基层水文测报原理与水文科技创新

基层水文测报原理与水文科技创新

李程, 柯桂英, 张博彦

黄委三门峡库区水文水资源局  河南•三门峡  472000

摘要：水文测报原理确定水文测验手段，直接关系水文事业的发展。水文科技创新为满足某一流域水文信息、采集、传输、处理、应用、信息服务和管理等方面具有先进实用水平。水文科技创新也是测验设施设备现代化、技术手段现代化、更是思维方式、思想方法的现代化。不同时期、不同的阶段、不同的测验对象有着不同的测验原理，根据不同时期来选定不同的测验手段。水文科技创新，不能没有方向，而原理就是创新的方向。只有水文测报标准确定了，才能开展水文科技创新。

关键词 水文测报原理，测报手段，水文科技创新

不同的流域有不同的水系，每条水系有不同的河流特性，它们的测验条件也不同。如黄河流域渭河水系天水水文站，它属于三类站，集水面积不大，测验设施简陋。因此，结合天水水文设施设备和现有的测验条件作出水流沙测报能力提升半自动化测站，首先找到切合实际的测报手段，在不同时期，测报出完整的水流沙测报资料。开展观念创新、科技创新、管理创新和人才创新，全面提升水文科技创新能力和水平。因此，科技创新，不能没有方向，而测报原理和技术规定就是创新的方向。只有基层水文工作者找到水流沙测报能力提升的办法，才能开展水文科技创新。

一、 水文测验工作的原理

水文测报原理是我们针对测验对象所采用的基本手段。可分为“外业人工实测原理”、“实测加分析原理”及“水流沙整编原理”。三种原理分别出现在阶段。

“人工实测原理”是在人工的主导下依靠基本的测验设施、仪器进行水文资料采集的方法。“实测”与人力是分不开的。譬如，测验断面位置决定后，设置水尺断面、测流断面、浮标断面。在测验位置设立水尺后，每天进行水位观测，每一次观测的水尺读数及水位有关数据称为水位原始数据。这是最直观、最可靠的成果。流量测验，实测的起点距、水深、流速测验数据等称为流量原始观测成果。泥沙测验，采样的位置信息、水样容积及处理数据等称为含沙量原始观测成果。随着水文设施的改建，先进水文仪器的应用，水文测验能力不断提高，水文测验精度也相对得到保证，水文测验原理也必然向着先进的测验方式发展。

“实测加分析原理”是通过全年和历年的原始资料的积累，进行分析研究，探讨、获得一些水文自然规律及解决水文测验工作的一些先进方法，然后应用于水文测验，获得“实测加分析”的水文资料成果。测验能力的提高，测验仪器、设备的先进，资料分析能力的提高，分析成果的数量大大增多。特别是电脑存储技术的出现，保存超大量的资料数据已是可能。从原来每年的原始资料的装订到绘编再装订成红本，转变为水流沙原始数据输入电脑后，按照程序就能计自算出水流沙成果，电脑程序帮我们做了很多工作。

基层水文工作者普遍存在一种错误的思想，只认“实测成果”，就包括目前我们的测验规范，也是注重实测，没有提出将“分析成果”作为正式资料的。如果能用分析的方法确定一场洪水过程并保证其精度，更比实测一次洪水过程更有意义。在河床稳定的情况下，利用一次较大实测流量资料推求整个洪水过程的“分析流量计算方法”，同时，证明籍河天水水文站实测洪水测验资料的质量，也揭示出一些规律性的内容。如果“实测加分析原理”得到公认，得到落实，籍河天水水文站的测洪方案可以大量减少流量实测次数，这种方案肯定能得到基层测验人员的拥护。只有决定新的测站任务书，才能保证完成测站全年测验要求和测验质量”，根据水位级别明确“水位流量测次数目”。这需要基层水文工作者向科研技术部门不断地提供各类数据去探讨和研究，靠基层水文工作者的努力去影响规范的制定，让规范的编写逐渐符合水文测验原理。

“分析原理”是完全依赖水文变化规律、利用先进水文仪器进行水文测验。在这种原理下，减弱劳动力，规律的变化、新的水文测验仪器将占绝对的地位。水文原始资料已不再依赖人工去完成，依据监测信息的资料成果将是水文原始资料成果和主要内容。人工实测只是辅助，只是对监测信息进行比测和检验。就像我们现在采用分析的方法去检验实测的成果有没有异常，有没有问题。在“分析原理”下，人工实测原始资料是去检验“分析监测”的数据有没有异常。目前，在流量和泥沙观测方面，基层测报人员变化规律研究的不够，再一方面是测验仪器比较老，流量和泥沙测验绝大部分还是几十年前的老仪器，没有本质上的进步。

