郭寶群,李楊俊,韓 泰
(1.黃河水利委員會水文局,河南鄭州450004;2.黃委會三門峽庫區(qū)水文水資源局,河南三門峽472000)
水文資料整編是對原始水文資料(測驗數(shù)據(jù))按科學方法和統(tǒng)一規(guī)格進行整理、分析、統(tǒng)計、審查、匯編、刊印或存貯的全部技術(shù)工作。水文測驗所得到的原始數(shù)據(jù)資料,需要經(jīng)過資料整匯編,按照統(tǒng)一的標準和規(guī)格,整理成系統(tǒng)的圖表成果,匯編成水文年鑒或存儲于水文數(shù)據(jù)庫,便于需要者使用。SL 247-2012《水文資料整編規(guī)范》、SL 460-2009《水文年鑒匯編刊印規(guī)范》、SL 58-2014《水文測量規(guī)范》及GB50179-2015《河流流量測驗規(guī)范》,是保證水文資料測驗與整編成果質(zhì)量和規(guī)格統(tǒng)一的重要規(guī)范性標準,均包括各水文要素數(shù)值的取位精度要求,在水文行業(yè)廣泛應用。
實測大斷面成果表是水文資料整編成果之一,是由若干組成對起點距和河底高程數(shù)值組成。SL 247-2012、SL 460-2009對大斷面起點距的取位精度做了規(guī)定,但存在規(guī)定不具體,表述不嚴密,全國水文年鑒終審會議尚未對其做最終解釋,因此實際應用中對其有不同的理解,歧義較大,認為有違規(guī)范要求規(guī)格統(tǒng)一的原則。各流域機構(gòu)及省區(qū)水文部門在進行本部門整編補充規(guī)定制定時均有不同描述,因此造成全國各卷冊水文年鑒刊印的實測大斷面成果中起點距數(shù)值存在取位精度不統(tǒng)一或不合理情況。如在刊印的實測大斷面成果表中將起點距小于100 m的數(shù)值記至0.1 m,不小于100 m的數(shù)值記至1 m,甚至有的將此理解應用到實測大斷面測量中,或不分數(shù)據(jù)來源要求絕對統(tǒng)一的情況,如有規(guī)定所有的大斷面成果,起點距必須記至0.1 m等,直接影響到整編成果規(guī)格格式的一致性,且影響到其成果的應用;GB50179-2015也存在類似問題。因此,從大斷面整編數(shù)據(jù)溯源的角度,對起點距測驗數(shù)據(jù)獲取及相關(guān)規(guī)范規(guī)定進行分析,提出起點距數(shù)值取位精度規(guī)定修改意見。
大斷面成果資料能夠反映測驗斷面的形態(tài)和斷面沖淤變化情況,應用于河流河床的演變規(guī)律分析;在實際測驗工作中,也經(jīng)常遇到查讀或借用汛前(汛后)及相鄰實測流量測次的實測大斷面資料的情況。起點距是在測驗斷面上以一岸斷面樁為起始點,沿斷面方向至另一岸斷面樁間,任一點的水平距離。為了便于長期資料對比分析,各測次的過水斷面的水面寬以及相鄰測深、測速等垂線間的間距,不是直接測量到的,而是先采集到與其垂線相對應的起點距,再計算相鄰兩垂線起點距的差值而獲得水面寬或垂線間間距數(shù)值的,如斷面水面寬,就是測驗斷面上兩岸水邊垂線相應起點距的差值,部分面積是相鄰測驗垂線相對應的起點距的差值與其平均水深的乘積。因此起點距是水道斷面面積計算的基礎數(shù)據(jù),其取位精度直接影響到流量等水文要素測驗的精度與質(zhì)量,應與水面寬或垂線間間距取位精度一致。
使用起點距定位測驗垂線的優(yōu)點是便于對大斷面資料進行對比分析??商桌L若干次大斷面數(shù)據(jù)資料,分析其測驗垂線及整個斷面相關(guān)要素的變化情況。若不使用起點距,僅以垂線間間距數(shù)值表述,可計算部分面積,但其垂線位置無法定位,不便于資料分析對比。
從整匯編規(guī)范刊印大斷面成果表規(guī)定,分析大斷面整編成果的類型。SL460-2009 4.6.2-1規(guī)定主要刊印高、中水測流的大斷面成果;4.6.2-3規(guī)定刊印次數(shù),斷面穩(wěn)定或斷面變化不大的,可只填列汛前(或汛后)一次;斷面變化很大的,應增加大洪水沖淤過程中變化轉(zhuǎn)折的過水斷面若干次??梢钥闯隹〉膶崪y大斷面成果資料類型有汛前(或汛后)大斷面和沖淤過程中變化轉(zhuǎn)折的過水斷面,前者即為SL58-2014中所述的大斷面測量;后者多為洪水過程測驗的單次實測流量的過水斷面,故與GB50179-2015關(guān)聯(lián)。
