胡 斌

（湖南省永州水文水資源勘測中心，湖南永州 425000）

0 引言

水文測驗工作是一項復雜性較高的科研工作，其測驗結果由于容易受到多方因素影響，一般存在誤差。為使水資源管理工作更加科學、合理，就要解決水文測驗中存在的問題，盡量減少測驗誤差。不同原因導致的誤差不同，本文著重分析了水文測試誤差的類型，并分析了各種誤差的防治措施。

1 水文測驗中常見的誤差類型

1.1 自然性誤差

因水文測驗的空間、時間等因素都存在差異，所以對資源進行分析時會產生誤差，且這種誤差是無法避免的，這類誤差屬于水文測驗中自然性誤差。參考目前水文測驗實際開展的有關文獻，可把誤差類型歸結為地理性誤差和氣候性誤差。

1.1.1 地理性誤差

對某一河流的水文測驗結果會受河流流域位置、大小、所處海拔、地下水位等多種因素的影響。例如，黃河和長江都流經(jīng)青海和四川兩省，但是對流經(jīng)這兩省的黃河和長江的水資源進行水文測驗，其結果是不同的。另外，即使是針對同一條河流水文測試，因為河流不同位置的各項參數(shù)不同，結果也不盡相同。例如，黃河在甘肅省所測得的水文測驗結果和其在河南省所測得的水文測驗結果是不同的。

1.1.2 氣候性誤差

在開展水文測驗工作的過程中，氣候性誤差也非常常見。氣候性誤差對水文測驗結果所造成的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面：首先，夏季檢測工作和冬季檢測工作的溫度不同，導致最終的水文檢測結果不同；其次，在水文檢測工作中，對河流含沙量的檢測是一項重要內容，春夏季節(jié)河流流量較大，流速較快，所以泥沙含量較大，而秋冬季節(jié)河流流量較小，流速較慢，所以泥沙含量較小。

1.2 人為性誤差

人為性誤差是主觀性的，自然性誤差是客觀性的，客觀性是無法避免的，主觀性是可以避免的。人為性誤差可把其歸結為技術性誤差和計算性誤差兩類。

1.2.1 技術性誤差

在進行水文檢驗時，人類不能違背自然規(guī)律，人類和自然應該和諧相處，而和諧相處需要科技不斷發(fā)展，并且人類文明跟隨著科技的發(fā)展而發(fā)展。但是，在實際中，水文檢測工作的精度普遍存在偏差，應用的技術水平也是參差不齊的，所以導致了檢測結果存在很多誤差，特別對水文中的流沙量、沖擊量和流量的檢測都出現(xiàn)了誤差。不僅如此，分析標準也存在很大的誤差。例如，利用人工和數(shù)字化程序對區(qū)域水流含沙量進行測試的測試結果往往存在不同，這是水文測驗技術性誤差的代表。

1.2.2 計算性誤差

在實際水文測驗過程中，專業(yè)技術員務必須根據(jù)河流流動的規(guī)律從整體角度進行計算和分析，以便最終得出比較精確的水文測驗結果。檢測人員在對水文進行分析檢測時，獲取的信息和數(shù)據(jù)不完整，這會影響分析結果，使結果不精準。再者，檢測人員在實際檢測時所采用的算法不同，他們各自站在自己的角度去分析，也會使檢測結果出現(xiàn)誤差。

2 有效解決水文測驗各類誤差的方法

2.1 尋找自然規(guī)律，規(guī)避自然性檢測誤差

實踐人員只有詳盡地了解水文檢測的內容，才能避免自然性因素帶來的檢測誤差。A地區(qū)的某主干河流全年流量參數(shù)如圖1所示。檢驗人員在對該河流開展水文測驗工作的過程中，應根據(jù)該地區(qū)的降水量、海拔高度、河流流速和季節(jié)溫差等相關數(shù)據(jù)進行分析，最終得出較為精準的全年流量檢測結果，即1.9±0.33。進行水文測驗的工作人員應站在綜合的地理角度分析，只有這樣才能保證檢測結果的準確性。

圖1 A地區(qū)的某主干河流全年流量參數(shù)

2.2 實現(xiàn)技術創(chuàng)新，循序漸進減少技術誤差

要想使水文測驗中的技術性誤差問題得到有效解決，就要及時、高效地解決目前水文測驗中存在的問題。而只有技術不斷創(chuàng)新，才能高效處理水文測驗中存在的問題。例如，在進行水文測驗工作時，利用新技術進行檢測，具體有智能掃描、紅外探測、數(shù)字化程序等技術，我國在水文檢測工作中要跟隨時代的進步不斷進行技術創(chuàng)新，只有這樣才能避免技術水平不一而導致的誤差問題。另外，可以假設環(huán)境，并在不同時期進行檢測，從中找出規(guī)律，進而在實踐過程中根據(jù)這些規(guī)律改進檢測技術，例如，某種數(shù)字檢測儀在對河流的流沙量進行檢測時，±0.5的誤差最為常見，為避免誤差，可以在實際檢測時，把±0.5的誤差作為初始值，在此基礎上進行測驗。

