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保水保质 南水北调工程中的气象力量 来源:中国气象报社 日期:2021年08月19日08:15

  中国气象报记者 简菊芳 赵晓妮

  夏汛冬枯、北缺南丰,我国的水资源时空分布不均。1952年10月,毛主席在考察黄河时提出,南方水多,北方水少,如有可能,借点水来也是可以的。

  党的十八大以来,党中央统筹建成一批跨流域、跨区域重大引调水工程,南水北调就是跨流域跨区域配置水资源的骨干工程。

  2021年5月,习近平总书记在推进南水北调后续工程高质量发展座谈会上强调,南水北调工程事关战略全局、事关长远发展、事关人民福祉。

  从南水北调的宏伟构想到东线、中线一期主体工程建成通水至今,已有400多亿立方米清水由南向北,滋润着京津冀鲁等沿线1.2亿人口。从工程建设前气候论证、库区移民、重点项目建设到人工增雨科学蓄水及水质提升等,气象部门一直守护一汪清水向北流。

  气象身影,穿梭于超级工程

  南水北调堪称我国超级工程。从气候论证工程规划到库区移民、从工程防雷安全到保水保质,气象科技力量始终贯穿其中。

  早在20世纪90年代,气象部门就启动了针对南水北调重大工程的可行性、气候影响等一系列研究和论证。

  1998年,由章淹等气象专家完成的“南水北调水旱研究”课题指出,工程输水区汉江上游和丹江口水库地区年降水量、蒸发量分别比华北需水区高出235毫米和少30%,具有调剂潜力;从历史气候、降水等分析了丰年和旱年可能对南水北调产生影响的因素,对如何趋利避害、发挥南水北调(中线)工程最大效益提出了可行性建议。其中提出,凶猛的雨洪是中线防洪安全必须注意的重要问题,应有相应的配套或辅助设施建设,并对不同方案的投入与效益比进行全面评价与科学评估;对南水北调重大工程建设的水旱灾害影响开展交叉学科和全面综合的研究与论证。

  北京市科学技术协会组织的评审专家一致认为,这一课题对完善南水北调总体规划实施方案、优化调度,以及对工程的实施和运行中可能发生的特殊情况进行处理决策等具有很好的参考价值。

  十几年前,因水库开工建设,湖北、河南等输水区所在气象部门对输水项目工程开展了防雷服务。所有项目,均未受到雷击影响。在库区持续大规模移民搬迁工作中,防雷、短时强对流防范,气象部门从未缺位。

  图为气象部门为水库蓄水开展人工影响天气作业。王珏摄

  十分之一的水,来自云端

  在北京市五棵松地铁站铁轨下方,混凝土涵道中奔腾着来自南方的清水。这一渠清水,缓解了北京这个超大城市供水压力。

  这其中,有江河湖水的库存,也有来自天上云端的水。据估算,有大约10%的水来自云端,这是气象科技为干旱的华北送上的“红利”。

  2019年9月,位于中线汇水区的淅川、西峡、内乡等县降水持续偏少,丹江口水库水位急剧下降。而这里是南水北调中线工程核心水源地和陶岔渠首枢纽工程所在地,是一渠清水北送的“大水缸”和“水龙头”。

  眼看大水缸“自身难保”,如何解决自身缺水和确保北上之水?为此,气象部门跟老天爷“杠”上了。为了抓住短暂的作业时机,南阳市气象局派出几支小分队,一队“盯着”老天爷,蹲守在后方预报平台,盯着云图、雷达回波图,密切监视天气变化;其余驻扎前方的几队则准备增雨作业,日夜蹲守在库区各个作业点。初秋的南阳,天气依然很热,但大家坚守各自岗位,等待时机、向天要水。

  终于,前方传来“准备作业”的指令。前后方人员抓住库区周边区域处于副热带高压边缘暖湿气流控制的短暂有利时机,增雨飞机、火箭、高炮、高山焰炉几乎同时出动,开展了一场空地一体化人工影响天气作业。作业后,在自然降水和人工增雨作业共同影响下,汇水区降雨量普遍增加,为丹江口水库补了水。同时,库区周边保护区降雨量增加也有利于植被修复,从而减少水土流失,有效保护水质。

  不仅在河南,在湖北水源区,利用人工增雨增加水库蓄水,是南水北调工程中的重要一笔。“库区补水增容,人工增雨功不可没!”南阳市南水北调工程运行保障中心调研员皮志敏感慨。

  图为南阳市气象实况数据监测。

  北上的水,确保全合格

  2002年,南水北调工程正式开工。但是,在东线和中线,由水质引起的焦虑被掩盖在滚滚河流之下:黄河以南的36个水质断面中,仅有1个达到地表水3类标准。且供水沿线工业城市多、水上交通运输发达,水治理谈何容易?

