04版:文化总第773期 >2023-10-09编印

百年水文站 守护大运河
刊发日期:2023-10-09 阅读次数: 作者:admin  语音阅读:

本报记者 冯维静

废弃的通县水文站自记井 (2).jpg

原通县水文站自记井。

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早期使用的木质水尺。

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电波流速仪。

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现在使用的多普勒流速仪。

在京杭大运河北起点,五河交汇处的源水岛上,隐藏着一座有着百年历史的水文“元老站”——通州水文站。它的前身是北运河重要控制站(通县水文站),后更名为通州水文站,是海河流域北运河水系北运河和运潮减河上的重要控制站,承担降水、蒸发、水位、流量、含沙量、水质等十四项监测任务。自设立至今,它已在大运河岸边见证了105年的历史风云、河涨河落。

近日,水利部首批认定并发布22处水文站为百年水文站,通州水文站名列其中。这项认定工作对加强水文站的保护和历史传承、促进水文事业发展、服务国家水网建设、推动新阶段水利高质量发展等具有重要意义。

百年老站

守护大运河的“侦察兵”

“禹思天下有溺者,由己溺之也。”4000多年前,大禹治水翻开了华夏大地水利史的篇章。随后,四川都江堰利用石人来观测水位。到了隋朝,则利用木桩、石碑或者在江岸石头刻画水则观测水涨水落。宋、明、清时期,出现了每天记录水位的“水历”,还会根据水位判断农田被淹的严重程度。

据《晴雨录》记载,北京地区的水文观测始于清雍正二年(1724年)。经过专家考证,清雍正十一年(1733年),清政府在永定河上设立“水志”(古代水尺),用于报汛需要。

1914年全国水利局成立后,全国各地也成立了相关的流域机构,如广东治河处、扬子江水道讨论委员会、顺直水利委员会等。

1918年,顺直水利委员会在华北各河道设观测站13处,通州水文站就是其中之一。长达百年的时间里,通州水文站经历了更名、迁址、变更隶属关系等诸多变化。

1922年至1949年,因战争等原因,水文站的水位观测资料断断续续,残缺不全。

新中国成立前,由于内忧外患,战火纷飞,水文观测站多由雇佣的“测夫”一年进行若干次巡视,所有测验项目大多模仿国外式样,原始记录用英文书写。

1939年,北京地区7至8月份连续发生多次暴雨,潮白河、北运河、永定河、大清河水系多处溃决漫溢,发生严重灾情,淹没大片村庄和耕地,造成极大损失。通州水文站实测最高水位达23.92米,实测最大洪峰流量达1670立方米/秒,是建站以来记载的历史最高水位和最大洪峰流量。

在1954年、1963年、1988年、1998年、2012年历次大洪水中,特别是2012年7月21日,北京遭遇61年来最强暴雨及洪涝灾害,北运河实测最大洪峰流量1210立方米/秒,运潮减河实测最大洪峰流量为450立方米/秒,是历史实测第二大洪水。这座百年老站为北运河中下游防汛发挥了重要作用,为各级政府防汛决策、调度提供了数据支撑,被称为保护大运河安全的“侦察兵”。

百年勘测

记录“任性”大自然

一根木桩一尺牌,水涨哪里就在哪里竖起来,这是通州水文站初始的观测手段。

在科技尚不发达的年代,留下来的史料和图片少之又少,但在记者采访中,通州水文站内展出的一张标注1939年的黑白照片,兴许能让我们一窥84年前水文人是怎样在有限的条件下开展工作的:在北运河岸边,老水文人造了一座小木亭用以观测水流,亭子的窗户可以开关,下雨时关闭,天晴时支开。没有先进的测流设备,他们只有木质的水尺桩、旋杯流速仪、浮标、草帽、雨衣,一直到了上世纪八十年代以后,才有水位计、雨量计、水文测船、水文缆道等仪器设备。

晴天观测水位还好,遇上汛期洪水要测流时,那才是一场大考验。“上世纪八十年代,每场洪水测流都像上战场。”回想起以前的工作,59岁的于海柱很是感慨,1984年参加工作的他,40年来,一直驻守在这两条河的测验断面上,从最初的水文勘测工人到现在的高级工程师,他把一生的时光奉献给水文事业。

