(bào)調(diào)度一體化模型，建成了一整套適合長(zhǎng)江流域暴雨洪水特性的基于水文氣象耦合、短中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)相結(jié)合、多模型并行計(jì)算與水庫(kù)群調(diào)度一體化的洪水預(yù)報(bào)方案[18-19]。⑥ 自2002年開始，長(zhǎng)江水文大規(guī)模開展水雨情信息數(shù)字化采集技術(shù)的建設(shè)與應(yīng)用，至2005年7月1日，在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了全流域118個(gè)中央報(bào)汛站水位、雨量的自動(dòng)測(cè)報(bào)，至2010年底，在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了流量的自動(dòng)測(cè)報(bào)。

(4) 長(zhǎng)江水文已建成以防汛抗旱、水資源管理及基本資料收集為目的的水文、河道、水質(zhì)等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)。多年來(lái)，長(zhǎng)江水文收集了流域較為完整的系列水文測(cè)驗(yàn)資料近3.5萬(wàn)站年，在數(shù)據(jù)采集、傳輸、整理、展示和應(yīng)用全過(guò)程中，不斷應(yīng)用和研發(fā)新技術(shù)、新方法、新平臺(tái)，提高數(shù)據(jù)的時(shí)效性、實(shí)用性和準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)整編方面經(jīng)歷了手工記載到電算，再到整匯編在線化、可視化的發(fā)展歷程，至2018年，針對(duì)最嚴(yán)格水資源管理制度對(duì)水文整編時(shí)效性要求，長(zhǎng)江水文運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，升級(jí)完善了南方片《水文資料整匯編軟件》，實(shí)現(xiàn)了水文資料的實(shí)時(shí)整編，做到了“日清月結(jié)”，水文信息處理的時(shí)效性及精度大幅提升；在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與管理方面，基于流域大型水利工程建設(shè)與運(yùn)行管理，先后建成了《長(zhǎng)江水文泥沙信息分析管理系統(tǒng)》《三峽水庫(kù)泥沙沖淤變化三維動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)》《金沙江下游梯級(jí)水電站水文泥沙數(shù)據(jù)庫(kù)與信息管理系統(tǒng)》等，基本實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)數(shù)據(jù)的智能化集成、管理、分析和成果展示等，但仍然存在信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，共享平臺(tái)功能不足，數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)容較少等問題。

(5) 長(zhǎng)江水文設(shè)立了完整的管理機(jī)構(gòu)，創(chuàng)立了在全國(guó)水文界率先通過(guò)ISO質(zhì)量管理體系認(rèn)證的制度。為持續(xù)改進(jìn)質(zhì)量管理體系，長(zhǎng)江水文2002～2018年先后出臺(tái)A至F共6個(gè)不斷改版的質(zhì)量管理體系文件，并于2022年將F版的《質(zhì)量管理體系》升級(jí)為《質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全管理體系》，編制了《質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全管理手冊(cè)》，規(guī)定了長(zhǎng)江水文、環(huán)境和職業(yè)健康安全等三體系管理的方針、目標(biāo)，確定了三體系管理的覆蓋范圍?！冻绦蛭募愤€進(jìn)一步對(duì)手冊(cè)中的成文信息、人力資源、內(nèi)部審核、管理評(píng)審、糾正措施、風(fēng)險(xiǎn)管控、六大產(chǎn)品(水文測(cè)驗(yàn)、測(cè)繪、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水文氣象預(yù)報(bào)、水文水資源分析計(jì)算、水文自動(dòng)測(cè)報(bào))實(shí)現(xiàn)等控制過(guò)程和職責(zé)具體化。長(zhǎng)江水文擁有一批較高水平的人才隊(duì)伍，為水文事業(yè)發(fā)展提供了人才和質(zhì)量保障。

2 長(zhǎng)江水文“五大體系”的建設(shè)構(gòu)想

當(dāng)前，中國(guó)已進(jìn)入第二個(gè)百年的發(fā)展階段，“十四五”新征程逐步進(jìn)入攻堅(jiān)期。長(zhǎng)江水文將一以貫之地深入貫徹領(lǐng)會(huì)“十六字”治水思路和“兩個(gè)堅(jiān)持、三個(gè)轉(zhuǎn)變”防災(zāi)減災(zāi)新理念，堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向和問題導(dǎo)向，以“補(bǔ)短板、強(qiáng)支撐、優(yōu)服務(wù)”為工作主線，持續(xù)深化“四個(gè)水文”，著力推動(dòng)“五大體系”建設(shè)，全面提升水文監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力和水文分析計(jì)算的數(shù)字化、智慧化水平，有力支撐“安瀾長(zhǎng)江”建設(shè)，更好地推進(jìn)中國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展。長(zhǎng)江水文“五大體系”建設(shè)的基本構(gòu)成、內(nèi)容、思路和主要目標(biāo)及其邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 長(zhǎng)江水文“五大體系”建設(shè)框架Fig.1 Framework for the construction of "five systems" of hydrology in the Changjiang River

長(zhǎng)江水文將以構(gòu)建功能完備的綜合站網(wǎng)體系作為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌流域與區(qū)域、兼顧專業(yè)與行業(yè)，立足水安全保障，建設(shè)功能齊全、布局合理、共享機(jī)制完善的現(xiàn)代化流域監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系。以建設(shè)透徹感知的立體監(jiān)測(cè)體系為關(guān)鍵，強(qiáng)化自主創(chuàng)新與新技術(shù)應(yīng)用，深化多種監(jiān)測(cè)手段的互補(bǔ)耦合，提高感知能力、豐富感知內(nèi)容，提供品質(zhì)更好、時(shí)效更高、種類更多的數(shù)據(jù)資源。以建設(shè)智慧協(xié)同的專業(yè)支撐體系為核心，加強(qiáng)水文基礎(chǔ)規(guī)律研究，強(qiáng)化水文多專業(yè)協(xié)同，深化新一代數(shù)字技術(shù)應(yīng)用，推進(jìn)水文供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。以建設(shè)優(yōu)質(zhì)高效的信息服務(wù)體系為根本，建設(shè)“一個(gè)大數(shù)據(jù)中心、一個(gè)綜合服務(wù)平臺(tái)、兩大服務(wù)門戶”，夯實(shí)水文發(fā)展基礎(chǔ)，為水利和經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供泛在優(yōu)質(zhì)的水文綜合服務(wù)。以建設(shè)科學(xué)規(guī)范的管理體系為保障，強(qiáng)化政治引領(lǐng)、深化內(nèi)部管理、加強(qiáng)文化建設(shè)，統(tǒng)籌安全與發(fā)展，為推動(dòng)水文高質(zhì)量發(fā)展提供有力保障。