  在湖北十堰,“十堰市神定河治理”微信群里每天都“热闹非凡”,而多年如一日在工作群发出第一条信息的,总是十堰市气象台。

  今年5月13日早上6点,十堰市气象台值班预报员梁辰通过十堰市智能网格预报系统,制作并发布了最新一期《神定河治理调度气象专报》,并迅速转发到微信群。接到消息后,群里热闹起来了:十堰市河湖长制办公室、有关污水处理厂迅速行动。当天夜里,当大部分人进入梦乡之时,这个微信群仍在因水活跃着:十堰市神定河河长办公室工作人员侯玉婷在群里通报了神定河水质情况——由于调度处理有效,这一天,神定河没有出现溢流,河口水质为Ⅲ类,氨氮、总磷、COD等指标均符合标准。看到这个消息,“群友”为之欢呼。

  然而,十多年前,流经十堰的神定河、泗河、犟河、剑河、官山河(人称“五河”)水质长期处于劣V类,出现了有水却“不好意思”送的尴尬。在治水过程中,气象部门迅速找到定位——利用气象科技开展相关流域面雨量预报、雨洪关系等研究和服务。十多年来,市气象局累计收集分析气象数据39.6万个,制作气象服务信息3000余期。“精细化的气象服务对污水处理大有助益,为保障流域水质达标发挥了关键作用。”十堰市环境科学研究所所长畅军庆如此评价气象工作。

  如今,十堰区域内地表水水质总体为“优”,丹江口水库水质常年保持Ⅱ类标准以上。实际上,在南水北调工程东线和中线关停污染企业、淘汰污染泥船等一系列行动中,气象服务在关键时刻提供预报、监测等服务。从启动南水北调工程的那一刻开始,气象人心中就有这个执念,守好每一条河、每一个湖,自觉融入治水行动中。

  图为南水北调工程。崔培林摄

  永续发展,生态保护是铠甲

  江苏扬州,依水而建、缘水而兴、因水而美,这里也是南水北调东线工程的起点。作为源头江都水利枢纽,将它形容为南水北调东线工程的“水龙头”,最恰当不过。

  今年5月以来,苏北地区降雨明显偏少、淮河来水偏枯、湖库蓄水不足,其中,洪泽湖地区遭遇罕见旱情,大片湖滩显露。关键时刻,南水北调东线工程的江都站、宝应站、金湖站、洪泽站成为应急补水丰湖的重要帮手。如何帮、如何蓄,才能确保南水北调工程不断水?如何加强蓄水的水质管控,才能确保输送的水可饮用可浇灌?十余年来,扬州气象部门积极主动融入水源涵养功能区生态建设,把水源地及沿线气象保障和服务生态文明建设作为工作重点。

  夹江、芒稻河、新扬运河、三阳河、京杭大运河……如今,在扬州每一条南水北调的通道线路附近,布设了自动气象站、酸雨监测站、C波段试验雷达等探测设备,用于监测水量、水质。同时,扬州市气象局打造了一支生态气象创新团队,综合开展南水北调东线工程水源地生态保护及干渠沿线生态资源分布和评估工作。

  “古有都江堰,今有江都水利枢纽。”江都水利枢纽工程管理处副主任周灿华介绍,看天行事可以帮助管理处精准抽水、放水、排水,确保水资源利用精准和最大效益化。 扬州市气象局提供逐日降水量等气象要素,用于沿线河道站点退水期的水质监测;以输水廊道生态保护涵养为重点,对接长江大保护、江淮生态大走廊等战略规划,护航岸线生态环境修复,已经成为气象人工作的一部分。

  不仅在江苏扬州,在山东、湖北、河南等地,围绕汇水区流域生态环境修复与涵养,仅济宁市气象局就计划建设10个人工影响天气地面作业点、14套移动作业火箭,年均开展超50次人工增雨(雪)作业,确保实现有效增加水库蓄水、涵养植被的目标。

  作为受益城市之一,河北省保定市受水颇丰,白洋淀重现碧波荡漾,主城区及雄安新区直接受益人口达330万。饮水思源,在保定蒲阳河倒虹吸闸站沿线,保定市气象部门配备了智能监控探头,在干渠沿岸布设了3个自动气象站,可有效监测汛期山洪、泥石流等地质灾害对干渠设施的损坏和对水质的不良影响。以站点监测数据为基础,保定市气象部门与水利、农业农村等部门协同完善水资源规划协调机制,实现水库精准调控、科学供水、节约用水。(王建忠 马超 余佩瑶 马洵 徐莎莎 谷玲果 王亮对本文有贡献)

(责任编辑:颜昕 )



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