探讨水文测验面临的问题及其对策

探讨水文测验面临的问题及其对策

向润洪

广东省水文局广州水文分局广东广州510000

摘要：在水资源管理工作中，水文测验常常因受种种因素的影响，导致水文测验结果的不精确。为提高测验工作的准确性，本文对水文测验存在的误差进行分析，并提出了一些应对措施。

关键词：水文测验;误差;解决措施

引言

水文测验是水文工作的基础,它为我国水资源的利用、管理和保护提供了重要的参考依据。但是，基于国内水资源测验技术手段较为落后，对水资源进行测验时经常会发生误差问题，主要还是因水资源可变性造成。因此，必须对存在误差的原因进行分析，以找出合理策略解决存在的问题。

1.水文测验误差类别分析

通常而言，水文测验作业总的误差主要划分为伪误差、系统误差与偶然误差三大类。

1.1伪误差

伪误差概指由于作业人员的失误和设备发生故障所导致的测量误差，如对相关信息数据的读取错误、记录错误、结算错误等本可以加以避免的误差。一般来说，此类误差能够借助反复检测、验算的方法在作业开展时加以发现和纠正，不然将必然会对水文测验作业的最终结果造成显著的不利影响，所以在水文测验实践中伪误差是不应该存在的。

1.2系统误差

系统误差是指在水文测验作业中，由于测量条件（测量设备）中某些因素的系统性干扰，从而引发的各类误差。在真实的测验作业中，即使同一测量条件下的多次测验，其所得结果之间也必然存在差异，这些差异通常是由于系统误差所导致，不过当作业基础条件相同时，测验系统误差值往往会存在一定的规律性，对于如何规避、剔除有一定帮助。

对于系统误差而言，其影响因素种类繁多，有的是由于作业人员自身习惯，习惯性的将结果测定值进行一定无意识的人为处理，从而导致误差产生；有的是设备自身所处环境中的温度、湿度、风力等因素变化而导致产生的误差。通常来说，如果想要消除系统误差，第一步必须对某一型号仪器设备在使用中存在的规律性进行总结，并通过一定的函数计算求得相应的误差范围，以便加工处理，提升结算准确度；应当针对仪器设备自身的构造进行优化改良，并制定配套的操作规范，从而最大化地减小设备自身运行时产生的误差量，以增加结果的精准度。可以说，系统误差无法实现真正意义上的完全消除，只能结合相关措施，进行一定修正，从而尽可能缩小误差。

1.3偶然误差

偶然误差是指在实际测验工作中，因为各类预料之外的随机性因素的干扰，导致的测验结果误差。由于缺乏相应的规律性，应对难度较大，需要在作业时尽可能确保环境和作业条件稳定，以降低偶然因素的产生几率。

2.水文测验作业误差来源和应对方法分析

2.1水位观测误差与应对方法

2.1.1回流风浪及雍水导致的误差

针对回流、风浪及雍水导致的误差，实现误差范围缩小的主要措施有：

(1)针对测验区域特定地段开展反复的实际勘测，在水尺的设置上，应充分规避跌水、回水及水面漂浮物对其的影响；

(2)改变水尺桩形态，将其制作为菱形或流线形，以降低急流对其可能造成的冲击，同时避免雍水和尺桩晃动导致误差的可能性；

(3)对尺桩位置进行优化，尽可能减小河流风浪对水尺的冲击。

2.1.2水尺数据记录时的人为误差

由于水尺数据记录时的人为误差完全是作业记录人员的失误所致，所以在测验作业中，必须对作业人员进行提前培训，以确保水文测验工作精准度。具体措施可从下面几点着手：

(1)规定作业人员读取水尺读数时，应当弯下身体，确保自身视线与水面尽量平行，从而充分规避视觉误差导致的读数误差；

(2)开展水文读取记录作业时，如果恰逢风浪时期，记录数据时必须以记录三次波峰及波谷读数的平均值作为水文记录值。

2.2流量测验误差与应对方法

针对水文测验中的流量测定，较为常用的方式是借助流速测定仪对水流流量进行测算。针对此类误差，可通过下述几种方法加以应对：

(1)测验中测流断面的选取必须立足作业实际，在对流域地质状况进行充分调研后，选取河道顺直、水流稳定性高、水流集中且不存在水草聚集的环境，这样既能方便对流域水文状况进行实时观测，同时也便于布设流量测定装置，以便更加高效、高质地开展测区内水深等相关地质资料；

(2)针对流速测定仪，既要在购买时对其产品质量开展充分的检验，更要在测验时针对不同水流、不同输砂特征和不同流速情况下的水文环境分别测定，以确保流量测定结果精准度的最优化；

(3)缩减影响断面面积测验准确度的影响因素，由于水文测验实践中，短路测量的误差、水文观测的误差及河床自然特性的改变均可能导致结果误差增大，因此应当尽量缩减影响要素的数量，以提升精准度；

(4)实际作业时，要及时根据流域水位涨落、河岸淤泥冲积等具体情况调整测量作业方案或增加测速垂线；

(5)对水流流速、流向等进行测定时，应同时测定断面水深与水位河心比降，以确保能够对河床淤泥聚集和河心比降的精准了解；

(6)尽可能缩小低流速脉动对水流流速测定的不利影响，一般来说应当确保观测时间不小于100s，当流速变化受到潮水的影响显著时，测量时间不得小于50s；

(7)降低紊流对测量结果的影响。由于紊流在流速和流向上均处于始终的变化中，且其流动的规律呈现自水面向水底持续增强的特性，所以必须适度增加测量用时，以便于充分消除紊流的影响；

(8)鉴于测线在不同层次上的观测耗时存在一定差异，所以为确保垂向计算均值的精准度，应先对不同层次的流速流向过程曲线进行测定，并在此基础上对不同测量点某一时刻的流速流向进行测量。需注意的是，为降低测流跳变点对结果精准度的影响，还应对突变点进行修匀作业，以降低流速流向对最终结果精准度的影响。

2.3悬移质泥沙测验误差与应对方法

针对水文测验作业中的悬移质泥沙测验误差可分为随机误差与系统误差，应当采取下述措施加以优化：

(1)开展工作汇总时，应尽可能选取管嘴积沙少、管壁粘沙少同时作业中未曾发生突然灌注的测量仪器。在仪器作业前进行率定测试，以最大化缩小误差范围；

(2)使用光电浊度仪，使用烘干称重法对试验结果反复测定，并以其均值作为最终数值；

(3)针对测流测速实验与泥沙试验，应当确保两实验选取同一个垂线进行，从而确保观测层次和时间相同，以最大化地降低误差与实际值的差距；

(4)选用积时采样装置对泥沙进行采样作业，从而减小泥沙脉动对测量结果的负面影响；

(5)结合测沙断面的实际情况来确定垂线数量，并确保垂线位置匀称分布，从而实现对断面含沙量变化的最佳掌控。

3.结语

综上所述，为了提高水文工作测验结果的精确性，应对测验工作中可能出现的误差因素认真分析，总结如何降低测验误差。同时，要对测量环境及测量方法进行不断优化，并在此基础上对测量人员的专业素质进行强化，从而不断减少测量误差现象，提高水文测量工作的实际效率及质量。

参考文献

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