3 長(zhǎng)江水文“五大體系”的建設(shè)目標(biāo)

3.1 功能完備的綜合站網(wǎng)體系

“十四五”期間，以建設(shè)空間布局合理、站網(wǎng)功能齊全的現(xiàn)代化流域綜合站網(wǎng)體系為目的，重點(diǎn)加強(qiáng)建設(shè)流域西部及西南諸河、長(zhǎng)江口等區(qū)域包含水網(wǎng)建設(shè)、水利工程、行政區(qū)界等功能的水文站網(wǎng)，整合流域與區(qū)域、專業(yè)與行業(yè)綜合站網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全要素信息共享。

3.1.1均衡完善全流域水文站網(wǎng)

(1) 加大流域西部及源頭區(qū)站網(wǎng)密度。長(zhǎng)江流域西部及西南諸河站網(wǎng)密度較稀，僅達(dá)到世界氣象組織推薦的干旱區(qū)站網(wǎng)密度標(biāo)準(zhǔn)(5 000～20 000 km2/站)，以大中尺度空間控制為主，不能實(shí)現(xiàn)基本規(guī)律研究的全控制?！笆奈濉逼陂g，應(yīng)加大流域西部以及西南諸河流域的站網(wǎng)密度，重點(diǎn)加大具有突發(fā)性和高死亡率的山區(qū)中小河流地區(qū)水文站網(wǎng)密度。近期，積極推進(jìn)瀾滄江、雅江出境控制站建設(shè)，完善流域機(jī)構(gòu)水文國(guó)界管理職能。

(2) 推進(jìn)長(zhǎng)江口綜合站網(wǎng)建設(shè)。盡管流域東、中部水文站網(wǎng)密度較高，但基本位于內(nèi)河水系，為長(zhǎng)江口地區(qū)風(fēng)暴潮規(guī)律設(shè)立的基本水文站極為稀少，不利于河口地區(qū)防洪和經(jīng)濟(jì)建設(shè)，還需大力擴(kuò)展基本水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，重點(diǎn)推進(jìn)長(zhǎng)江口風(fēng)暴潮監(jiān)測(cè)預(yù)警中心建設(shè)，并按《長(zhǎng)江保護(hù)法》要求，擴(kuò)展監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和預(yù)警范圍。

(3) 完善城市水文站網(wǎng)。隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的逐漸加快，城市防洪、水資源、水環(huán)境等問題逐漸顯現(xiàn)，然而因缺乏城市基本水文站網(wǎng)，甚至許多中小城市尚處于空白，導(dǎo)致中國(guó)對(duì)城市水文基本規(guī)律無(wú)法開展深入研究，不利于城市發(fā)展和安全，急需完善城市水文觀測(cè)體系。

(4) 完善行政邊界水文站網(wǎng)。河(湖)長(zhǎng)制需不同類型的行政區(qū)界水文站用于流量、水質(zhì)指標(biāo)的核算，長(zhǎng)江流域因面積大、河流多，尚未實(shí)現(xiàn)省界斷面水文站網(wǎng)全覆蓋，地區(qū)界、縣區(qū)界在各省之間分布極不均勻，不利于中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施?！笆奈濉逼陂g，應(yīng)建設(shè)完整的省界水文站網(wǎng)，不斷完善各類行政區(qū)界水文站網(wǎng)。

(5) 構(gòu)建工程監(jiān)控站網(wǎng)體系。為水利工程設(shè)計(jì)建設(shè)所需，弄清工程所在地的水文規(guī)律，長(zhǎng)江流域建設(shè)了較多工程水文專用站，隨著水利工程的建成，大都遷移甚至撤消，然而受水利工程影響，流域水文規(guī)律已發(fā)生重大變化，現(xiàn)有的水文站網(wǎng)已不足以覆蓋所有水利工程，不能全面掌控流域水文基本規(guī)律，應(yīng)在原有為水利工程建設(shè)設(shè)立的水文站網(wǎng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步補(bǔ)充完善水文站網(wǎng)體系。

為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江流域水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，應(yīng)根據(jù)需求補(bǔ)缺項(xiàng)、擴(kuò)范圍，優(yōu)化調(diào)整現(xiàn)有站網(wǎng)布局，實(shí)現(xiàn)流域水文站網(wǎng)與地方水文站網(wǎng)的協(xié)同配套。首先，可通過(guò)大量增設(shè)巡測(cè)斷面，建設(shè)在線測(cè)量設(shè)施，實(shí)現(xiàn)“測(cè)報(bào)自動(dòng)，巡測(cè)率定”的模式；其次，充分利用現(xiàn)有的水利水電工程水情和調(diào)度系統(tǒng)，將所有水利水電工程視為“水文站”，通過(guò)對(duì)各種大壩溢流系數(shù)、電功率系統(tǒng)的率定，實(shí)現(xiàn)水文站網(wǎng)的擴(kuò)充；再次，利用現(xiàn)有的空間遙感技術(shù)，在無(wú)水文測(cè)驗(yàn)條件的地區(qū)增設(shè)“虛擬站”，重構(gòu)水文序列并開展連續(xù)水文測(cè)驗(yàn)工作。

3.1.2協(xié)同共享全要素綜合站網(wǎng)

(1) 增加基本水文站網(wǎng)監(jiān)測(cè)要素?；舅恼局饕糜谘芯孔匀唤缢臅r(shí)空分布、變化規(guī)律，開展水位、流量、泥沙、降水、水面蒸發(fā)、地下水、墑情、水質(zhì)、水生生物、河道地形等主要水文要素的觀測(cè)。大量以防洪為主要目的的站網(wǎng)，以觀測(cè)降水、水位、流量項(xiàng)目居多，部分站點(diǎn)僅開展半年的觀測(cè)工作。因此，要充分考慮基本水文站點(diǎn)的地理位置，增加水資源管理、水資源保護(hù)、水生態(tài)保護(hù)、工程管理、河道管理、城市水文以及科學(xué)研究的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，在擴(kuò)展監(jiān)測(cè)能力的基礎(chǔ)上，部分或全面地增加蒸發(fā)、泥沙、水質(zhì)、水生態(tài)、水生境、地下水等要素觀測(cè)。

