水文測驗存在的誤差和對策研究
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摘 要：水文測驗情況的不可預估性決定了誤差的存在，而水文測驗結果的不精確阻礙了社會的有序發展，因此，必須采取科學有效的措施及時降低水文測驗誤差出現的概率，保障我國社會經濟又好又快的發展。本文對水文測驗中存在的誤差和對策進行全方位的分析，以期能在一定程度上為相關專業的學者提供參考與借鑒。
關鍵詞：水文測驗;誤差;對策
中圖分類號：P332 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）02-0078-03
Study on the Errors in Hydrological Testing and the Countermeasures
Abstract： The unpredictability of hydrological test results determines the existence of errors， and the inaccuracy of hydrological test results hinders the orderly development of society. Therefore， scientific and effective measures must be taken to reduce the probability of hydrological test errors in time to ensure the sound and rapid development of social economy in China. This paper made an all-round analysis of the errors and countermeasures in hydrological measurement， in order to provide reference for scholars of relevant specialties to a certain extent.
Keywords： hydrologic test;error;responses
水文測驗是關系國民經濟發展的重要內容，其主要是科學精準地檢測與分析我國各個區域內河流水資源產生的動態變化，同時采集與整理測得的數據信息。但是，水文測驗經常會因受到各種主觀人為因素與客觀自然因素的干擾而產生“水文測驗誤差”，從而造成所測量的結果與實際情況嚴重不符。因此，在水文測驗過程中，相關水文技術人員要縮小誤差，進而為我國社會經濟的協調可持續健康發展做出卓越貢獻。
1 水文測驗的重要性與測驗誤差的概念
水文測驗在水利工程建設管理、水資源保護、抗旱工作與防汛預測等各個領域都占據著舉足輕重的地位，這是國家的基礎工作，其旨在分析水資源的變化規律并為環境保護提供相應的科學依據，促進我國水資源實現更加合理、科學的開發利用。目前，我國水資源枯竭問題日益嚴峻，因此，加強水資源的保護和管理尤為重要，而做好水文測驗則成為解決該問題的重中之重。水文測驗是經濟社會和水利工作對水文領域提出的新要求，既是水文工作的重要組成部分，又是水文監測的延伸，作為水文工作中的一項基本工作，水文測驗的地位和重要性日益突出。
在實際的生產生活中，往往由于認知能力和科學水平的制約，各種測量與試驗得到的數值與實際之間有出入，這就是所謂的誤差，其始終存在于所有的科學實驗與測量中。
2 水文測驗工作中的數據處理方法
2.1 數據輸入與數據處理
