水文測驗中測流誤差與控制方案研究

劉高俊

【摘 要】水文測站中流量測驗是個重要的工作，因傳統(tǒng)的測驗設(shè)備的功能不夠完善，不僅影響測驗質(zhì)量，還對整體工作的效率造成一定影響。為改善這種現(xiàn)狀，水文測站工作人員，需加強(qiáng)專業(yè)知識吸收，積極了解水文測驗工作的標(biāo)準(zhǔn)流程與技術(shù)要求，分析水深測驗的影響因素，在此基礎(chǔ)上，便于工作人員全面掌握各河流的使用情況，以此提出有針對性的改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】水文測驗；測流工作；誤差分析；控制方案

水文測驗工作指的是對水體水位、流量、泥沙等具體情況進(jìn)行觀測，通過分析水文情況，及時了解水文特征，便于及時提出解決水文觀測誤差的辦法[1]。為提升水文觀測的精度，要合理投入觀測設(shè)備、儀器，考慮人為、計算等因素對觀測結(jié)果的影響，從而將觀測誤差控制好。將自動測流系統(tǒng)引入水文測驗中，在分析測驗資料的前提下，穩(wěn)步推進(jìn)水文測驗工作，積極構(gòu)建水資源管理體系，繼續(xù)開發(fā)新的水資源管理模式，以此提升水文測驗的準(zhǔn)確性和有效性。

1.測流誤差分類

1.1偶然誤差：測驗環(huán)節(jié)對同一地方進(jìn)行重復(fù)測量，由于漲落引起的誤差是偶然誤差，比如流速脈動導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，這是偶然誤差的一種。偶然誤差中各個測量中偏大、偏小等的現(xiàn)象是不確定的，測量值比實際值大或者小，誤差值較大的概率趨于零，多次測量容易出現(xiàn)偶然誤差。

1.2系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差指的是，水文測驗環(huán)節(jié)使用的測量儀器、測量方法、觀測系統(tǒng)等不夠科學(xué)，測驗工具使用不當(dāng)，重復(fù)測驗同一量時，產(chǎn)生的誤差是具有一定規(guī)律的，偏差大小一定。由于系統(tǒng)原理、設(shè)備自身缺陷等引起的偏差問題都是系統(tǒng)誤差[2]。

2.水文測驗結(jié)果誤差的影響

2.1人為

測驗人員的綜合素質(zhì)直接影響水文測驗結(jié)果，同時他們的工作能力對水文測驗效果產(chǎn)生重要影響，當(dāng)前在水文測驗工作中，一些人員意識不到個人綜合素質(zhì)和專業(yè)能力對整體工作的影響，平時工作中過于隨意[3]。日常工作中未能主動學(xué)習(xí)水文測驗有關(guān)的知識，也未能及時參與到專業(yè)培訓(xùn)中，這樣一來，部分人員自身能力無法適應(yīng)水文測驗工作。

2.2流速

鉛魚主要用于水量、流量、水環(huán)境等的測試中，水流沖力較大，鉛筆無法垂直如水，同時在如水過程中產(chǎn)生了偏角，這個偏角對水深測量工作帶來干擾，導(dǎo)致測量的水深與實際水深的偏差過大。在強(qiáng)大水流的作用下，鉛魚產(chǎn)生了一個偏角，根據(jù)計數(shù)器顯示，測量水深大于實際水深，偏差較大，導(dǎo)致水深測量誤差較大，這直接影響水深測量的準(zhǔn)確性。

2.3河底物質(zhì)組成

測驗工作中，河底物質(zhì)組成對水深測驗精度的影響很大，當(dāng)鉛魚入水接觸到河底卵石時，鉛魚板上的信號系統(tǒng)會發(fā)射河底信號，以此提醒工作人員此處有異常。但是如果河底突出的卵石數(shù)量較大，則鉛魚板上的信號系統(tǒng)無法正常發(fā)送提醒信號，信號發(fā)送不及時，這種情況下測量出的水深則不準(zhǔn)確，嚴(yán)重影響流量測驗的精度。