(2) 擴(kuò)充專用水文站網(wǎng)功能。大量為特定對(duì)象服務(wù)的專用水文站，觀測(cè)要素有限，可充分利用位置特點(diǎn)擴(kuò)充站網(wǎng)功能。如為水資源管理服務(wù)的省界斷面和水量分配河流的控制斷面，現(xiàn)階段僅觀測(cè)水位、流量，考慮到該類斷面部分位于生態(tài)敏感地區(qū)，良好的水質(zhì)和水生態(tài)狀況是保護(hù)河流的必要條件，因此，除要求開展生態(tài)流量監(jiān)測(cè)需求外，要大力增加水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)全要素監(jiān)測(cè)，同時(shí)，還需盡快擴(kuò)展水生態(tài)監(jiān)測(cè)、水生境調(diào)查的能力。其他服務(wù)于防汛抗旱、采砂管理、水環(huán)境保護(hù)、水土保持、水生態(tài)保護(hù)、工程管理、河道管理的站網(wǎng)，也需進(jìn)一步擴(kuò)展各項(xiàng)功能。

(3) 增加長(zhǎng)江口潮水位站網(wǎng)綜合功能。針對(duì)長(zhǎng)江口地區(qū)的站點(diǎn)觀測(cè)項(xiàng)目大多為潮水位的實(shí)情，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足《長(zhǎng)江保護(hù)法》第六十條加強(qiáng)對(duì)水、沙、鹽、潮灘、生物種群的綜合監(jiān)測(cè)的要求，不能為防止海水入侵和倒灌、維護(hù)長(zhǎng)江口良好生態(tài)功能提供數(shù)據(jù)支撐，需開展潮流量、水環(huán)境、水生態(tài)、水生境等全要素的綜合監(jiān)測(cè)。

(4) 增加河(航)道站網(wǎng)的水文功能。為保障船泊航行安全，航道部門沿江設(shè)立了大量水位觀測(cè)站，配合航道測(cè)量以及5 a一次的長(zhǎng)程水道地形測(cè)量，但相應(yīng)的泥沙和水環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)稀少，監(jiān)測(cè)范圍也未實(shí)現(xiàn)全覆蓋。在增加河(航)道站網(wǎng)泥沙和水環(huán)境等水文功能外，重點(diǎn)加強(qiáng)長(zhǎng)江上游干流、金沙江及重點(diǎn)水利工程水文及河道站網(wǎng)的泥沙監(jiān)測(cè)功能，在長(zhǎng)江流域重點(diǎn)開采區(qū)上下游水文河道站點(diǎn)開展水生境調(diào)查，通過(guò)共享水土流失監(jiān)測(cè)站網(wǎng)信息，弄清不同空間尺度泥沙運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律。

(5) 實(shí)現(xiàn)各行業(yè)站網(wǎng)功能互補(bǔ)。水文站網(wǎng)因主要服務(wù)于水利部門，無(wú)論從需求還是從技術(shù)實(shí)力，很難實(shí)現(xiàn)功能的全覆蓋。為了更全面為社會(huì)提供服務(wù)，需強(qiáng)化水文站網(wǎng)和氣象、生態(tài)環(huán)境、海洋等其他行業(yè)站網(wǎng)的協(xié)同配合，建立健全共建、共管、共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)各類服務(wù)功能要素的全覆蓋，以及全要素的綜合監(jiān)測(cè)。如何實(shí)現(xiàn)水文站網(wǎng)功能的全覆蓋，最重要的是要對(duì)標(biāo)現(xiàn)有站網(wǎng)與需求，根據(jù)需求擴(kuò)充現(xiàn)有站網(wǎng)的功能；其次是要加強(qiáng)現(xiàn)有水文站網(wǎng)擴(kuò)展功能的監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，逐步增加監(jiān)測(cè)項(xiàng)目；最后，要加大測(cè)站人員的技能培訓(xùn)，重點(diǎn)是水生態(tài)監(jiān)測(cè)和水生境調(diào)查技能，使之達(dá)到開展增加功能監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的能力。

3.2 透徹感知的立體監(jiān)測(cè)體系

“十四五”期間，以5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感器等新技術(shù)應(yīng)用、提高監(jiān)測(cè)能力、豐富監(jiān)測(cè)內(nèi)容為目的，重點(diǎn)創(chuàng)新流量、泥沙、水質(zhì)等要素自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，開展水生態(tài)、水生境監(jiān)測(cè)裝置研制，初步構(gòu)建空天地一體的多種手段互補(bǔ)耦合監(jiān)測(cè)體系。

3.2.1完善全要素自動(dòng)監(jiān)測(cè)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在水通量監(jiān)測(cè)要素中，水位、雨量已全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化自動(dòng)監(jiān)測(cè)；流量受河流特性影響，僅部分實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。在物質(zhì)通量監(jiān)測(cè)要素中，泥沙觀測(cè)的自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)尚不完善，仍采用最原始現(xiàn)場(chǎng)采樣實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的方式，需投入大量的人力物力，不滿足自動(dòng)化的要求；水質(zhì)因參數(shù)眾多，僅部分可在線監(jiān)測(cè)，絕大多數(shù)需采取水樣在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。在生物通量監(jiān)測(cè)要素中，各種生態(tài)和生境要素均未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)，有些甚至缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段。因此，應(yīng)在提高水位雨量自動(dòng)測(cè)報(bào)設(shè)備可靠度的同時(shí)，盡快開展流量、泥沙、水質(zhì)、生態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的研發(fā)。

(1) 流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)。首先，大力開展基于聲學(xué)、視頻、雷達(dá)原理[20]的各類自動(dòng)在線流速儀器的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)主要流量自動(dòng)在線測(cè)驗(yàn)儀器的國(guó)產(chǎn)化，同時(shí)要加強(qiáng)各類新儀器的比測(cè)試驗(yàn)，使其盡快達(dá)到實(shí)用要求；其次，針對(duì)長(zhǎng)江水文位于大江大河的特點(diǎn)，研究多傳感器多線多點(diǎn)組合方式，實(shí)現(xiàn)河道全斷面流量在線監(jiān)測(cè)；開展流量監(jiān)測(cè)的水文測(cè)船等運(yùn)輸載體的自動(dòng)化、智能化設(shè)備研發(fā)，通過(guò)對(duì)水文測(cè)船定位控制、機(jī)械設(shè)備優(yōu)化、信號(hào)處理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)水文測(cè)船的智能控制；通過(guò)對(duì)水文纜道絞車和動(dòng)力控制，信號(hào)傳輸、接收、處理，水下儀器的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)水文纜道的智能控制。

