水文科学——水利建设和农业生产的耳目 [复制链接]

第7版()
专栏：

水文科学——水利建设和农业生产的耳目
水利科学研究院水文研究所副所长　叶永毅
水和人有着密切的关系。缺少水人们无法生活和生产；太多了又会给人们的生命财产带来灾害。怎样控制水，使它保持一个恰好数量，是人们自古以来就抱有的愿望。
要想控制水，先要了解水
为了利用和控制水，我们先要了解水。例如降雨量有多少公厘，河里有多少流量即每秒钟流过多少公方的水，洪水的水位会涨几公尺高，水里所含的泥沙和矿物盐分有多少，等等。除了了解天上水（雨、雪、露、雹）和地面水（江、河、湖、沼）以外，还要了解地下水和冰川水。
了解各种水体的不同性格，利用它们的变化规律，来为人民的生活和生产服务，便是水文科学的研究内容。
在作战的时候，我们要派出哨兵去侦察和监视敌人。在同水作斗争的时候，各种类型的水文测站，便是我们侦察和监视水情的哨兵。建国以来，在党的关怀下，水文工作有着飞跃的发展。到1958年底，由国家投资设在各地的雨量站有五千二百五十七个，设在大小河流和湖泊上的，还有一千二百三十三个水位站和二千七百四十六个流量站。在这些站上，有着将近二万个水文工作者。他们经年累月冒着风霜雨露，天天观测当地的雨量、蒸发量和河里的水位。不管在天寒地冻的严冬还是波涛汹涌的汛期，他们都要到河里测量河流的水深、流速、流量和含沙量。
把这些测量的结果记载下来，便成为“水文记录”。各年的“水文记录”，要加以系统的整理，然后刊印成“水文年鉴”。在这里面我们可以看到一年三百六十五天，各天的水位、流量、含沙量、雨量和蒸发量等数值。经过了若干年，又把历年的资料加以统计，印成“水文统计”，使人们很快的便可查出各条河流的历年平均水量、最大水量和最小水量。对暴雨、洪水、泥沙等其他项目，也是如此。有了这些记录、年鉴和统计，就好比有了一个人的历史档案似的，对于河流的性格，我们便可以进行详细的了解和全面的分析了。
当我们在河流上修建一座水库时，便需要算出在建筑物使用年限内，所可能碰到的最大洪水，从而确定水库的大小，以避免发生危险。修建铁路和公路的桥涵，也需要这种设计资料。对于水电站或灌溉工程，除了洪水之外，我们还要估计到可能的枯水情况，以免在那时不能保证供水或供电。在多沙河流上修建水库时，要计算水库的泥沙淤积量；在设计工厂的给水工程时，要估计各个时期的水质；如此等等，都离不开水文计算。
为了进行这些水文计算，我们先要统计过去各年观测的资料，并应用数学的方法，推算在未来岁月中所可能发生的各种频率的数值。例如对像官厅水库这样重要的工程，要采用较罕见的千年一遇的洪水进行设计；而对于小型工程，则可采用较低的百年一遇或五十年一遇的洪水，作为设计标准。
由于我国大多数河流，观测的年限都不太长，为了使计算成果较为可靠，需要进行实地调查，以了解历史上发生过的情况。例如，在设计三门峡水库时，就从陕县黄河沿岸的居民中，了解到“道光二十三，黄河涨上天，冲走太阳渡，捎带万锦滩”（太阳渡、万锦滩均为陕县附近黄河沿岸地名）的传说。并由老年人指出了他们所听说的当年洪水痕迹，并从而测算出公元1843年的洪水流量。中国的丰富史籍，对我们也有很大的用处。例如对道光二十三年的洪水，“再续行水金鉴”一书中便记载着当年河臣的奏折，“……据陕州呈报，十四日辰时至十五日寅刻，复涨水一丈三尺三寸，前水尚未见消而后水踵至。计一日十时之间，涨水至二丈八寸之多，浪若排山，历考成案未有涨水如此猛骤”。清故宫档案中，还有不少记载各地雨情水情的材料。这些材料，现在正在清理中。
大跃进以来，水利建设突飞猛进，一个县就要修建成百个的水库。铁路和公路也修得又多又快，而每一千公里的线路，通常就有三千个涵洞。对着这些千千万万的水库和涵洞，我们怎能一一地进行详细的水文计算呢？水文计算手册的编制，便创造性地解决了这个困难。人们一查这些手册中的图表，便可知道任何一个地点在每平方公里面积上，每年平均产水多少万方。那里的暴雨、洪水、泥沙等等水文设计数据，也都一查便得。这样，我们便可以在二三分钟中算出一个涵洞的大小，半小时内可以决定一个水库的库容。这些手册，现在很多省和专、县都在着手编制。它已成为水利建设的一个有力工具。
水文预报是防汛抗旱的眼睛
当1954年长江大水和1956年松花江大水时，汉口和哈尔滨都受到严重的威胁。全国都关心着这些城市和沿江广大乡村的安全。负责防汛的领导同志们，最迫切需要的是预见水情的变化：洪水是否继续上涨？还会涨多高？这时水文工作者们，便昼夜不息地收译从各地报汛站拍来的汛情电报。他们根据上游站当天的水位和流量，预报出明天、后天甚至大后天各个时刻沿河各地洪水位的高低。使领导同志能够及时决定采取必要措施，调拨人力器材，战胜凶猛的洪水。
