李韶宗

(廣東省水文局江門水文測(cè)報(bào)中心，廣東 江門 529000)

0 前 言

作為沙湖水文站水位流量相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整理的重要組成部分，測(cè)量流量并標(biāo)定水線的工作準(zhǔn)確程度，是非常重要的。水文線的規(guī)律是，一般在水流量穩(wěn)定的時(shí)期，其表現(xiàn)出的相關(guān)曲線圖是單一的一條直線，而當(dāng)水量較大的時(shí)候，其表現(xiàn)出來(lái)是很多條變化較大的曲線。可是當(dāng)外界環(huán)境因素對(duì)中小河流產(chǎn)生各種各樣的影響時(shí)，就沒有辦法保證對(duì)其檢測(cè)的準(zhǔn)確度。所以便導(dǎo)致即使在同一地點(diǎn)，同一水位，進(jìn)行多次測(cè)量，得到的結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。針對(duì)這些問(wèn)題，必須將時(shí)間和監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，分析各種因素的影響，才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

1 影響枯水期流量測(cè)驗(yàn)精度的因素

1.1 水位對(duì)流量測(cè)驗(yàn)精度的影響

在進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)時(shí)，準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)結(jié)果，能夠使人們更直接的了解實(shí)際的情況。而在繪制水文流量監(jiān)測(cè)圖表的時(shí)候，具體的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，是重要的繪圖依據(jù)。所以，水文流量的準(zhǔn)確性是相關(guān)工作能夠順利開展的重要基礎(chǔ)。與此同時(shí)，水文監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確程度，也受到水尺等工具刻度的準(zhǔn)確程度所影響。如果在實(shí)際的水文監(jiān)測(cè)過(guò)程中，水尺刻度存在0.5cm的誤差，都會(huì)導(dǎo)致水文監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果有巨大的變化。

比如在實(shí)際的水文監(jiān)測(cè)過(guò)程中，當(dāng)觀察的水尺刻度的讀數(shù)為1.37m時(shí)，依照相關(guān)水文監(jiān)測(cè)的規(guī)定，要摘取整數(shù)。所以在記錄時(shí)，水尺的實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)該記錄為1.4m。當(dāng)觀察的水尺刻度的讀數(shù)為1.35m時(shí)，水尺的實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)該記錄為1.4m。然而，在實(shí)際水文監(jiān)測(cè)過(guò)程中，如果僅憑人的肉眼直覺去觀察，根本無(wú)法分辨1.37m和1.35m的區(qū)別。所以相應(yīng)的水文監(jiān)測(cè)記錄在不同的人員記錄下，就會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。而觀測(cè)人員如果將1.35m看成1.47m，便有可能將水文監(jiān)測(cè)記錄成1.5m。而將1.37m看成是1.34m，進(jìn)而將水文監(jiān)測(cè)記錄成1.3m的事情也經(jīng)常發(fā)生。這樣便使實(shí)際的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際的記錄結(jié)果出現(xiàn)了0.02m的差異。雖然只有小小的0.02m，但是針對(duì)于中小河流的水文監(jiān)測(cè)來(lái)講，本來(lái)河面的流量變化就不大，在加上存在的誤差，就導(dǎo)致水文監(jiān)測(cè)的結(jié)果存在較大的錯(cuò)誤。這樣使原本大體上數(shù)值都相差不多的水流量，出現(xiàn)了0.02m的誤差。由于這種現(xiàn)象在實(shí)際的水文監(jiān)測(cè)活動(dòng)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生，所以就導(dǎo)致了相關(guān)水文站在進(jìn)行對(duì)中小河流枯水期流量制作曲線圖表的時(shí)候，經(jīng)常存在錯(cuò)誤，嚴(yán)重影響了相關(guān)后續(xù)工作。