(2) 泥沙監(jiān)測(cè)。一方面要著力研發(fā)泥沙現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器，開展OBS、TES-91、LISST的比測(cè)試驗(yàn)，研發(fā)基于量子點(diǎn)光譜的泥沙含量、級(jí)配及物質(zhì)組成測(cè)量一體化設(shè)備，驗(yàn)證同位素、光電、振動(dòng)等物理測(cè)沙儀等儀器在長(zhǎng)江不同河段的適用性，為實(shí)現(xiàn)懸移質(zhì)泥沙的快速和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)創(chuàng)造條件；另一方面開展流量、泥沙異步測(cè)量精度提升方法研究，以流量監(jiān)測(cè)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)懸移質(zhì)泥沙測(cè)量的自動(dòng)化。同時(shí)，還需要開展推移質(zhì)泥沙自動(dòng)測(cè)量原理和裝置研究，力爭(zhēng)突破推移質(zhì)在線測(cè)量的難題。

(3) 水質(zhì)監(jiān)測(cè)。一是加大水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)方法的研究力度，積極引進(jìn)先進(jìn)的儀器設(shè)備，進(jìn)一步擴(kuò)大自動(dòng)監(jiān)測(cè)的參數(shù)數(shù)量；二是開展衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)對(duì)懸浮物、葉綠素、油類等光譜特性與地面人工采樣比測(cè)分析，構(gòu)建天空地一體的水質(zhì)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí)效與質(zhì)量。近期，積極推動(dòng)丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)，確保南水北調(diào)中線水源的安全。

(4) 生態(tài)監(jiān)測(cè)。依據(jù)水利部頒布的《生態(tài)流量監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)指南》，大力開展水生生物自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，將水生生物監(jiān)測(cè)由形態(tài)監(jiān)測(cè)向eDNA監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變，建立各類水生生物種群的基因庫(kù)，引進(jìn)或開發(fā)水生生物數(shù)量、種群的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。針對(duì)水生生境監(jiān)測(cè)，可結(jié)合水文測(cè)站特性，制定標(biāo)準(zhǔn)的水生生境監(jiān)測(cè)種類和方法。

(5) 河道測(cè)繪。一方面研究無(wú)人機(jī)航測(cè)與水下地形自動(dòng)結(jié)合測(cè)量方法，提高河道灘涂測(cè)量的效率；另一方面開展地面、水面三維掃描與水下機(jī)器人同步測(cè)量技術(shù)探索，實(shí)現(xiàn)陸地水下地形同步測(cè)量；再者，應(yīng)開展基于多星源衛(wèi)星融合的觀測(cè)研究，突破衛(wèi)星水下地形測(cè)驗(yàn)難題，加強(qiáng)河道測(cè)繪的時(shí)效性。

(6) 全要素自動(dòng)集成。首先，大力開展各要素自動(dòng)測(cè)量設(shè)備研發(fā)，加強(qiáng)各類新技術(shù)裝備的科學(xué)應(yīng)用，研究全類型復(fù)雜河段的水文要素在線監(jiān)測(cè)最優(yōu)化方法，解決不同要素設(shè)備的不兼容問題；其次，研發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)智能控制的降水、蒸發(fā)、水溫、水位、流量、泥沙等水文要素在線監(jiān)測(cè)成套設(shè)備；第三，充分利用5G等新基建賦能改造傳統(tǒng)技術(shù)，研制基于物聯(lián)網(wǎng)融合的水文全要素集成系統(tǒng)，解決海量數(shù)據(jù)匯集、遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)并行處理等難題。

3.2.2實(shí)現(xiàn)全過(guò)程全量程監(jiān)測(cè)

(1) 水文全過(guò)程監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)在線方式仍是最直接的手段。要充分應(yīng)用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，開展與站點(diǎn)特性匹配的比測(cè)試驗(yàn)，研究與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配的計(jì)算方法，探索更為便捷、有效、融合的監(jiān)測(cè)方式。然而，對(duì)于尚未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)的站點(diǎn)，需要著力開展水位流量單值化方法研究，通過(guò)水位的全過(guò)程監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)流量的全過(guò)程；開展異步測(cè)沙技術(shù)研究，由流量的全過(guò)程實(shí)現(xiàn)泥沙監(jiān)測(cè)的全過(guò)程；水質(zhì)需要解決常規(guī)采樣實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)的測(cè)驗(yàn)頻次問題，開展實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)方法與衛(wèi)星或移動(dòng)飛行器光譜分析的適用性研究，通過(guò)增加混合頻次實(shí)現(xiàn)全過(guò)程監(jiān)測(cè)；針對(duì)長(zhǎng)江河道特點(diǎn)，要研究衛(wèi)星遙感與地面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的配度，利用衛(wèi)星重訪規(guī)律較高的特點(diǎn)，提高對(duì)河道岸線監(jiān)測(cè)的過(guò)程控制。

(2) 水文全量程監(jiān)測(cè)，低高水水位、流量監(jiān)測(cè)是難點(diǎn)。應(yīng)在系統(tǒng)分析測(cè)站特性，充分認(rèn)識(shí)測(cè)驗(yàn)河段水位、流速、泥沙等分布和變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，針對(duì)高、中、低水的特性，從各監(jiān)測(cè)設(shè)備的測(cè)量原理(雷達(dá)波、超聲波、影像等)、安裝方式(點(diǎn)、多點(diǎn)、線、多線等)、流量合成計(jì)算模型(線性回歸、流速二維反演積分合成、深度學(xué)習(xí)等)等多方面合理選擇對(duì)應(yīng)量程的監(jiān)測(cè)方式，最終通過(guò)量程接力的方式實(shí)現(xiàn)全量程自動(dòng)監(jiān)測(cè)。開發(fā)能結(jié)合接觸式和非接觸式水位、流速等多要素儀器的通用觀測(cè)平臺(tái)，研發(fā)水位自記井防淤技術(shù)，研制抗干擾高精度的非接觸式水位計(jì)，開展無(wú)人立尺在極速漲落河段應(yīng)急水位觀測(cè)技術(shù)的研究；針對(duì)大流量監(jiān)測(cè)，大力開展雷達(dá)槍、電子浮標(biāo)等大流量測(cè)流設(shè)備引進(jìn)開發(fā)，重點(diǎn)開展基于雷達(dá)、光學(xué)圖像、UHF等非接觸式流速儀的研制，開發(fā)相配套的軟件系統(tǒng)；針對(duì)小流量監(jiān)測(cè)，研究超聲波時(shí)差、H-ADCP等極低流速測(cè)量有效方法，研發(fā)微型ADCP、聲學(xué)點(diǎn)流速儀、超靈敏度機(jī)械流速儀，水工建筑物流量測(cè)驗(yàn)和系數(shù)率定技術(shù)。針對(duì)泥沙監(jiān)測(cè)，開展特小含沙量監(jiān)測(cè)方法研究及儀器研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)小含沙量測(cè)量技術(shù)的突破。