“在建站初期站里什么也没有,真是白手起家。办公室和宿舍是租来的民房。”于海柱回忆说,他听老师傅说,老一辈水文人只要河道涨水就要驻守在河边,不间断观测水位流量变化过程,最初测流用的是小木船,晚上没有电灯,只能点煤油灯,用算盘计算水文数据。到他工作时,小木船变成了大木船。工作期间,那些千钧一发的测流情况让他记忆尤深。记得1988年那场洪水,在运潮减河分洪闸下游断面上测流,洪水水位上涨到1.5米左右,当时水情使用木制测流船,上船测流需要三个人,一个人拉船、一个人测深兼测速、一个人计时兼记录。测流接近河中心时,为躲避河中一个大型漂浮物,拉船的工人手里一滑,铁链脱手,船上的5米长测深杆掉入河水中,他毫不犹豫地跳入水中随着洪水游出100米才把测深杆抓住,顺流游向河岸边上岸,然后继续测流工作。1994年7月12日那场洪水,通县水文站日降雨量303.2毫米。那次,他又在拦河闸上150米洪水处船上测流,当时河里流量550立方米/秒,漂浮物特别多,因为年轻加上心里着急测流,于海柱并未感到害怕。现在想起却有些后怕,“万一被洪水冲走或被漩涡卷走……不堪设想!”

今年7月底,百年老水文站再次在暴雨洪水中发挥作用。水情最紧急的时刻,防汛部门要求半个小时上报一次水情信息。由于站址距测验断面远,河道水位变化快,闸门变化频繁,加上测流断面多,每轮断面测流都得花上2个多小时。为此,勘测工分班测流,不分昼夜,只要水情有变,随时测流。最后,大家甚至都没有休息时间,测完一次紧接着就是下一次。经过近10天的奋战,最终把这次大水的完整过程监测下来,为各级防总提供了及时准确的水情信息。

百年革新

水文监测技术手段

通州地区自古多河富水,通州区第一次水文化遗产调查工作搜集到上百处1950年以前的水文化遗产线索,比如通惠河庆丰闸上的石雕、水槽石;八里桥上的龙首、抱箍;花园闸上的绞关石、龙马;来自北运河上的定船石及铁锚……这些不仅是水文物,也是最有价值的水文标志。

“百年来,我们的工作方式已经发生了翻天覆地的变化,石鱼、木尺、算盘、煤油灯已作为文物被摆进了展览馆。现在,水文现代化不断发展,智慧水利赋能水文行业,水文测报的自动化、信息化、智能化水平得到了整体提升。”北京市水文总站水文勘测二队副主管、高级工程师龚义新,曾担任通州水文站站长16年。

龚义新说,最初人们不仅设立石人观测水位,而且每年根据不同水情,在河边的崖壁或者是河里的大石头上刻一道横线,来表示水位高低所至。后来,人们又发明了固定在水中的木质水则,接近现代水文使用的直立式搪瓷水尺。“我刚上班的时候,使用木桩刻上尺度来测量水位,那是第一代水尺,但木桩浮力大,不仅极易被水冲走,而且埋木桩的时候特别困难。必须用工具把木桩削尖,然后穿着皮裤下水插到水底,不仅繁琐而且效率低。”龚义新回忆当时常遇到些尴尬状况,比如那会儿埋木桩时经常陷到淤泥里出不来,只能先脱了皮裤,抓着铁锹爬出来,上了岸再想办法把皮裤捞回来。

随着科技发展,第二代水泥桩水尺逐渐取代了初代木桩水尺。水泥桩水尺密度大,弥补了容易被水冲走的缺陷,却又出现了新问题。“水泥桩在水里时间长了,会被水流冲歪,因为水泥柱太沉了,冲歪以后想要扶起来太难了。”龚义新说,如今使用的已是第三代水尺,使用重量轻、硬度大的不锈钢,在底部浇筑水泥基础,方便又精确。

除了日常观测水位,作为北京市重要水文站、大运河重点报汛站,通州水文站还要监测流量、含沙量、降雨量、蒸发量、水温、岸温、地下水、水质等指标,全方位“读懂”河流生态。

在站点办公楼旁的草地里,通州水文站站长白赟豪指着安放在草地上的各种仪器设备,挨个儿介绍:“这个20厘米口径蒸发器和E601型蒸发器是测蒸发量的,这个百叶箱是测岸温的,这个自记雨量计和人工雨量桶是测雨量的。随着科技进步,我们现在已经用起了GPS、全站仪、走航式ADCP测流、电波流速仪、自动远传报汛等设备,降水量、蒸发量、水位、流量等项目都能自动遥测,打开手机、电脑随时查看实时数据。”百年间,通州水文站一直紧跟时代步伐,大力引进国内外成熟的水文监测新技术、新装备。如今,初步实现水文监测自动化、信息化,有力提高了水文数据的时效性。

百年通州水文站默默屹立在运河边,见证运河的历史变迁,为城市防洪和水环境治理保驾护航,成为宝贵的运河文化“历史碎片”。随着城市副中心建设不断推进,“通州堰”综合治理工程加紧建设,通州水文站将进一步加强水文监测能力,为城市副中心防洪防涝安全提供可靠的水文服务。