2020年12月23日,华东师大生态与环境学院环境专业师生一行近40人在杨凯教授、徐启新副教授带领下,结合上海市教委重点课程“环境水文学”等课程实践教学,赴上海市水文总站松浦大桥水文站进行综合观察实习。作为上海市水文总站直属站之一,松浦大桥水文站,现为松浦监测中队,位于上海市黄浦江上游松浦大桥西侧南岸,管辖黄浦江上游8个国家基本水文测站和1个专用站(米市渡、松浦大桥、夏字圩、三角渡、东团、蒋古渡、河祝、练塘、淀中)及1个水环境监测实验室,是黄浦江上游的重要流域来水控制站,同时也承担上海市水环境水质监测任务。
松浦监测中队高度重视华东师大来访实习,从水文站水情监测系统讲座以及水文站测亭、水文气象观测场现场观测等方面接待了来访师生,松浦监测中队队长吴军新、书记韩杰以及李冰瑶、陈利晶、朱彩琳等相关专家老师与来访师生进行了充分交流,同学们通过亲身实践感知,对水文水资源观测有了更直观深入,也对水文站工作人员实际工作有了更进一步的感受。
松浦监测中队队长吴军新介绍松浦大桥水文站概况
水文站李冰瑶老师介绍松浦监测中队情况
进入站内后,同学们首先来到报告厅听取工作人员介绍松浦大桥水文站的情况,之后工作人员向我们展示了上海市水情自动测报系统。从2012年开始,松浦大桥9个水文测站(潮位、降水)全部接入水情测报系统,实现了自动报讯,2013年起实行全年报讯,对潮水位、降水量、流量、蒸发、水温、水质等25项次内容进行数据整编,将长系列资料汇入国家水文资料年鉴,为数字化流域水情奠定了坚实的工作基础。从上海的水系图、松浦大桥雨量-湖(水)位过程对照图、松浦分中心多站与雨量棒图、多站水位过程线图到多站电压过程线图、多站流速过程线图等实时数据,大多都是五分钟采集一个数,每一个水文站所采集的如此庞大的数据储备最终都要上传至遥测站,水文监测工作已经进入数字化和一体化的时代。
水文站李冰瑶老师介绍水文观测系统
站内水文气象观测场规格为16m×18m,可自动采集降水量、蒸发量等水文气象要素。水文站的陈利晶老师结合实际情况,为我们详细介绍了常规检测项目中雨量计、浮子式水位计、蒸发观测场等仪器的工作原理,以及旋杯式流速仪、旋桨时流速仪、浮子式流速仪和HADCP等各类流速仪的原理和使用方法。


气象观测场
水文站陈利晶老师介绍水文仪器的原理和使用方法
雨量计与浮子式水位计
随后,大家来到水文测亭,测亭位于黄浦江右岸,主要监测水位和流量,水位的观测设备是水尺和自记水位计,流量监测设备为HADCP。在河堤与河岸边监测站的墙面上,分别固定着两根标尺用以测量水位,水文测亭二楼的工作台上摆放着自计式测流仪,旁边是集成柜,不仅可以实现可视化,还可以将收集到的数据一起发送到水情分中心,可供实时展示。

水文测亭岛式建筑
水文测船
断面流速测定缆道与控制台
浮子式自计水位计及内部井筒
松浦大桥水文站断面图
松浦大桥水文站实时监测数据图
水文测亭边河堤的标尺引起了同学们的关注,沿着防汛墙所设置的P2水尺上标有三个水位,分别是2013年菲特台风时的潮水水位、2005年麦莎台风时的潮水水位、2000年派比安台风时的潮水水位。同学们了解到,黄浦江防汛墙之所以建如此高,也是综合考虑了历史上发生的多次台风、暴雨、天文大潮齐碰头的带来的极端洪水影响。

水位标尺与水位线标注
HADCP应用部分的讲解让同学们印象深刻。HADCP是水文测验的一种新型仪器,与传统的测验模式不同,解决了水文测验中很多实际问题,对水文测验方式改进起到了重要的推动作用。HADCP的全称是Horizontal AcousticDoppler Current Profilers,是水平声学多普勒流速剖面仪的简称,具有高精度、高分辨率的特点,可以使用较小的单元,在较短的时间步长内获得精确的流速数据。
水文站朱彩琳老师介绍HADCP的测量原理和方法
松浦大桥水文站主用HADCP进行实时流量监测,如下图所示,站点工作人员在普通HADCP的基础上对其性能进行了优化,自行设计了密封式HADCP专用保护井,井筒采用PVC材料制作,强度坚固,材料稳定性好,不变形且不受污染,此外声学材料窗口可以使仪器的声波与水体一样保持声学特性,保证了测量的精度。

HADCP仪器及专用保护井
通过本次实习同学们了解到了松浦大桥水文站的日常工作情况,亲眼见到了各种各样的仪器以及这些仪器是如何工作的,感触颇为深刻。参观学习过程中,浮子式水位计、翻斗式雨量计、不同类别的流速仪、ADCP……各种只在书本上见过、死记硬背工作原理的仪器在实践中变得生动起来,平时觉得晦涩难记的公式在听过水文站老师的耐心讲解、看过工作现场后也变得清晰易懂。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,面对困难疑惑时放下书本,从实践中找到答案。
此外,松浦大桥水文站的工作人员也带给同学们诸多启发。水文水质监测是一项需耐心细心的工作,他(她)们日复一日坚守在这里,勤恳仔细地开展每一项监测活动,记录每个测站的水情,最终汇成月报年报,形成国家重要的水文水资源基础数据。同学们从他(她)们身上学到了对待工作勤恳负责,耐得住寂寞的专业坚守精神,将激励同学们积极投身基层工作、锻炼实践技能,为水资源保护贡献自己的力量。

撰稿:李梦婷、参与实习同学
摄影:曹汐、参与实习同学