3.2.3突破空天地一體監(jiān)測(cè)瓶頸

長(zhǎng)江流域片已形成了一定規(guī)模的地面水文站點(diǎn)，站點(diǎn)不可能無(wú)限加密，特別是長(zhǎng)江源頭以及西南諸河流域，仍存在大量人類無(wú)法到達(dá)的區(qū)域，如何對(duì)這一部分開展水文監(jiān)測(cè)，補(bǔ)齊該區(qū)域基礎(chǔ)地理信息，是當(dāng)前亟待解決的問題之一，構(gòu)建空天地一體的透徹監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)是最為有效的解決途徑。研究在近地空間的極軌衛(wèi)星、靜止衛(wèi)星、空間站，在對(duì)流層或平流層的探空氣球、多普勒雷達(dá)、探空飛機(jī)、無(wú)人機(jī)，以及在河流上布設(shè)大量各類地面站點(diǎn)，通過(guò)天基、空基、地面三大類平臺(tái)的多傳感器聯(lián)合觀測(cè)，解決監(jiān)測(cè)站點(diǎn)稀疏甚至西部無(wú)人區(qū)很難獲取區(qū)域完整信息的缺陷，開發(fā)能及時(shí)獲取水文科學(xué)中的降雨、土壤水分、徑流、蒸散發(fā)、水質(zhì)、水域面積、岸線變化、水生態(tài)監(jiān)測(cè)等“線、面”信息的空天地一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

(1) 降水監(jiān)測(cè)。開發(fā)衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)的測(cè)雨功能，研究空間與地面站網(wǎng)雨量耦合方法，提高雨量監(jiān)測(cè)的范圍和精度，為水文水資源預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型提供高精度的數(shù)據(jù)來(lái)源。

(2) 水位、流量監(jiān)測(cè)。根據(jù)衛(wèi)星大數(shù)據(jù)的原理，研發(fā)利用歷史水面寬、衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)重構(gòu)水位系列的途徑；通過(guò)構(gòu)建虛擬的水文站網(wǎng)，開展多星源耦合的水位、流量連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。特別是對(duì)于突發(fā)事件，要實(shí)現(xiàn)水文全過(guò)程全量程監(jiān)測(cè)，應(yīng)開展無(wú)人立尺在極速漲落河段水位觀測(cè)技術(shù)的研究，以及基于衛(wèi)星、移動(dòng)飛行器的流量、地形快速測(cè)量方法的研究。通過(guò)引進(jìn)或研制適應(yīng)不同類型事件的應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備，進(jìn)行雷達(dá)槍、電子浮標(biāo)等大流量測(cè)流，以及微型ADCP、聲學(xué)點(diǎn)流速儀等小流量測(cè)流儀器的試驗(yàn)研究，構(gòu)建水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)的物質(zhì)保障體系以及技術(shù)支撐體系

(3) 泥沙、水質(zhì)監(jiān)測(cè)。通過(guò)衛(wèi)星、移動(dòng)飛行器的光譜分析，開展相關(guān)懸移質(zhì)含沙量、水質(zhì)要素的連續(xù)監(jiān)測(cè)研究。

(4) 河道測(cè)繪。除用好常規(guī)衛(wèi)星定位功能外，可充分利用水位漲落與水面寬度或水域面積的關(guān)系，研究利用高精度衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)開展過(guò)往水道重構(gòu)的方法，開發(fā)基于衛(wèi)星、移動(dòng)飛行器的流量、地形快速測(cè)量技術(shù)，與水下機(jī)器人進(jìn)行水陸空一體化全息測(cè)量。

(5) 空天地一體化觀測(cè)。① 要解決事件感知與多傳感器協(xié)同觀測(cè)與快速響應(yīng)問題，將空天地觀測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)共享，實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)測(cè)的綜合、快速響應(yīng)。② 將遙感技術(shù)與傳統(tǒng)地學(xué)方法相結(jié)合，建立涵蓋信息處理、解譯、分析、表述和應(yīng)用的信息綜合應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)空天地?cái)?shù)據(jù)的融合、同化與協(xié)同信息處理的快速、精確和全面，改變傳統(tǒng)的“以點(diǎn)帶面”信息處理模式。

3.3 智慧協(xié)同的專業(yè)支撐體系

“十四五”期間，立足于現(xiàn)有信息化基礎(chǔ)，借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等信息化技術(shù)，以業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同為導(dǎo)向，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以產(chǎn)品智能改造升級(jí)、水文業(yè)務(wù)拓展轉(zhuǎn)型為目的，重點(diǎn)開展傳統(tǒng)水文業(yè)務(wù)智慧賦能，推進(jìn)算據(jù)、算法、算力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水文全業(yè)務(wù)鏈的在線協(xié)同，形成“測(cè)報(bào)算”一體的專業(yè)合力，構(gòu)建水安全全要素預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案模擬業(yè)務(wù)平臺(tái)。

3.3.1提升水文產(chǎn)品智能水平

(1) 水文監(jiān)測(cè)。全力建設(shè)長(zhǎng)江智慧水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(WISH)。要充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù)，建立包括全部水文監(jiān)測(cè)信息的采集、處理、審查、整編、發(fā)布及相應(yīng)各項(xiàng)管理在內(nèi)的唯一、清晰和完整的流程鏈，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+水文監(jiān)測(cè)+在線整編”的總體目標(biāo)。通過(guò)深度融合新技術(shù)應(yīng)用，提升水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在站處理、資料整編、分析計(jì)算的自動(dòng)化智能化水平；深化水文測(cè)站管理體制機(jī)制，完善站網(wǎng)管理體系，借助AI視頻賦能，構(gòu)建巡測(cè)模式下的新型智能測(cè)站管理模式；開發(fā)智能巡測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于在線地圖的巡測(cè)測(cè)次、路線智能推薦的水文測(cè)驗(yàn)布置。

