三、 测验与研究

(一) 测 验 项 目

水文测验项目从建国前水位、降水量、流量等项逐步发展到降水量、蒸发量、水位、流量、泥沙、水温、冰凌、地下水、水质等。观测手段随着科技发展,逐步现代化。

降水量观测 降水量包括降雨、降雪、降雹的水量。明洪武十八年(1385年),南京鸡鸣寺设观象台,开始观测降水量。洪熙元年(1425年),颁发测雨器制度,统一全国雨量测验。清光绪六年(1880年),镇江站开始系统地观测降水量。民国时期多采用雨量器,器口直径8英寸的美国标准式雨量器。建国后,淮河流域用汪胡桢设计的51型雨量器。1955年全省统一用口径20厘米的标准式雨量器,并陆续配备国产虹吸式自记雨量计。至1987年自记雨量测站达294处,占观测降水量项目测站总数的53%。

水面蒸发量观测 始于民国13年(1924年),使用口径64厘米圆形盆和80厘米套盆的蒸发器;也有使用口径20厘米的蒸发器。建国后,1952年统一使用口径80厘米套盆式蒸发器。1964年起按国家统一规定,陆续改用E601型蒸发器。

水位观测 三国(吴)赤乌二年(239年),筑赤山塘(今句容县赤山湖)立磐石作为水则,规定春夏贮水七尺,秋冬贮水四尺。北宋庆历三年(1043年),建康知府在赤山湖立大石柱,将湖心原有磐石水则刻于柱上,永为定则。北宋年间,太湖流域在蓄水、通舟、灌溉的地方立水则碑,观测水位的涨落,有名的如吴江水则碑。清康熙年间,黄、淮经常泛滥,省内黄河沿岸徐州、洪泽湖高家堰等地设立水志,相当于现代观测水位的水尺,以测量河水之消长。鸦片战争以后,外国在江苏设立的海关,在沿江港口设置水标(水尺),观测水位。民国7年3月,上海浚浦局在江阴肖山设立潮位站,最早启用浮子式水位计自记水位。建国后,陆续建设自记水位计台,1959年全省有自记水位计台25处。60年代后大力实施水位自记化,广泛应用SW40型和HCJ1型横式自记水位计。至1987年,自记水位站有309处,占全省观测水位项目测站总数的74%。

早期的水位观测以水尺零点起算水位,1906年起逐渐用海拔高程表示水位。江苏省采用的水位基面有吴淞、废黄河口基面及1956年黄海高程系。

水温与冰凌观测一般与水位观测紧密结合进行。

流量测验 早期以水面浮标法和进口流速仪测量。江苏采用流速仪测流始于民国2年。建国后,采用国产水工55型旋杯式流速仪。60年代起,改用LS68型、LS68-2型旋杯式流速仪。1965年在苏州瓜泾口等站建立手摇水文缆道。1975年在徐州港上建立第一座多跨电动水文缆道,总跨度达1000米,为国内首创。以后在沭阳站建立的多跨电动水文缆道,总跨度达1360米,万福闸水文站兴建单跨585米的电动水文缆道,均为同类型水文缆道中跨度最大者。水文缆道的兴建,逐步取代在船上测流,大大提高测流精度,保证安全。至1987年已设水文缆道142处,占流量站测流断面总数的72%。小河站或实验站的测流,多采用量水建筑物测验流量,如巴歇尔量水槽,三角形、梯形或矩形量水堰。

含沙量测验 民国9年,开始含沙量测验,采用直立式或瓶式采样器,取得水样后,以烘干称重法处理水样。建国后,悬移质输沙率测验与流量施测同时进行。1955年起施测悬移质输沙率和单位含沙量,以建立断面平均含沙量与单位含沙量的相关关系。50年代中期,废黄河泥沙实验站进行了推移质输沙率测验和泥沙颗粒分析。水样处理采用自动过滤,配有恒温电烘箱,以1/1000克天平或1/10000克分析天平称重。

水质监测 1957年开展水化学成分测验。1975年起,开展河湖水质污染监测分析。取样使用抽气式、瓶式或横式采样器。水质污染监测项目达30多个。

地下水位观测 1953年起,专设测井进行地下水位观测。井管质料有竹管、水泥管、塑料管或钢管,井口直径约10厘米。观测地下水位一般用竹尺或钢尺,有的用软尺附加发声器或电测设备。

(二) 测验技术规程

民国期间,各项水文要素的测验方法和要求,太湖流域采用太湖水利工程处制订的《水文测量施行方法》、《洪水时期施测流量办法》、《雨量记载法》和《水面蒸发量测验法》等规则。50年代中期起,全省水文测验统一按水利部(水电部)制订的各种规范、规定执行,如1955年《水文测站暂行规范》,1965年《水文测验暂行规范》,1976年后的《水库水文泥沙观测试行方法》、《地下水观测试行规定》、《水文缆道测验规范》、《湿润区小河站水文测验技术补充规定》、《水质监测规范》和《水文测验手册》等。同时,省水文总站结合省内情况亦制订有关补充规定或实施细则,使水文测验技术标准和规定,日趋完善。

(三) 实 验 研 究

江苏水文系统自50年代中期开始,紧密围绕经济建设需要和水文事业的发展,开展多项实验研究工作,主要有径流、蒸发、地下水和河床实验研究等。

径流实验研究 1957年,省水文总站在丹阳珥陵设径流实验站,研究太湖西部平原地区降雨径流关系。1958年,按全国径流实验站网规划要求,在自然地理条件不同的地区,陆续布设一些径流站。至1959年,全省有径流实验站1处,径流站16处,一般观测2~3年,少数站达5年。1970年后,按水文分区,设立小河代表站,代替以往的径流站,测区汇水面积一般在10~200平方公里之间。

水面蒸发实验研究 1956年,省水文总站在宜兴大浦口设立太湖水面蒸发实验站,设有20平方米蒸发池和80、20厘米口径不等的蒸发器多种,进行蒸发器对比观测,研究中国东南部平原地区影响水面蒸发的气象因素,探讨各种不同形式、口径蒸发器的折算系数和蒸发公式等。1967年,该站与中国科学院南京地理研究所宜兴湖泊实验站合并观测。1969年,观测工作停顿。1983年由南京地理研究所复设宜兴湖泊综合实验站,1987年3月恢复观测。

地下水实验研究 1960年,省水文总站在沛县敬安集设立地下水实验站,探索微山湖西平原区地下水动态变化规律和水文地质参数等,1978年撤销。1977年在微山湖西复兴河流域丰县设毕楼地下水实验站,观测地下水的变化。1986年,省水文总站与水电部北京水利科学研究院、南京水文水资源研究所协作,在铜山县汉王乡设汉王水文水资源实验站,研究均质土和不同地下水埋深条件下地表水、土壤水、地下水转化规律及其有关水文和水文地质参数。

河床泥沙实验研究 1955~1959年,省水文总站在废黄河下游段布设黄渡、涟水、北沙河床实验站及童营、大张庄、七套、套子口水(潮)位站,研究废黄河泥沙运动和河床演变规律,分析成果提供作为治理多沙河道参考。1958~1960年,省水文总站在射阳县设夸套闸河床冲淤实验站,研究沿海挡潮闸下泥沙运动规律和冲淤保港措施。

长江流域规划办公室于1955年12月在南京设立南京观测队,后改名为河床实验站,主要观测长江干流九江至江阴段河床演变。80年代中期,又在太仓县浏河设立长江口水文实验站,开展长江干流江阴以下至河口段的水文及河床演变实验研究工作。