表1 沙湖水文站聲學(xué)多普勒流流速儀流量測(cè)驗(yàn)記載表

表2 沙湖水文站聲學(xué)多普勒流速儀流量測(cè)驗(yàn)記載表測(cè)驗(yàn)結(jié)果

表3 水位觀測(cè)讀數(shù)誤差統(tǒng)計(jì)表

在中小河流的枯水時(shí)期，河流表面的水流速度較為緩慢，河面相對(duì)平靜，沒有波紋，使對(duì)其進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)時(shí)，水尺的刻度讀數(shù)比較容易辨識(shí)。在這種情況下，水文監(jiān)測(cè)站在進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)時(shí)，盡量要將水尺的讀數(shù)在整數(shù)時(shí)進(jìn)行測(cè)量記錄。比如，水文站想要在水位高度為1m時(shí)，進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)，那么就要在水尺的刻度數(shù)正好為1m時(shí)進(jìn)行，不要在1.4m或1.6m時(shí)進(jìn)行。否則，會(huì)對(duì)水文監(jiān)測(cè)的實(shí)際結(jié)果造成一定的誤差。然而在實(shí)際的工作中，水尺刻度正好為整數(shù)的幾率并不大，為了方便水文監(jiān)測(cè)工作能夠繼續(xù)進(jìn)行，所以選擇相近的，數(shù)值相差較小的刻度數(shù)進(jìn)行測(cè)量，這樣就能夠?qū)⑺谋O(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和代表性進(jìn)一步提高。我國(guó)部分中小河流水文站，對(duì)最近一些年，我國(guó)部分中小河流水位流量關(guān)系曲線低水流量的實(shí)際測(cè)量研究中得知，在枯水期、低水期時(shí)，對(duì)河流水位的觀察數(shù)值的保留取舍方式，對(duì)河流水位流量關(guān)系的曲線標(biāo)準(zhǔn)比率，帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。針對(duì)這種情況，必須要嚴(yán)肅對(duì)待，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。為了能夠隨時(shí)隨地的將由于數(shù)值讀取問(wèn)題帶來(lái)的錯(cuò)誤，合理的解決，必須在枯水期、低水期，河流的水位流量狀態(tài)為不固定曲線的時(shí)間段之內(nèi)，依照相關(guān)的規(guī)章制度，在具體的狀態(tài)曲線圖表之中，將檢測(cè)出的水流量、水位高度第一時(shí)間進(jìn)行記錄。然后，圍繞所記錄的水位高度、水流量狀態(tài)的曲線圖表，進(jìn)行詳細(xì)的整理統(tǒng)計(jì)，最終將準(zhǔn)確的數(shù)值結(jié)果算出來(lái)。在其他相關(guān)因素都沒有導(dǎo)致水文監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差的環(huán)境下，必須對(duì)水文監(jiān)測(cè)的相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行再次檢驗(yàn)，查看是否是由于讀數(shù)的方法錯(cuò)誤而造成的誤差。確定后，盡快將數(shù)值進(jìn)行重新讀取、計(jì)算，進(jìn)一步確保水流測(cè)量的準(zhǔn)確度，進(jìn)而將準(zhǔn)確的數(shù)值應(yīng)用在水文數(shù)據(jù)的圖表繪制當(dāng)中，最終將水文監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確程度最大限度的提升。在整理相關(guān)的檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，相關(guān)工作人員并沒有將全部的關(guān)注度都放在對(duì)水文監(jiān)測(cè)的管理上，而是過(guò)度的重視相關(guān)資格證書的考核中。還有一些不是由于測(cè)驗(yàn)讀數(shù)誤差造成的、無(wú)法找到原因的誤差，只能夠?qū)⒎艞壵{(diào)查的原因歸納到測(cè)驗(yàn)讀數(shù)誤差身上。

1.2 水深對(duì)流量測(cè)驗(yàn)精度的影響

相對(duì)于普通長(zhǎng)方形的中小河流形狀來(lái)講，假定河水深度為1.37m，依照水文監(jiān)測(cè)的相關(guān)規(guī)章制度，必須運(yùn)用小數(shù)點(diǎn)后大于5要進(jìn)一位，小于5要舍棄，如果是奇數(shù)，就進(jìn)一位，如果是偶數(shù)，就舍棄的原則進(jìn)行讀數(shù)[1]。所以河水的深度應(yīng)該為1.4m。這樣的讀數(shù)結(jié)果，會(huì)比實(shí)際的河水深度加深21.43%。進(jìn)而，就會(huì)導(dǎo)致在利用這個(gè)數(shù)值對(duì)河流的流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，河流的流量整體數(shù)值會(huì)偏大。如果運(yùn)用這樣的讀數(shù)方式，對(duì)水文流量較小的河流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，就會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果比實(shí)際要小。比如假定河流的深度為1.34m，依照水文監(jiān)測(cè)的相關(guān)規(guī)章制度，河流的深度應(yīng)該記錄為1.3m，將這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致其與實(shí)際的河水深度相比較，小了5.41%。相反，如果運(yùn)用這樣的讀數(shù)方式，對(duì)水文流量較大的河流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，就會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果比實(shí)際要大。比如假定河流的深度為1.37m，依照水文監(jiān)測(cè)的相關(guān)規(guī)章制度，河流的深度應(yīng)該記錄為1.4m，將這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致其與實(shí)際的河水深度相比較，大了1.1%。從以上的舉例中我們可以看出，河流的深度越淺，其具體數(shù)值對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響就越大。