GB50179-2015、SL247-2012和 SL460-2009,對水面寬的規(guī)定取位精度均為“取三位有效數(shù)字,大于或等于5 m時,小數(shù)不過一位;小于5 m時,小數(shù)不過二位”,SL58-2014的起點距取位精度也能滿足該要求。各規(guī)范規(guī)定起點距均以米計。
SL58-2014規(guī)定的大斷面測量,一般在汛前(汛后)的枯水期進行岸上和水下兩部分測量,要求對兩岸斷面樁之間或固定點間的距離進行往返測量,相對誤差應不大于1/500,具有較大的范圍和較高的精度,能夠全面反映測驗斷面的形態(tài)。該規(guī)范規(guī)定“大斷面和水道斷面的起點距,水面寬在5 m以下時記至0.01 m,5 m以上時記至0.1 m”,明確以水面寬為參數(shù)。
GB50179-2015規(guī)定為“起點距,不小于100 m時,記至整數(shù);小于100 m時,不小于5 m時,記至0.1 m;小于5 m時,記至0.01 m”,從表述可以推理出100 m、5 m是指起點距數(shù)值的大小。假設某站測流斷面的大斷面起點距數(shù)值范圍在零至幾百米,設想某次實測流量,過水斷面左右水邊起點距均在百米以上的范圍,實際水面寬為幾十米,其起點距按該理解取位精度為整數(shù),那么通過水邊垂線相應起點距計算的水面寬,取位精度也只能是整數(shù),是不符合水面寬要素取位精度的規(guī)定。與GB50179-93相應規(guī)定對比可以看出,GB50179-2015修訂時,將“水面寬”字樣刪除,因而造成有歧義的情況。
水文資料整編成果資料來源于測驗數(shù)據(jù)。實測大斷面成果表,是在實測大斷面測量資料和實測流量測次過水斷面資料數(shù)據(jù)的基礎上整理的,其相關(guān)要素取位精度應與測驗成果數(shù)據(jù)相同或低于,但不能高于測驗取位精度。SL247-2012和SL460-2009均規(guī)定“大斷面起點距,宜記至0.1 m;不小于100 m,可記至1 m”,按其表述理解一,其100 m為起點距數(shù)值,則同斷面同次成果中可能出現(xiàn)起點距數(shù)值100 m以下記至0.1 m,100 m及以上記至1 m的情況。例如對于測次水道斷面,水面寬小于100 m,左右水邊相對應的起點距數(shù)值分別為幾十米、上百米的情況,若查讀或借用該實測大斷面成果表資料,其測次水面寬或部分垂線間間距(起點距數(shù)值在不小于100 m的部分)的取位精度,將無法滿足流量測驗精度要求,在實際測驗工作中對于同斷面同測次大斷面起點距的取位精度是相同的。理解二,按“宜記至0.1 m”規(guī)定,不考慮“不小于100 m,可記至1 m”,將所有大斷面起點距,均記至0.1 m的規(guī)定也是不合理的,因為可能有大斷面測量和實測流量測次過水斷面兩種類型。例如對于測次過水斷面水面寬在不小于100 m時,流量規(guī)范規(guī)定起點距是記至1 m的,由該測次過水斷面整理的成果也只能記至1 m。綜上所述,水文資料整編實測大斷面成果起點距的取位精度與測驗數(shù)據(jù)來源有關(guān),而與起點距數(shù)值大小和水面寬已沒有完全的相關(guān)性。
GB50179-2015規(guī)定中應明確100 m、5 m所指要素為水面寬,敘述類同GB50179-93,建議規(guī)定修改為“水面寬不小于100 m時,記至整數(shù);小于100 m時,不小于5 m時,記至0.1 m;小于5 m時,記至0.01 m”。
SL247-2012和SL460-2009大斷面起點距,取用精度應按測驗數(shù)據(jù)來源分別敘述,建議規(guī)定修改為:
1)使用實測大斷面測量記載數(shù)據(jù)編制的大斷面成果應記至0.1 m。對于水面寬在5 m以下有查讀或借用需求的斷面,應記至0.01 m。
2)使用實測流量記載數(shù)據(jù)編制的水道斷面大斷面成果,按其測次測驗記載精度整理。