159岁汉口水文站挺立长江防洪测报最前线

159岁汉口水文站挺立长江防洪测报最前线

原标题:159岁汉口水文站:“哨兵”依旧挺立长江防洪测报最前线!

极目新闻记者 庞正

通讯员 莫登华

摄影 极目新闻记者 刘中灿

实习生 但愿

滚滚长江,碧水东流。

在长江最大支流汉江与长江交汇处,汉口水文站已牢牢挺立159年。百年沧桑,作为长江中游干流洪水编号依据站,汉口水文站历经1931年大洪水、1954年大洪水、1998年大洪水、2020年洪水等,收集宝贵水文资料,为防汛决策提供科学依据,在长江防洪中发挥举足轻重的前沿“哨兵”作用,尽显使命与担当。

今年7月初,汉口水文站水位超警戒时间超过六天,汉口水文站的工作人员又度过了不眠不休的六天。

近日,极目新闻记者走进汉口水文站,探寻这座百年水文站的历史脉络及其在历次抗洪中的重要贡献。

武汉关报汛站

武汉关报汛站

2020年8月以来首次超警

7月14日,周日,下午4时许,长江中游水文水资源勘测局汉口分局(以下简称汉口分局)汉口水文站技术人员趁着测报工作间隙,讨论如何在水位较高时开展自主研发新仪器的比测工作。

当日16时,汉口水文站水位26.61米,较前一天略有上涨。当时,三峡水库正开启八孔泄洪,长江中下游市民难免担心水位是否会再次超警。

“我们持续关注水情变化,已经做好了各方面充分准备。”7月14日下午,汉口分局副局长、汉口水文站站长陈静对记者说。

汉口分局

汉口分局

在7月初汉口站水位超警的日子里,也是因为做好了充分准备,同时有新技术新设备赋能,所以陈静他们虽然忙碌,但也称得上从容应对。

陈静介绍,入汛前,汉口分局就对设施设备进行维护,备品备件到位,对船舶车辆进行检查,并多次开展应急演练,做足了汛前准备。

7月1日晚上9时50分许,汉口水文站的水位达到27.30米——汉口水文站的警戒水位。晚11时40分,水位涨至27.31米,超警戒水位0.01米,这是自2020年8月以来,该站首次超警。

午夜时分,汉口水情分中心灯火通明,电脑屏幕上的数据不断刷新。陈静与汉口分局主任工程师胡国山还在忙碌着,实时查看汉口水文站等站点的数据变化,分析研判相关水情信息,一夜无眠。

测船

测船

7月2日上午,长江岸边拉起黄白相间的警戒线。“水文302”测船从码头启航,驶向位于武汉关下游5400米处的汉口水文站测流断面,开展高洪期间的流量测验。这趟测验主要为了收集超警后、洪峰来临前的断面高洪流量,为长江委防汛调度决策提供及时有力的数据支撑。

8时14分,测验数据校核后,汉口水文站职工李炜钦在记录本上写下“26测次、水位27.46米,流量53000立方米每秒”等数据,随即将数据报送至汉口水情分中心。2分钟以后,在线监测及人工采集数据汇集到汉口水文站的数字孪生平台,这一平台自2023年10月建成使用后,首次面临高洪考验。

“我们可以通过数字孪生平台,实时查找在线流量、流速等数据,为报汛工作提供参考。同时,我们自主研发了‘智水’AI模型,采用机器学习的方法根据上下游、汉口站的水位及断面情况推算实时流量,与在线监测和人工采集数据进行比较,从而提高报汛的精度,这在今年的防汛测报工作中起到了重要作用。”陈静介绍道。

数字孪生汉口水文站

数字孪生汉口水文站

接下来的几天,大家每晚都坚守岗位,饿了吃泡面,累得撑不住了就在办公室睡折叠床。直到7月4日傍晚洪峰过境,5日水位持续回落,且预报近期没有强降水,大家才松了一口气。但还来不及休息,一队人就忙着洪峰过后的清扫和设备维护工作,还有几人马不停蹄连夜驰援团洲垸决口险情处置现场。