(2) 河道測(cè)繪。開發(fā)衛(wèi)星、移動(dòng)飛行器遙感與河道泥沙觀測(cè)及地面河勢(shì)調(diào)查耦合的一體化河道岸線智能監(jiān)視系統(tǒng)，推動(dòng)河道測(cè)量、制圖、入庫(kù)、管理的一體化系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪工作鏈全過(guò)程的自動(dòng)化、在線化，數(shù)據(jù)來(lái)源的現(xiàn)場(chǎng)化、唯一化，數(shù)據(jù)處理的智能化。進(jìn)一步加快河道測(cè)繪的效率，將對(duì)長(zhǎng)江河道岸線的監(jiān)測(cè)頻次由幾年一次縮短為幾天一次，逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)江河道實(shí)時(shí)監(jiān)控。以穩(wěn)定、精確、專業(yè)定制化河道泥沙算法與預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)、算法、功能三級(jí)服務(wù)架構(gòu)，構(gòu)建數(shù)字孿生流域的數(shù)據(jù)底座，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)座艙式三維河道表現(xiàn)，并提供沉浸式河道瀏覽體驗(yàn)，為河道水庫(kù)沖淤演變分析、水文泥沙預(yù)測(cè)、崩岸分析預(yù)測(cè)、水庫(kù)調(diào)度決策及堤防、岸線、采砂、航道管理提供決策依據(jù)。

(3) 水環(huán)境監(jiān)測(cè)。通過(guò)流域水質(zhì)中心和7個(gè)水質(zhì)分中心實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)升級(jí)完善，將LIMS系統(tǒng)范圍延伸至分局水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合水質(zhì)全要素監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全局水質(zhì)數(shù)據(jù)的全設(shè)備、全要素、全過(guò)程的智能管理，開發(fā)水質(zhì)數(shù)據(jù)的智能傳輸、率定、預(yù)警系統(tǒng)。同時(shí)，擴(kuò)充水質(zhì)要素的監(jiān)測(cè)范圍，開展水生態(tài)、水生境觀測(cè)技術(shù)研究。

(4) 水文水資源分析。在持續(xù)升級(jí)水文分析計(jì)算系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)計(jì)算成果智能報(bào)警、標(biāo)準(zhǔn)化輸出與在線校審的基礎(chǔ)上，開發(fā)智能水文水資源分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過(guò)關(guān)聯(lián)整合、資源索引、統(tǒng)一編碼、對(duì)象描述，實(shí)現(xiàn)水文分析與水資源評(píng)價(jià)的模塊化、智能化。

(5) 水文水情預(yù)報(bào)。開展“四預(yù)”能力建設(shè)，完善升級(jí)洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)，構(gòu)建智能預(yù)報(bào)調(diào)度體系。在預(yù)報(bào)調(diào)度技術(shù)方面，研究基于大數(shù)據(jù)、人工智能的水文預(yù)報(bào)新方法、新模型，實(shí)現(xiàn)水文氣象預(yù)報(bào)技術(shù)創(chuàng)新；開展水文氣象數(shù)據(jù)融合研究，將降雨和水文數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)格化，提升短、中、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)精度；積極研究應(yīng)用知識(shí)圖譜、人工智能等新技術(shù)，構(gòu)建智能算法解決水文氣象異常數(shù)據(jù)檢測(cè)、歷史相似雨洪分析、預(yù)報(bào)產(chǎn)品自動(dòng)生成、智能內(nèi)容搜索等高復(fù)雜、多重復(fù)的傳統(tǒng)問題，提升效率和智能水平；開展水文數(shù)字流場(chǎng)建設(shè)，構(gòu)建物理流域的數(shù)字水文映射，同步現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景和連續(xù)不斷的各類信息數(shù)據(jù)，開發(fā)水文映射數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)流域水文全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化。

(6) 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)。建立多要素多協(xié)議兼容的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水文全要素在線監(jiān)測(cè)。研發(fā)以流量、泥沙監(jiān)測(cè)為重點(diǎn)的水文智能測(cè)報(bào)產(chǎn)品，開發(fā)全量程水文觀測(cè)平臺(tái)等成套技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)多要素的智能在線監(jiān)測(cè)和全要素高精度智能儀器間協(xié)同監(jiān)測(cè)；構(gòu)建基于物信融合的水文數(shù)據(jù)智能匯聚系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水文測(cè)報(bào)要素一體化、數(shù)據(jù)處理與傳輸智能化，創(chuàng)新適應(yīng)新形勢(shì)的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.3.2擴(kuò)展水文智慧服務(wù)領(lǐng)域

(1) 開發(fā)水資源管理與考核數(shù)據(jù)支撐體系，積極服務(wù)于最嚴(yán)格水資源管理。要從主要服務(wù)于防汛向兼顧各種要求轉(zhuǎn)變，研究中小流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)及精度評(píng)價(jià)技術(shù)、研發(fā)中小流量智能在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)和設(shè)備、提升水工建筑物推流系數(shù)智能率定與自適應(yīng)修正水平、開發(fā)流域地下水水位水質(zhì)監(jiān)測(cè)和智能評(píng)價(jià)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)區(qū)域水文大數(shù)據(jù)智能分析，為水資源考核指標(biāo)的率定和考核數(shù)據(jù)的合理性分析提供數(shù)據(jù)支撐。

(2) 構(gòu)建水生態(tài)智能監(jiān)測(cè)體系，響應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)。開展生態(tài)調(diào)度機(jī)制下枯水期和魚類產(chǎn)卵期生態(tài)流量、水生生物、河道生境智能監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，研發(fā)水生生物、河流生境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)相關(guān)技術(shù)，開發(fā)長(zhǎng)江干流、重要支流和重要湖泊控制斷面生態(tài)流量智能監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)；積極開展梯級(jí)水庫(kù)群生態(tài)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)調(diào)度方法研究，探索調(diào)度時(shí)機(jī)、調(diào)度次序、調(diào)度過(guò)程、調(diào)度效果監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的智能化途徑，建立與生態(tài)調(diào)度高度一致的全要素監(jiān)測(cè)預(yù)警體系。

依托水文數(shù)字賦能，全面拓展水文服務(wù)領(lǐng)域。以現(xiàn)有水文六大產(chǎn)品為基礎(chǔ)，以全社會(huì)對(duì)水文需求為導(dǎo)向，通過(guò)深化大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)的融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水文信息數(shù)字的產(chǎn)品化，開展水文深加工，開發(fā)質(zhì)量更好、效率更高的水文專業(yè)產(chǎn)品，將水文服務(wù)延伸至更多行業(yè)或領(lǐng)域。