2 提高枯水期流量測(cè)驗(yàn)精度的措施

在對(duì)中小河流枯水期的流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，由于多種原因，導(dǎo)致對(duì)具體水尺刻度的讀數(shù)，觀察不準(zhǔn)確，進(jìn)而對(duì)水文監(jiān)測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生偏差的狀況，經(jīng)常在相關(guān)水文監(jiān)測(cè)站發(fā)生[2]。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，相應(yīng)的要在中小河流枯水期時(shí)，水位流量變化相對(duì)不大的情況下，盡量要在水位在水尺刻度整數(shù)讀數(shù)的情況下進(jìn)行測(cè)量，這樣得到的結(jié)果，比不是整數(shù)讀數(shù)時(shí)測(cè)量出的結(jié)果，更加具有準(zhǔn)確性以及代表性。如果條件不允許，所顯示的讀數(shù)不是整數(shù)時(shí)，那么，選擇測(cè)量的時(shí)間盡量要集中在cm數(shù)變化最小的時(shí)間段。這樣不僅能夠?qū)⑺粶y(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果，所具有的準(zhǔn)確性以及代表性，最大限度的提升，而且，還能夠最大限度的提升水文監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)程度。

由于被檢測(cè)河流的相關(guān)條件，也是能夠影響整體水文監(jiān)測(cè)結(jié)果的原因之一，所以，在對(duì)河流枯水期時(shí)，進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，對(duì)河水的深度、與岸邊的距離等重要因素的選擇，必須嚴(yán)格按照水文監(jiān)測(cè)的具體要求執(zhí)行。對(duì)雜質(zhì)較多，需要進(jìn)行清掃整理的檢測(cè)河流，也必須遵照相關(guān)的規(guī)章制度進(jìn)行操作。

在對(duì)中小河流的枯水期進(jìn)行水流量監(jiān)測(cè)時(shí)，可以使用低速流速儀對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。依照相關(guān)的監(jiān)測(cè)規(guī)定，這種低速流速儀的適用范圍，只能對(duì)深度在10cm以外的河流中使用。所以，當(dāng)被監(jiān)測(cè)的河流深度范圍在10cm之內(nèi)時(shí)，低速流速儀就不能將自身的壅水能力發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而后續(xù)的操作也無(wú)法順利進(jìn)行。所以，這種情況只能應(yīng)用小浮標(biāo)法進(jìn)行水流量監(jiān)測(cè)。在進(jìn)行中小河流枯水期水流量監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，可以應(yīng)用一點(diǎn)法，對(duì)河水深度達(dá)到60cm的河流，進(jìn)行水流量監(jiān)測(cè)。在對(duì)深度點(diǎn)為60cm處實(shí)施測(cè)量時(shí)，不要對(duì)水面的流速進(jìn)行測(cè)量，而是要對(duì)60cm處的水流速度進(jìn)行測(cè)量。因?yàn)?0cm處的水流速度，相比較于水面的水流速度，所測(cè)量出的結(jié)果，更加具有準(zhǔn)確性和代表性。這是由于在水位相對(duì)比較低的環(huán)境下，往往都是憑借過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)，來(lái)確定水面流速的常規(guī)系數(shù)。對(duì)水面流速的常規(guī)系數(shù)，很少有水文站進(jìn)行測(cè)試分析，所以，運(yùn)用這種不準(zhǔn)確的常規(guī)系數(shù)，會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的水流量監(jiān)測(cè)值存在很大的誤差[3]。

在對(duì)水流量監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，對(duì)測(cè)量水面深度的測(cè)線設(shè)計(jì)，必須要能夠?qū)⑺嫔疃入S著河面的形成特點(diǎn)的變化而發(fā)生的改變，進(jìn)行嚴(yán)格的掌握控制。對(duì)水深情況不加以考慮，每次測(cè)量時(shí)，測(cè)線的數(shù)量必須大于等于三根，不然對(duì)具體的水流量測(cè)試值無(wú)法精準(zhǔn)掌握。

表2 實(shí)測(cè)流量與關(guān)系曲線偏離差值表

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，中小河流枯水期水流量的檢測(cè)工作，是對(duì)我國(guó)水文相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)豐富的必要手段。其具體監(jiān)測(cè)數(shù)值的準(zhǔn)確性，直接影響到我國(guó)水文事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。所以，在基礎(chǔ)的水流量測(cè)量工作中，只有將最原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提高，才能保證整體監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確程度。應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段，提高具體監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，為水文部門相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行修改、整合、創(chuàng)新，為水文事業(yè)的順利發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，將科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)提供給今后相關(guān)的分析、預(yù)防、管理等具體任務(wù)。

[1]徐志國(guó),王慧杰.中小河流枯水期流量測(cè)驗(yàn)精度探討[J].河南水利與南水北調(diào),2016(11):23-24.

[2]李平.基于河流環(huán)境流量的漓江上游水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度[D].桂林：桂林理工大學(xué),2015(23)：56-60.

[3]冉新量,謝源源.黃水溝河與清水河枯水期下游河道水量損失分析[J].黑龍江水利科技,2012,40(03):85-86.