2.3 綜合性檢測，高效避免計算類誤差

要科學、合理地布設測試斷面，如圖2所示。另外，要進行綜合性檢測，在此過程中，不僅要嚴格把控水文測驗的各個環(huán)節(jié)，保證每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)精準度，也要在計算時合理應用計算方法并確保計算結果精準度。例如，含沙量的標準是±0.01 kg/m3，流沙量的標準是±0.01 m3/s，根據(jù)相應的計算公式可計算出結果，結果可以保留到小數(shù)點的第4位，這樣可以使計算數(shù)值和測驗結果更加準確。同時，可對同一個區(qū)域中不同時間段的結果進行對比，從中分析產生誤差的原因，以便把誤差值降到最小[1]。例如，如果某地的水文檢測值一直都維持在±0.12左右，但某次檢測的數(shù)據(jù)是0.14，那么就要進一步排查產生誤差的原因。

圖2 測試斷面布設

2.4 培養(yǎng)從業(yè)人員，進行新老人員經(jīng)驗對接工作

水文檢測需要結合相關知識和實踐經(jīng)驗，相關知識包括數(shù)學、地理、化學等，所以，如果實際操作人員的能力不足，也會導致檢測的結果存在誤差[2]。而且，經(jīng)驗豐富和經(jīng)驗欠缺的水文測驗人員在檢驗結果上會大不相同。為規(guī)避這類誤差問題的產生，既要提高水文檢測人員的能力，也要使其能力能夠發(fā)揮到位。在水文測驗單位中，要將進行水文測驗的專業(yè)人員對接到位，保證相關工作人員的理論知識過硬，讓他們進行有效的知識傳授，還要加快步伐培訓新的檢測人員，在實際工作中提高他們的從業(yè)能力，豐富他們的工作經(jīng)驗，讓新員工能高效準確地使用專業(yè)化水文測驗設備（圖3），這樣才能使我國的水文檢測工作越來越嚴密和準確，專業(yè)性越來越強。

圖3 專業(yè)化水文測驗設備

3 具體工作方法

3.1 防治措施

（1）要對所使用的儀器、設備進行及時的校調，規(guī)避因設備因素而產生的誤差。

（2）要加強對施測方法的把控。科學合理地布置測速垂線上的測速點位置，避免由于測速點位置布置不合理而產生的誤差。斷面的測深垂線測速垂線要盡可能保持一致，而且還要把斷面的測深測速垂線的位置固定好，若斷面沖淤垂線，就要在實際測流的過程中及時調整垂線的位置，并且要根據(jù)淤積變化對岸邊垂線的位置進行調整。如果想把測深垂線和測速垂線布設在沖淤多變的斷面中，可以增加相應的輔助垂線，但是輔助垂線要加在水深最大、轉折和流速最大的地方[3]。在進行斷面測線的布設過程中，務必根據(jù)實際的測流要求確定測線的條數(shù)和每條測線上測點的數(shù)量。另外，布置測線要科學合理，既要確保測線垂直的數(shù)量準確，又要確保測線的位置精準，只有這樣才能高效地避免在實際測流過程中產生的誤差。

（3）要把握好測流的時機，盡可能避開紊流，進而提高測流的精準度。

3.2 超聲波法測流誤差控制措施

要想用超聲波法對測流誤差進行高效的把控，可從以下3個方面著手。

（1）根據(jù)測流的具體要求選擇合適精度等級的超聲波流量計（圖4）。對于精度要求很高的水文測驗項目，可以使用精度等級很高的流量計；而對精度要求不高的水文測驗項目，可以采用精度等級較低的流量計，從而減少因儀器選擇不當而產生的誤差[4]。

圖4 超聲波流量計結構

（2）要重視流量計的日常維護和保養(yǎng)，要定期完成探頭的清理工作，這樣可規(guī)避因儀器老化而產生誤差。

（3）及時調整探頭的位置，以增強信號強度，保證信號強度的穩(wěn)定性，進而規(guī)避因瞬時流量波動大而產生的誤差。如果流體的波動很大，可以選擇一個新位置放置流量計，進而縮減誤差。可以用聲速誤差補償?shù)姆绞揭?guī)避溫度對超聲波法的測流精度產生的影響[5]。當水溫在0~50℃時，可以利用式（1）的擬合公式對于聲速進行擬合；當水溫在50~100℃時，可以利用式（2）的擬合公式對聲速進行擬合，然后把擬合得到的超聲波速度運用到計算中，這樣不僅能提高測流的精準度，還能盡可能減少誤差。

4 結語

水文測驗工作開展的過程中，會有很多方面因素的干擾，因此，結果就會出現(xiàn)不可避免的誤差。雖然不能把誤差歸零，但是也要最大限度地將誤差減小。本文系統(tǒng)地分析水文測驗工作產生誤差的因素，并針對這些誤差問題提出了有效的措施，進而保證水資源管理工作的正常運行。