黄河三角洲水生态海洋水文要素移动监测站建设浅析

2020-11-29韩晓羽

科技与创新 2020年3期

关键词：黄河口黄河三角洲监测站

李倩，韩晓羽，毕博

（黄河水利委员会山东水文水资源局，山东济南250100）

1 移动监测站建设的必要性

“重在保护”，对水资源而言，就是不能有水生态问题，水质不仅不能超标还应向好，水土流失不能加重还应减轻。对于黄河三角洲来说，必须首先摸清黄河三角洲生态的现状，摸清要保护的对象，摸清生物生态环境依赖机制，从机制上做好保护。

“要在治理”，对水资源而言，就是调整人的行为，纠正人的错误行为，遏制水资源过度开发利用、防治水污染，重点是合理分水、管住用水。“要在治理”对于黄河三角洲来说，首要的是如何治理、怎样才能治理好。

水是生态的生命之源，水文变化承载着生态的运动机制，研究生态需要结合水文及其运动机制。

研究黄河三角洲水生态一般从4 方面调查：①水文要素。水深、流速、悬沙、水温、盐度、底质粒度、透明度等。②水体环境要素。DO、COD、pH、NO3-N、NO2-N、NH3-N、PO4-P、TN、TP、SiO3-Si、重金属（铜、铅、锌、镉、铬、砷、汞）、悬浮物、石油烃类、浮游植物含碳率等。③沉积物环境要素。重金属（铜、铅、锌、镉、铬、砷、汞）、石油烃等。④海洋生物要素。叶绿素a（叶绿素分级）、浮游植物、浮游动物、鱼卵仔稚鱼、底栖生物。

黄河入海水沙对黄河口莱州湾海洋生物分布规律具有重要影响，掌握黄河口莱州湾海域生态环境现状、生物物种状况、生态环境与生物物种之间的关系必须对黄河入海水沙规律进行研究。因此，亟需进行黄河三角洲水生态海洋水文要素移动监测站建设，采集同步的长周期水生态水文水环境要素大数据。

2 黄河三角洲水生态海洋水文要素监测现状

建设黄河三角洲入海水沙移动监测站，主要是在海洋中布设数10 个移动式海洋水文大面站，通过建设一系列现代化海洋水文测验仪器，对该大面站的水深、垂线水体流速、含沙量、粒度、温度、盐度以及水体环境、营养盐等海洋水文环境要素观测。黄河口20 世纪80 年代以前河口水文实验站时期一直通过分层取样法进行的大量水温要素流场移动监测站调查，但90 年代后由于分层取样法劳动强度大，人为确定取样位置、时间难以监督，数据误差大，大规模取样实验室分析费用又高，再加之分层数据量少不能满足微观机制分析要求，取样法在海洋界逐渐淘汰。黄河口水文勘测局逐渐转向淤积测验，目前黄河口海洋水文测验仪器设备基本空白，近20 年来一直靠租借高校院所仪器进行移动少量的海洋水文监测站调查。海洋水环境水生态要素监测从2015年开始，数据系列尚不够丰富，需要长期延伸调查。

海洋水文要素仪器20 年来没有更新建设，严重制约了20 世纪80 年代河口水文实验站时期试验项目的连续开展，仅靠租借仪器又受到租借时机、时间、职工培训、租金、丢失等制约限制，再加租借数量限制，无法进行多个大面站的同步监测。目前常规的黄河口测验任务为河道淤积监测、海区淤积监测、河势监测等，只是黄河口水文测验中最外围、边缘的测验测报，每年只能测验一两次地貌最终形态结果，而对其作用机制未完全掌握，对中间演化过程更是缺少周密监测监控，目前黄河河口的研究治理以及生态研究要求越来越精细化，需要将黄河口海洋水文机制运行规律与地貌演变形态相结合，因此，目前的常规观测任务无法满足这些需求。只有进行黄河口入海水沙移动监测站建设，建立起长周期的感潮河段及入海口水沙运动规律机制，配合黄河口形态演变结果，知其然更能知其所以然，这才能抓住黄河口海洋水文监测的核心。

3 黄河口入海水沙移动监测站建设思路

黄河口入海水沙移动监测站建设，主要目标是进行感潮河段水沙运动规律监测、河口尾闾出汊摆岔预警监控机制监测、河口拦门沙海域入海切变锋流场机制监测、河口近海生态调控水文环境演化机制监测等方面内容，实施这些内容监测是黄河口水文测报的核心，是黄河口所有问题的根源，黄河三角洲海岸侵蚀后退、河口尾闾出汊摆动、河口延伸淤积造陆、黄河水沙入海扩散机制规律、河口及近海生态水文机制、河口治理等都离不开这个根源核心。抓住了这个核心根源，所有黄河口问题都将迎刃而解；脱离开这个核心根源，黄河口研究将成为无根之木。由于黄河口入海水沙与海洋潮流之间的相互作用，要测验这些机制内容至少需要保证每个断面有3 个以上移动监测站，多个断面每个监测站逐时测验50 h 以上同步监测。同时，由于黄河入海影响范围巨大，需要划分区域进行整体移动监测。由于移动站海洋水文仪器每次调查期间需要采取少量水样进行率定，同时海地质沙样需要进试验室分析，因此，还需要进行水文泥沙实验室仪器的建设。

海洋水文生态要素仪器建设主要有以下内容：中期建设海洋监测浮标系统3 套、三脚架浅海坐底式沉积动力学观测系统3 套、剖面走航式仪器3 套，生物水样多舱采集器、储存设备、移动数据工作站等；远期再进行相同数量建设。同时，进行水文生态实验室分析仪器建设，剖面走航式仪器与三脚架观测系统、浮标观测系统结合，又可以实现多达9～18 站位的同步水流沙温盐多昼夜连续观测，实现入海水沙沿程扩散、切变锋纵横向运移、海洋环流系统水文生态要素监测等。