對各個區域內河流的土壤含水量、降雨蒸發量、地下水位與水質等進行觀測，對得到的水文資料要按照統一的格式與方法加以審核，表格式輸入的數據較為直觀、立體且容易校核，所有的數據都以字符來讀入，這有利于避免因數據錯誤而造成程序終止。在水文大斷面數據資料中，起點距數據不可能出現后面的數據小于前面的數據。此外，在日平均流量或者水位資料中，對水文數據的有效位數具有非常嚴格的規定。在水文資料整編過程中，計算并打印出標準的水文原始數據記錄表格，不僅有利于實現計算微機化操作，還有利于提高資料精度與工作效率，極大地降低水文測驗誤差的產生，進而實現我國社會經濟的協調穩定可持續發展。
2.2 系統誤差處理
對于系統誤差，可以借助修正值對系統誤差進行有限程度的補償。在實際水文測驗工作中，工作人員并不知道所測量的約定真值是多少，更難以在單次流量測驗中進行多次測量。因此，必須嚴格貫徹執行好《河流流量測驗規范》中的明文條令，往往重復性條件或復現性條件下所得出的一些測量結果中的誤差分量是有分散性的。
3 水文測驗常見誤差分析
各種計量工作中都會涉及誤差的概念。一般的水文檢定工作中，用于測驗的儀器最大允許誤差為其擴張不確定度的7倍左右，但由于真值往往不知道，故誤差無法準確得到。只要測試誤差在最大允許誤差范圍內，結果就是合格的?，F針對水文測驗誤差中的偽誤差、系統誤差與偶然誤差進行一一闡述。
3.1 偶然誤差
一般情況下，偶然誤差主要有水尺讀取時產生的誤差與回流、風浪等引起的誤差。水文測驗工作的內容煩瑣復雜，涉及水位、流沙含量、流速與流量等因素，這些因素會對水文測驗工作質量造成不利影響，再加上水文測驗易受惡劣天氣等自然狀況的干擾，因此，難以從根本上確保結果的客觀性和精準性。如果在有風浪的情況下進行水文測驗，觀測值要精確到厘米級，相鄰水位站的降低程度要不大于20cm。為了使視線與水平面相平，觀測人員一定要下蹲，且水文觀測值要取大于三次波谷與波峰數據的平均值。在設計水尺樁的過程中，還要減少水基面流對其的沖擊，以確保數據科學合理[1]。
3.2 系統誤差
系統誤差的出現原因是水文測驗工作的測量設備誤差或者是受到測量條件中的某些特定因素的系統性影響。水文測驗的系統誤差主要包括：水準點、工作水準點及水尺零點的誤差和間接觀測設備的系統誤差。面對我國水資源污染與瀕臨枯竭的不良現狀，要避免系統誤差的出現，逐步從環境治理基礎工作做起，加強水資源的環境保護。具體來說，可以對水位計進行比測，比測時間為1個月左右，比測結果應達到置信水平95%的綜合不確定度不超過3cm，系統誤差不過1%;優先選用精度較高的密度計與傳感器，觀測水位的時間最好在無風天氣進行，減少觀測設備自身存在的誤差;每次對水位進行觀測時，都要采用一致合理的觀測路線，確保各個向量的統一;還要注重對基本水準點定期進行復測，將水文測驗誤差降到最低。 3.3 偽誤差
水文測驗工作為水資源的檢測提供了充分的科學理論依據，為全面開展水文測驗工作提供了有效的保障。水文測驗中的偽誤差主要是由于測量設備故障或測量人員粗心產生的誤差。例如：計算與測量錯誤、數據記錄出錯、測驗結果讀取不正確等都屬于偽誤差。
4 懸移質泥沙測驗的誤差及解決方案
懸移質泥沙測驗的內容包括懸移質的數量和顆粒級配分析。懸移質泥沙測驗主要是利用輸沙率（或斷面平均含沙量）與其他水文要素建立相關關系，由其他水文要素變化過程資料，通過相關關系求取輸沙率變化過程。懸移質泥沙測驗的誤差產生的根本原因主要有泥沙脈動制約、垂直泥沙取樣的方法不夠科學規范、水文測樣用的儀器設備過于老舊、水樣處理方式不符合要求等，這些因素都在一定程度上妨礙了水文測驗整體的精準性與科學性。
減小懸移質泥沙測驗誤差的措施：為了確保垂線的位置均勻分布，必須要預先確定好垂線的數量，從整體上把握測沙斷面;注重使用烘干稱重法反復驗證試驗結果，條件允許的情況下還可以充分利用光電濁度儀器。在選擇水文測量儀器前，要進行率定試驗，確保其從無出現過灌注的狀況，管嘴與管壁中的泥沙含量不能太高。
5 流量測驗誤差及其解決方案