为了增长预见期，还要从暴雨预报洪水。
去年各地共有二百九十条河流，总长为三万五千三百公里的河段进行了洪水预报。
对于还没有条件进行洪水预报工作的小河流，洪水情报和警报工作，也有很大的作用。例如，河北省的阜平县，过去沙河涨水，由于河宽水猛，年年都要冲走一些人和牲口。去年这里有了洪水警报制度，一听到上游涨水的消息，立即派人把住渡口，并赶牛羊下山，做到没有一人一畜伤亡。又如河南叶县保安公社，去年7月一次降雨二百五十公厘，水文站向党委汇报后，马上调动力量加强水库防汛。人员刚到，水已没到坝顶，幸亏及时抢救，没有出险。
黄河冬天的防凌，需要凌汛的预报；松花江的航行，也要预知开河和封冻的日期。灌溉水库的调度，水电站的运转，都要预知枯水的来量。
这些水文预报工作，都在我国的许多河流上进行着。几年来，水文预报对防汛抗旱起了很大的作用，成为指挥机关的眼睛。
农业水文保证农业丰收
八字宪法中的“水”字有两方面的意义，一是免除洪涝灾害，二是保证适时适量的灌溉排水，保持有利的土壤水分。为了前者，需要进行水文计算来设计水库，进行洪水预报以便及早准备防洪。为了后者，需要观测土壤的水分（墒情），控制渠道的水量，掌握地下水位的变化，来进行合理的排灌。研究后面这些问题的学问，可以称为农业水文。
几年来群众自己在这方面，有了很多创造。例如，前面说过的河南省叶县，在1957年时就在各社设了查墒员，经常观测土壤水分，并据以指导灌溉；哪块地先浇，哪块地后浇。群众对此很满意。新疆省于1958年提出灌区管理科学化的口号，在许多渠道上安了量水堰，根据耕地面积和作物种类，掌握配水量。避免了过去配水不匀，有的受淹，有的受旱的毛病；也节省了水量。例如小磨沟灌区，1957年浇地四万九千亩，1958年浇了六万三千亩。又如河南省许昌县榆林社，农民观测员在汛期将地下水位升高、土壤含水量过大的情况，向上级汇报，乡党委当即决定挖沟排水，保证了烟叶丰收。
在利用城市污水，工业废水和灌区回归水进行灌溉时，要注意水的化学成分，以免浇死庄稼。对水稻的灌溉，需要掌握水的温度，以求丰产。
此外对深翻土地、横耕垅作等农业技术改良措施的保水保肥作用，各种水土保持措施的蓄水拦泥作用，各种灌溉制度的增产作用等，都可以通过试验，进行研究。
这些农业水文工作，目前虽然还只在不多的地区进行，相信随着农村技术革命和文化革命的推进，一定会普遍开展起来，成为农业丰产不可缺少的一项措施。
群众自办水文好处多
从上面可以看到，千千万万的群众性水利工程的规划设计和管理运用，广大地区人民的生活和生产，都要以水文观测作为耳目。国家设立的水文测站网的数量虽然不少，但和广大地区的需要比较究竟有限，不可能周到地为所有的地区服务。因此，用两条腿走路，即除国家投资举办水文站网作为骨干以外，由群众自办一些小型的简易的水文站网为当地服务，是多快好省和全面地满足各方面需要的好办法。中央提出的农业发展纲要第二十二条里，便规定了“在十二年内，基本上建成气象台站网和水文测站网，……以便预防水、旱、风、冻等自然灾害”。谭震林书记在1957年冬的沙颖河治理工作座谈会上，也提出希望所有农业社都有一个简易的雨量设备，由专人负责记录雨量，并对水利工程进行观测工作。
去年有好些省份已办起群众水文站了。有许多县，还设了几十个雨量站，若干地下水位站和查墒点。这些群众自办的水文站点，在国家站网的技术帮助下，因陋就简、就地取材地置备了一些简单的观测用具，并做到随测随用为当地当前的生产服务，因而很受各地党政领导的重视。
现在群众水文工作有的地区还没有很好开展起来，已开展的也需要进一步巩固和提高。推行群众水文工作，首先要突破思想关，使领导和群众都认识到水文工作的作用。并破除“水文工作是技术员专家的事，庄稼汉干不了，赔钱耽误工”的迷信思想。其次，要过技术关。国家水文站网要起骨干作用，技术上门帮助群众。第三是服务关，要做到测而为用，随测随用，当时见效。这样，领导重视，群众满意，工作也就容易巩固了。
两千多年以前，勤劳勇敢的我国人民就曾在四川都江堰的宝瓶口（地名）上，刻石为尺，观测水位高低，用以控制分流情况。三、四百年前的明、清时代，在黄河中下游就已有报汛制度。涨水的时候，用驿马飞报，也能跑在洪水的前面。我们相信在新中国，干劲冲天的农民，在中国共产党的领导下，有着比千百年前高得多的技术装备和科学知识，一定可以大办水文工作。