二、水文测验工作的地位

“人工实测原理”是经过简陋的水文测验设施和落后的水文测验仪器得来粗放的数据。如水文测验设施的测验能力提高了，水文仪器、设备先进了，基层测验人员不会再采用落后的测验方去完水流沙变化过程。例如自记水位计记录完整，跟人工观测水位计算结果一样，出现洪水过程人工6分钟观测一次水位就没有必要了。

“实测加分析原理”现在水文测验设施的测验能力并不是很高，水文测验仪器、设备并不很先的。如果按照以往逐条逐点的测量方法，这种效率何止能提高千倍百倍。水文测验原理要走向进步，需要科技水文，需要先进的测验仪器设备和对水文规律的研究。如果仍坚持水文测验的“人工实测原理”， 看不到“实测加分析原理”对水文测验的进步，就很难对水文规律性研究重视起来。

“分析的原理”如果基层测验人员不再费力，不再危险的提供水流沙原始数据，这应该是基层水文工作者梦寐以求的想法。它们将从“繁重”、“复杂”、“困难”、“危险”的工作环境中解放出来。需要各种数据时，只要在先进的测验设备前“动一下手”，水文数据就有了，水文工作不再是辛苦，而是一种享受。

同一时期、同一测验对象可以有以上三个测验原理，但并不是每一种原理都可以同时使用的。它依赖于不同时期、不同测验方法科技发展水平。在条件允许时，优先采用先进的测验设备和仪器，并能保证测验安全、高效、完美。例如，微波测流仪在基层水文站的应用，在水面流速测验时它不再受水面漂浮物的影响。但在微波测流仪的应用方面，显然规律性研还不态理想，该仪器比测多年，难以正常使用。

三、 根据水文测验原理确立水文科技创新方向

在目前现有“人工实测原理”条件下，测验设施和测验能力的提高，水文测验仪器和设备的研发是重要的内容。因为在这种条件下，它能解决目前遇到最突出的测验问题。在现阶段基层水文工作者的技术水平与专业技能很难与先进的水文技术水平连接在一起。因此，在执行“人工实测原理”过程中，基层测站水文科技创新的一个方面仍然是结合各流域水流沙实际特性，有重点的研发解决水文测验问题的仪器和设备。规律性研究很重要，但在该阶段，由于测验能力的影响，要真正很精确的研究水文规律性是很难的。因此，规律性研究必须保证有限的测验手段进行。

“实测加分析原理”是今后考虑的重点原理。研究“水文变化规律以及怎样利用水文变化规律”来提高单次质量是我们的主要研究的方向。在该阶段，我们应努力提高分析性成果的地位，以分析性成果逐渐取代人工实测成果，减轻测验人员的劳动强度，提高工作效率。今后应加大对水文规律性研究的投入。管理不到位，规律性研究不能盲目的开展。规律性研究是对新仪器开发的有力支撑，也是很多仪器推广应用的瓶颈。仪器研发可以靠别人，但规律性研究只能靠自己。如果能把分析资料也作为正式成果资料时，我们才会体会到规律性分析的重要性和必要性。

加大“分析原理”的研究，外业测验遇到的问题都能够解决和变得简单，但是实现这种原理需要基层水文工作者付出大量的辛苦和劳动。

总的来说，“实测原理”主要是以人、简单的仪器、简陋的设施为主。“实测加分析原理”是以人通过较先进的测验仪器和设施设备共同来实现的。“分析的原理”主要是在水文规律应用的前提下以测验设施和仪器设备为主。“水文测验原理”是水文测验规范的前提。在制定水文测验任务书的时候，有了原理和水文规范规定，才会有合理测验要求。在“水文测验原理”的指导下对科技水文制定的水文规范各补充规定才能走上合理的测验要求。水文科技创新只能符合测验原理的要求才能获得最可靠的保证，有力的支持。反过来说，确保水文测验策略的正确是很重要的。

四、结 语

创新是一个民旅进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。水文学科是一门传统学科，既有丰富经验和长期知识积累的有利一面，又面临着知识创新及技术手段现代化问题。创新也是时代发展的要求，是事业发展的必然，在新的形势下，水文要实现可持续发展，关键要实现水文现代化和水文科技创新。