1998年,汉口站超警戒水位运行40天

走进汉口水文站,迎面就能看到一个记录汉口历史水位的水行纪,最高水位是1954年8月18日的29.73米,第二位的是1998年8月20日的29.43米。

汉口站水行纪

汉口站水行纪

参与1998年抗洪的很多人已经退休了,但提起那段经历,他们记忆犹新。

时任汉口水文站站长的刘少安今年63岁,他向记者讲述了那段过往。

1998年夏季,长江流域气候异常,中下游干流及洞庭、鄱阳两湖水系出现汛前底水较高的情况。入梅以后,暴雨不断,主雨带长期徘徊于长江流域,使得长江上、中、下游地区相继发生大洪水,并发生恶劣遭遇,是继1954年以来的又一次全流域型大洪水。

事后统计,1998年大洪水,武汉处于设防水位以上高水位时间共持续91天5小时,超警戒水位运行40天,武汉市域的汉江府环河、金水河、滠水、倒水、举水均突破历史最高洪水位,先后经历八次大洪峰。

当时,自6月下旬武汉关水位突破27.30米警戒水位起,汉口水文站的测洪报汛工作便进入了紧张而繁忙的时期,连续奋战高洪2个多月。

现在的测船通向岸边

现在的测船通向岸边

那时测洪水流速需要人工测量。高洪时汉口江面宽达2000多米,江中水流湍急,宽阔的江面上,测船因抛锚定位在水中摇摆,在大浪的冲击下,有时有倾覆的危险,完成一次测验要五六个小时。7月中旬气温高达40摄氏度,工作人员夜以继日,在船舷边量绳索偏角、接水样、取河床质、拨浪渣等。因测船在断面附近没有专用码头,只能停靠在江滩边上,那个时候江滩还没整治,上下测船要搭200米长的木板,只有30至40厘米宽,测量人员提着水样桶走在这木板上晃晃悠悠,随时有掉入江中的危险,但谁也顾不上这些。

7月29日晚间,暴雨倾盆,武汉关报汛站16支固定水尺只剩下最后一根露出江面。6名观测员轮流冒着风雨借助灯头进行水位观测、逐时发报,每确定一个水位值,全身已透湿,一个小时后又出去,刚干的衣服再次湿透。

在簰洲湾溃口、荆江分洪决策过程中,最高洪峰时,汉口水文站进行每半个小时观测一次的48段制观测。由于江边水急浪高,晚上观测时天黑水深路滑,尤其危险。但观测人员克服一切困难,测得关键数据,为决策提供支撑。

8月20日,他们实测和发报了1998年汉口水文站最高水位29.43米,居历史第二位。

刘少安回忆,后来汉口水文站水位退警,测报工作相对有所减少,但越是退水越要警惕堤防管涌、散浸等险情,心里的弦一直绷着,直到退出设防水位才放下心来。

如今的武汉关报讯站

如今的武汉关报讯站

汉口站水位是长江中游干流洪水编号依据

汉口水文站基本水尺位于长江中游干流左岸武汉关,上游3000米有武汉长江大桥,下游3800米有长江二桥,6800米有二七长江大桥。上游左岸约1400米处有汉江支流汇入,下游左岸由武湖水汇入。流量测验断面位于基本水尺下游5400米。

特殊的位置决定了汉口水文站的重要性。

汉口水文站断面的来水和来沙受到长江和汉江的双重影响。在主汛期7-8月份主要受到长江上游来水和长江中下游梅雨的影响。每年梅雨季时节,长江中下游地区常会出现持续性阴雨天,大范围长时间的降水过程往往会带来较大的洪水,汉口水文站历史上最大的十场洪水都出现在7-8月份;汉江洪水一般是9-10月份,有时候11月份还有洪水,这个阶段汉江流域受副高西伸北抬及冷空气南下影响,汉江流域会出现持续强降水过程,称秋汛。复杂的水情决定汉口水文站的测验任务十分繁重,也凸显该站的重要性。