3.4 優(yōu)質(zhì)高效的信息服務(wù)體系

“十四五”期間，以建立數(shù)據(jù)高效協(xié)同體制、形成堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)底座、建設(shè)孿生流域?yàn)槟康模攸c(diǎn)建設(shè)長(zhǎng)江水文大數(shù)據(jù)中心、水文綜合服務(wù)平臺(tái)及公眾服務(wù)門戶。

3.4.1建立高效業(yè)務(wù)協(xié)同體制

(1) 整合流域節(jié)點(diǎn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能。通過(guò)擴(kuò)展長(zhǎng)江流域?qū)崟r(shí)水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用范圍，全面整合國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)、國(guó)家流域水資源監(jiān)控系統(tǒng)、國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等在長(zhǎng)江流域節(jié)點(diǎn)的功能，研制適應(yīng)長(zhǎng)江流域特點(diǎn)的全要素實(shí)時(shí)信息匯集平臺(tái)。開發(fā)衛(wèi)星、超短波、手機(jī)APP等多平臺(tái)融合，涵蓋水文站點(diǎn)、水庫(kù)群、水文管理部門等各種信息來(lái)源的共享以及交換系統(tǒng)。融合全國(guó)省界斷面水文水資源監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)和水文在線整編系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整編、傳輸、存儲(chǔ)、共享的實(shí)時(shí)化、一體化?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，擴(kuò)展長(zhǎng)江流域防汛會(huì)商系統(tǒng)功能及使用范圍，充分吸收現(xiàn)場(chǎng)的水文測(cè)驗(yàn)、水庫(kù)管理和電站調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)，為防洪抗旱、水資源管理提供高質(zhì)量服務(wù)保障。

(2) 構(gòu)建行業(yè)間業(yè)務(wù)協(xié)作體制。組建長(zhǎng)江流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)，推進(jìn)流域內(nèi)水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室LIMS系統(tǒng)建設(shè)，擴(kuò)展現(xiàn)有平臺(tái)的共享數(shù)據(jù)種類，完善水文系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)參數(shù)的共享交換體制。在鞏固流域水文協(xié)作體制的基礎(chǔ)上，建立與各級(jí)氣象、生態(tài)環(huán)境、國(guó)土資源、應(yīng)急保障部分的有效聯(lián)絡(luò)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)行業(yè)間的信息共享流程。

3.4.2構(gòu)建水文信息服務(wù)體系

(1) 一個(gè)中心。建設(shè)一個(gè)長(zhǎng)江水文大數(shù)據(jù)中心，建立基礎(chǔ)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、時(shí)空和信息場(chǎng)景等數(shù)據(jù)的集合，以及資源目錄、多級(jí)元數(shù)據(jù)、信息標(biāo)識(shí)和知識(shí)圖譜等，實(shí)現(xiàn)水文信息資源的虛擬化組織，形成水文大數(shù)據(jù)環(huán)境。通過(guò)整合水文數(shù)據(jù)資源，建設(shè)流域水文數(shù)據(jù)底座，實(shí)現(xiàn)流域水文全要素?cái)?shù)字化映射，建立全面支撐水文業(yè)務(wù)應(yīng)用的大數(shù)據(jù)中心。通過(guò)構(gòu)建包括多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)獲取、集成、存儲(chǔ)、信息挖掘與可視化等多個(gè)過(guò)程的大數(shù)據(jù)體系，以云計(jì)算架構(gòu)為基礎(chǔ)建立水文信息資源統(tǒng)一組織與應(yīng)用支撐平臺(tái)，完成長(zhǎng)江水文數(shù)據(jù)資源目錄建設(shè)、數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布和展示應(yīng)用，提供數(shù)據(jù)智能計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等服務(wù)。

(2) 一個(gè)平臺(tái)。建設(shè)長(zhǎng)江水文綜合服務(wù)平臺(tái)，開展大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)應(yīng)用支撐與集成建設(shè)，以水文水利各業(yè)務(wù)領(lǐng)域數(shù)字化、智能化、智慧化為目標(biāo)，以信息資源整合和高效利用、有序共享為重點(diǎn)，推進(jìn)算據(jù)、算法、算力建設(shè)，提升網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)保障能力，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)孿生技術(shù)模擬仿真平臺(tái)，支撐水文全要素預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案的模擬分析，建設(shè)長(zhǎng)江水文綜合服務(wù)平臺(tái)，打造水文綜合服務(wù)引擎。

(3) 兩個(gè)門戶。建設(shè)長(zhǎng)江水文公眾服務(wù)和專業(yè)服務(wù)門戶，為長(zhǎng)江水文體系的迭代升級(jí)提供戰(zhàn)略指引，包括局內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與普通用戶、局外單位與普通用戶等，實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別用戶嚴(yán)格的權(quán)限控制；對(duì)外建立面向不同用戶和需求提供統(tǒng)一的公眾信息服務(wù)平臺(tái)，提供水文專業(yè)產(chǎn)品、軟件工具、模型算法及技術(shù)輸出等專業(yè)服務(wù)及發(fā)布、查詢、獲取、管理等功能，以集市門戶的方式，實(shí)現(xiàn)服務(wù)管理一體化、業(yè)務(wù)分析一體化、產(chǎn)品供給一體化，統(tǒng)一展現(xiàn)長(zhǎng)江水文的數(shù)據(jù)、服務(wù)和軟件產(chǎn)品。

3.4.3完善水文社會(huì)服務(wù)形式

持續(xù)完善各類公報(bào)、通報(bào)產(chǎn)品。繼續(xù)通過(guò)出版物、網(wǎng)站、公眾服務(wù)號(hào)、APP等多種媒介，發(fā)布實(shí)時(shí)水情、重要汛情、預(yù)報(bào)預(yù)警等信息。積極開展各類為社會(huì)管理服務(wù)的公報(bào)、通報(bào)的編制和發(fā)布工作，繼續(xù)編制并出版《長(zhǎng)江流域及西南諸河水資源公報(bào)》《長(zhǎng)江泥沙公報(bào)》，協(xié)同編制出版《中國(guó)水資源公報(bào)》《中國(guó)河流泥沙公報(bào)》，力爭(zhēng)使用數(shù)據(jù)更權(quán)威準(zhǔn)確。繼續(xù)為編制《全國(guó)生態(tài)流量監(jiān)測(cè)信息通報(bào)》《全國(guó)水資源監(jiān)測(cè)通報(bào)》提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，為最嚴(yán)格水資源制度考核提供依據(jù)。完善《長(zhǎng)江流域水資源監(jiān)測(cè)通報(bào)》《長(zhǎng)江流域生態(tài)流量監(jiān)測(cè)信息通報(bào)》《長(zhǎng)江流域及西南諸河水資源中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)》的編制內(nèi)容、體制，積極為流域管理提供更加全面的支撐。探索進(jìn)一步擴(kuò)大為水利中心工作服務(wù)的范圍及相應(yīng)途徑，結(jié)合現(xiàn)已開展的河道巡查和衛(wèi)星遙感，充分利用長(zhǎng)江水文的數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，探索開展《長(zhǎng)江險(xiǎn)工險(xiǎn)段崩岸預(yù)警通報(bào)》《長(zhǎng)江水質(zhì)通報(bào)》的可能性，擴(kuò)大長(zhǎng)江水文的服務(wù)領(lǐng)域。