3.水文測驗中測流誤差的控制

3.1斷面測驗誤差

測深垂線布置、水面寬度、水深等都是影響水道斷面測量精度的主要因素之一，為了減少斷面測驗中的誤差，需要站在誤差傳遞角度分析問題，及時了解斷面平均流速一定時，水道面積誤差與其流量誤差的關(guān)系，以此為入手點[4]。根據(jù)斷面資料，依GB-50179-93《河流流量測驗規(guī)范》，合理布置斷面垂線的數(shù)量，滿足水深測量的技術(shù)要求。下表為某水文測深垂線誤差統(tǒng)計結(jié)果。

表1：某水文測深垂線誤差統(tǒng)計結(jié)果

從表1數(shù)據(jù)看出，當(dāng)測深垂線數(shù)量在15到20之間時，其數(shù)目越大，平均誤差越大，當(dāng)測深垂線數(shù)量從40增加至50時，平均誤差仍舊為-0.2%，標(biāo)準(zhǔn)差從0.3%降至0.1%，增加測深垂線數(shù)目可提高面積測驗精度。

3.2水深測驗

為消除人員操作技能、技術(shù)程度等對測驗精度的影響，及時規(guī)范人員操作，規(guī)定人員嚴(yán)格遵照GB-50179-93《河流流量測驗規(guī)范》要求，對同一量至少進(jìn)行兩次以上測驗[5]。總結(jié)水文測驗工作經(jīng)驗，工作之余加強(qiáng)對水深測量工作的了解，積極掌握水深測量技術(shù)，將水深測量的標(biāo)準(zhǔn)差控制在1.4%，平均誤差控制在0.24%，進(jìn)行規(guī)范的標(biāo)桿測深。

3.3流速測驗誤差控制

根據(jù)實際工作，及時制定有效的流速測驗誤差控制方案，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化操作來進(jìn)行作業(yè)，充分考慮懸桿、流速儀對測驗精度的影響，嚴(yán)格控制垂線測點流速，合理布置測速垂線數(shù)目，重新定位流速儀測點。根據(jù)垂線資料分析流速測點，深入了解相對水深、水面的平均誤差和相對標(biāo)準(zhǔn)差，強(qiáng)化垂線布設(shè)工藝的控制，依據(jù)流速橫向的實際分布特點確定垂線，在此環(huán)節(jié)均勻抽取垂線，計算垂線后及時保留有效的系統(tǒng)誤差。減少懸桿部分對流速系統(tǒng)的干擾，同時了解到：懸桿測流標(biāo)準(zhǔn)差越大，流速變大越大，出于水運安全考慮，制作精密的測流儀器和懸桿，使其有效連接，減小測驗誤差。水草對測驗精度也有影響，因此某人員在測驗環(huán)節(jié)，先采用先進(jìn)設(shè)備檢測水草的密集性和面積，但是采用自動化測驗系統(tǒng)監(jiān)視流速變化，利用鉛魚順利如水，避免鉛魚如水時產(chǎn)生流向偏角。

4.結(jié)束語

綜上所述：本文以水文測驗為研究主題，主要探討因人為和環(huán)境原因造成的測驗誤差，為減小測驗誤差，先了解測流誤差的分類，然后提出解決測流誤差的有效方案，合理布置測深垂線，規(guī)范人員操作，進(jìn)行規(guī)范的標(biāo)桿測深，重新定位流速儀測點，完善流速測驗誤差控制方案，了解相對水深、水面的平均誤差和相對標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)流速橫向分布確定垂線，從而最大化減小測流誤差。

【參考文獻(xiàn)】

[1]艾賽都&#；阿尤甫. 水文測驗的誤差分析及其對策[J]. 黑龍江水利科技， 2017， 45（3）：45-46.

[2]李紹坤. 水文測驗的誤差分析及其對策[J]. 水能經(jīng)濟(jì)， 2018（1）：194-194.

[3]陳相坤. 水文測驗誤差分析及解決措施探討[J]. 能源與節(jié)能， 2017（3）：99-100.

[4]杜亞南， 張良平， 游目林. 鋼鐵材質(zhì)浮標(biāo)對ADCP水文監(jiān)測系統(tǒng)流量測驗精度的影響[J]. 水利水電科技進(jìn)展， 2017， 37（1）：55-59，共5頁.

[5]夏文斐. 淺談水文測驗的誤差類型及各類誤差的解決方法[J]. 甘肅科技， 2018， v.34（06）：31-32.