測流有兩種方法，一種是常規流速儀測流，另一種為走航式聲學多普勒剖面流速儀測流。流量測驗的誤差既有直接的也有間接的，既有儀器和測量條件引起的誤差，也有人為觀測和數據處理的誤差。流量測驗誤差產生的原因主要有以下幾點：①水流回流與紊流是根本原因;②斷面測量出現誤差;③水位觀測誤差;④在對垂線各層的監測點進行有限測速時，垂線數量的多寡也會導致流速脈動有誤差;⑤測試垂線各個層次的時間點不一致，嚴重激化了流速推斷間的矛盾沖突;⑥在計算平均流速時，因為檢測點設置不夠科學而使得水文測驗結果不夠精準;⑦測量的機械設備沒有得到及時有效的維修養護而降低工作效率[2]。
6 當前我國水文測驗工作中存在的不足
雖然當前我國水文測驗工作取得了巨大的突破與成就，但水文測驗在具體的實際應用中仍然存在許多不足之處，主要表現在以下幾方面。
6.1 自動收集和傳輸技術落后
水文測驗作為一項系統性的數據資料分析與比對工作，其沒有充分利用高精尖的現代自動收集與傳輸技術，因此，檢測結果存在較大誤差，難以全面實現水文數據與資料的共享。水文測驗的主要目的是對水土問題進行及時高效的防護與治理，但對于河流汛期與低水溫期間的水文測驗準確度還有待提高。
6.2 水體差異性與水文區域差異性之間存在失衡問題
一般情況下，工作人員在進行水文測驗時，往往會對河流的水文情況進行系統檢測，以此作為各個區域水文深入測驗的基礎數據。因為該方法是針對水體的總特征進行測驗的，因此，會在一定程度上忽視水文的差異性，從而使測驗結果出現較大偏差。
7 改善水文測驗存在誤差的有效策略
7.1 強化對水文測驗以及災害預報技術的創新應用
需要緊跟社會經濟的發展潮流，致力于創新與優化水土預報系統，以提升水土治理成效。水文測驗工作的核心任務就是對河流進行科學合理的水文測驗，使水文測驗數據資料更加精準詳細，提升水土數據與水文測驗之間的關聯度與共享性，進而有效發揮其對水土流失的科學治理與控制職能[3]。
7.2 強化水文測驗工作的準確度
首先，必須利用互聯網的優勢，為水文測驗結果提供科學精準的數據支撐，對現有水文測驗誤差中存在的漏洞與缺陷進行及時高效的反饋剖析，并且記錄下來作為案例以供日后學習鞏固，從根本上維持好水文區域差異性與水體差異性二者之間的動態平衡。其次，要切實提升水文測驗人員的綜合素質，相關水文部門的領導者要自始至終以提高內部人員的專業理論知識與實踐操作技能為出發點與落腳點，充分調動起水文測量人員對待工作的主觀能動性與積極創造性。
7.3 定期檢查和保養測量儀器和設備
在開展水文測量工作前，一是要做好測量儀器和設備的檢查工作，從而減少誤差;二是要檢查測量儀器的功能，看儀器是否符合規定標準，發現問題要及時糾正;三是做好儀器調整工作，在使用前要對儀器進行校正，使刻度對準;四是做好儀器和設備保養工作。
8 結語
本文對水文測驗中存在的誤差與對策進行探究具有重要的現實性意義。水文測驗工作對促進我國社會經濟發展具有重要作用，要同步進行顆粒級配合分析實驗、懸移質含沙量試驗、流速比降觀測試驗等，進而得到相關水文要素的數據資料。在水文測驗工作中，需要通過大量的測量工作來實現對流域內信息數據的采集歸納與總結處理。因此，相關人員要不斷加強研究力度，盡量縮小測量的誤差范圍，且不斷提高水文測驗的整體水平。
參考文獻：
[1]郭子君，于國寶，趙彩霞.試論遼寧省水文測驗面臨的主要問題及有效解決對策[J].建筑工程技術與設計，2017（11）：267-269.
[2]黃鐵英，王莉莉，田岳明.關于水文測驗的誤差分析及其對策的研究[J].自然科學（文摘版），2015（16）：183-185.
[3]李雙偉，劉玉萍，趙義軍.水文測量誤差的原因分析及應對措施[J].黑龍江水利科技，2016（27）：326-328.
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