3.5 科學(xué)規(guī)范的管理保障體系

“十四五”期間，以保障水文高質(zhì)量發(fā)展為目的，重點(diǎn)開展全方位精細(xì)化管理、科技創(chuàng)新工作，深化內(nèi)部管理、加強(qiáng)文化建設(shè)，促進(jìn)單位幸福感提升。

3.5.1管理服務(wù)的業(yè)務(wù)化

(1) 管理保障業(yè)務(wù)發(fā)展。① 促進(jìn)黨建與業(yè)務(wù)的深度融合，以堅(jiān)強(qiáng)的政治保障促進(jìn)水文高質(zhì)量發(fā)展，為推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展提供政治保障；② 保證制度有利于業(yè)務(wù)進(jìn)步，通過(guò)加強(qiáng)管理創(chuàng)新、制訂精細(xì)化管理制度、強(qiáng)化執(zhí)行力度，促進(jìn)管理與業(yè)務(wù)融合，完善績(jī)效考核、崗位聘用等激勵(lì)措施，激發(fā)單位職工積極性和創(chuàng)造性；③ 人才隊(duì)伍向業(yè)務(wù)傾斜，進(jìn)一步優(yōu)化招聘制度，加快干部年輕化步伐，持續(xù)推進(jìn)高層次人才培養(yǎng)，探索干部基層交流培養(yǎng)機(jī)制，為基層引進(jìn)一批留得住的實(shí)用型人才。

(2) 管理以解決問題為目的。管理要在傳承和發(fā)揚(yáng)現(xiàn)有好的做法的基礎(chǔ)上，針對(duì)新出現(xiàn)的問題，以問題為導(dǎo)向，開展測(cè)站空心化、駐巡結(jié)合的技術(shù)管理方式，勇于突破既有管理模式，有針對(duì)性地開展管理創(chuàng)新。

(3) 管理緊扣重點(diǎn)工作和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。管理應(yīng)重點(diǎn)服務(wù)于核心業(yè)務(wù)，如水文預(yù)報(bào)、水文測(cè)驗(yàn)、河道觀測(cè)、水文水資源、水環(huán)境、自動(dòng)測(cè)報(bào)等六大產(chǎn)品，以及數(shù)字孿生流域、智慧水文、“一站一策”和“重點(diǎn)示范站”等重點(diǎn)，抓工作短板和薄弱環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮好典型示范引領(lǐng)作用，以點(diǎn)帶面。

3.5.2管理程序的規(guī)范化

(1) 完善規(guī)章制度，做到制度管人。全面清理規(guī)章制度，及時(shí)修訂，查漏補(bǔ)缺，切實(shí)做到有章可循、有規(guī)可依。建立考核評(píng)價(jià)體系和問責(zé)制度，確保各項(xiàng)規(guī)章制度和規(guī)則要求落到實(shí)處，堅(jiān)決克服形式主義。

(2) 強(qiáng)化ISO質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全管理。細(xì)化作業(yè)文件，針對(duì)具體任務(wù)，制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞒绦颉?biāo)準(zhǔn)和流程，按程序運(yùn)行，按標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，充分使用信息化建設(shè)成果，通過(guò)各類應(yīng)用系統(tǒng)固化流程、提高效率。

(3) 完善崗位職責(zé)。結(jié)合具體工作流程，細(xì)化各類崗位的職責(zé)，明確邊緣性、交叉性工作分工，確保任務(wù)到人、責(zé)任到人，做到人人有擔(dān)子、個(gè)個(gè)有責(zé)任，構(gòu)建各負(fù)其責(zé)、齊心協(xié)力的良好工作氛圍。

3.5.3強(qiáng)化文化和科技保障

(1) 強(qiáng)化文化建設(shè)，營(yíng)造積極向上的發(fā)展氛圍。推進(jìn)文明單位創(chuàng)建活動(dòng)，大力宣傳先進(jìn)人物和先進(jìn)集體，推進(jìn)水文示范站文化提升工程，打造長(zhǎng)江水文品牌，推進(jìn)水文化建設(shè)，讓干部職工有幸福感。

(2) 強(qiáng)化科技保障，提升發(fā)展動(dòng)能。堅(jiān)持技術(shù)立局，突出創(chuàng)新能力提升，開展省部級(jí)和長(zhǎng)江委級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)創(chuàng)建，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外科研院所交流，實(shí)現(xiàn)更多國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)成果落地開花。同時(shí)推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)工作實(shí)效，讓干部職工體驗(yàn)到科技自豪感。

4 結(jié) 語(yǔ)

水文是防洪抗旱、水資源保護(hù)、水污染防治、水環(huán)境治理、水生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)指標(biāo)、信息支撐和科學(xué)依據(jù)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和流域綜合管理的基礎(chǔ)。本文通過(guò)梳理長(zhǎng)江水文站網(wǎng)布設(shè)、監(jiān)測(cè)能力、專業(yè)支撐、信息共享以及管理體制等方面的發(fā)展歷程，提出了構(gòu)建新時(shí)代長(zhǎng)江水文綜合站網(wǎng)、立體監(jiān)測(cè)、專業(yè)支撐、信息服務(wù)和管理保障等五大體系的建設(shè)構(gòu)想?！笆奈濉逼陂g，將通過(guò)人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)水文、水質(zhì)、水生態(tài)、河道監(jiān)測(cè)手段和方式進(jìn)行改造與更新，擴(kuò)展水文服務(wù)領(lǐng)域，完善水文測(cè)報(bào)信息網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)支撐體系，努力構(gòu)建和發(fā)展長(zhǎng)江水文“五大體系”，更好地為社會(huì)各方提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。