在1954年、1998年、2020年等年份的洪水中,汉口水文站都及时、准确提供了各项关键水文数据,为抗洪提供决策支撑。

1954年武汉关最高洪水位标记

1954年武汉关最高洪水位标记

汉口水文站也是长江中游干流洪水编号依据站。按照现行的《全国主要江河洪水编号规定》,当长江洪水满足下列条件之一时,进行洪水编号:上游寸滩水文站流量或三峡水库入库流量达到50000立方米每秒,中游莲花塘水位站水位达到警戒水位(32.50米)或汉口水文站水位达到警戒水位(27.30米),下游九江水文站水位达到警戒水位(20.00米)或大通水文站水位达到警戒水位(14.40米)。

这既体现了汉口水文站的重要性,也对该站水位精确度提出了更高的要求。

全国最早设立的近代水文站

汉口水文站的历史可以追溯到1865年。

汉口水文站是长江流域最早,也是全国最早设立的具有连续水文记录的近代水位站和控制长江中游干流在汉江入汇后水情变化的国家重要水文站、中央报汛站、中游干流洪水编号依据站。去年7月,水利部认定并发布22处水文站为第一批百年水文站,有158年历史的汉口水文站位列榜首。

1862年1月1日,江汉关正式成立。1865年1月1日,江汉关署在江汉关江边设立海关水尺进行水位观测,为英制计量单位。

1950年1月15日,江汉关改称为中华人民共和国汉口关。1950年10月16日,汉口关改名为武汉关。

1950年2月,长江水利委员会(简称“长江委”)成立,同年4月汉口水文站交由长江委领导;1953年6月,由长江委汉口水文分站领导;1956年3月,由长江委汉口水文总站领导。

1994年8月,由长江委水文局长江中游水文水资源勘测局领导。

武汉关的水位标尺

武汉关的水位标尺

汉口水文站基本水尺断面位于武汉关,东经114°17′29.3″,北纬30°34′41.1″。测站在不同时期,属站管理变化很大,最大时达10个水位站。

难能可贵的是,自1865年以来,汉口站除1944年10月25日至1945年12月31日因抗日战争水位观测停测外,其余时间均有完整可靠的水位观测资料。自1952年2月10日至今,均有完整可靠的流量测验资料。自1953年3月13日至今,均有完整可靠的悬移质泥沙测验资料。

汉口水文站1865年逐日水位表

汉口水文站1865年逐日水位表

汉口站自1865年开始水位观测以来,根据实际需求,逐步增加观测项目,最多时测验项目近20项,截至2023年仍在观测的有10项。

一百多年来,汉口水文站的测量设备和技术也一直在发生变迁。

早期水文测验定位,采用六分仪配合六分仪杆法;2009年开始采用全球导航卫星系统(GNSS)定位,提高了测验定位的精度,也从此结束了用六分仪进行船舶定位的历史。

汉口水文站水位长时间采用直立水尺桩+水尺板进行人工观测。二十世纪七十年代起建立水位自记井,先后采用日记式和月记式浮子自记水位计纸质划线记录水位。1989年在海关水尺断面原址重建水位自记台。2002年起采用固态存储自记水位计记录并自动传输水位,2015年增加气泡压力式水位计采集低枯水位数据。

在流量观测方面,2009年以前,流量测验设备主要采用搭配铅鱼固定的流速仪,2009年声学多普勒流速剖面仪(ADCP)投产,大大提高了工作效率。

现在使用的测船

现在使用的测船

如今,依靠在线监测、数字孪生技术和AI模型,很多测量工作变得更高效、准确,并且能随时汇集和实时处理各类水情监测数据,为科学防汛提供决策依据。

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