摘 要：由于水文測驗中受到諸多因素的影響，測驗誤差在所難免。介紹了水文測驗中的主要工作內容及重要性，指出了水文測驗誤差的影響，探討了水文測驗中的誤差類型，包括偽誤差、系統(tǒng)誤差、偶然誤差和人為因素誤差，分析了水文測驗中的誤差成因，并提出了一系列控制措施，旨在為相關行業(yè)工作人員提供一定參考。

關鍵詞：水文測驗；誤差；水資源管理

中圖分類號：P332 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）06–0-03

水文測驗是對各種水文要素進行系統(tǒng)觀測及對觀測資料進行整編的總稱。其主要內容包括建立水文監(jiān)測站點，對水位、流量、泥沙含量等要素進行觀測，并進一步進行分析研究，力求測驗數(shù)據(jù)的準確有效。但由于水文測驗過程中會受到自然因素、設備精度、人為觀察等因素的影響，測驗誤差在所難免。為使水文測驗數(shù)據(jù)更加科學、合理，就必須分析解決水文測驗中存在的問題，盡量減小測驗誤差。

1 水文測驗中的主要工作內容及重要性

1.1 主要的工作內容

水文測驗是一項重要的環(huán)境監(jiān)測工作，通過對水體各種參數(shù)的監(jiān)測和分析，可以提供關于水資源狀況的寶貴信息。

第一，水質監(jiān)測。通過測量水體中的各種化學物質、微生物等參數(shù)，可以了解水的質量狀況。pH值、溶解氧、化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、總懸浮物、氮、磷等成分的監(jiān)測可以幫助工作人員評估水的凈化程度，確保水質符合健康和環(huán)境標準。

第二，水量監(jiān)測。通過測量水體的流量，可以了解水體在不同時間段的流動情況。流速計、水位計等工具可用于監(jiān)測水的流動，對于水資源管理和洪水預警至關重要。了解水的流動情況有助于科學規(guī)劃水資源的利用和防范洪災[1]。

第三，水溫監(jiān)測。水溫對水體中的生物和化學過程具有重要影響。通過測量水溫，能夠了解水體的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)，有助于保護水中的生物多樣性和生態(tài)平衡。

第四，水位監(jiān)測、降雨監(jiān)測等。水位監(jiān)測用于測量水體的水位，為洪水預警提供數(shù)據(jù)支持。降雨監(jiān)測則用于了解降雨對水體的影響，有助于科學規(guī)劃水資源的利用和管理。

第五，流域監(jiān)測。流域監(jiān)測涵蓋整個流域范圍內的水文情況監(jiān)測。這包括對降雨、徑流、蒸發(fā)等因素的監(jiān)測和分析，以全面了解流域水文循環(huán)，為流域水資源管理提供科學依據(jù)。水文監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析是整個工作的總結和提煉。通過對收集到的水文數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析和建模，可以深入理解水文系統(tǒng)的行為，為科學決策提供支持。

1.2 水文測驗在水資源管理中的重要性

水文測驗在水資源管理中的重要性體現(xiàn)在對水質的監(jiān)測與評估上。準確的水質信息有助于及時發(fā)現(xiàn)并應對水體受到的各種污染，從而確保供水的安全和可靠性。同時，通過監(jiān)測水體的流量、水位等參數(shù)，可以更好地了解水體的動態(tài)變化，這對于科學規(guī)劃水資源的利用、灌溉農田、調蓄水源以及應對枯水和洪水等方面至關重要。水量管理的科學性直接影響到社會的可持續(xù)發(fā)展和水資源的合理利用。

水文測驗對于洪水預警和防治也具有重大意義。通過對水位、流量的監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的洪水風險，提前預警，減輕洪水帶來的損失。準確的水文數(shù)據(jù)也是制定有效的防洪工程和災害管理策略的基礎，為降低洪災的影響提供了有力支持。此外，水文測驗對于了解水文循環(huán)、保護生態(tài)系統(tǒng)也有著重要的作用。通過對降雨、蒸發(fā)、徑流等因素的監(jiān)測，可以全面了解水文循環(huán)的特征，為環(huán)境保護和生態(tài)系統(tǒng)的維護提供科學依據(jù)。這對于保持水體生態(tài)平衡、維護濕地、保護水生態(tài)環(huán)境均具有深遠的影響。

2 水文測驗誤差的影響

2.1 對水資源管理的影響

水資源管理是社會可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，而水文測驗的數(shù)據(jù)在該管理過程中扮演著不可或缺的角色。然而，數(shù)據(jù)準確性的降低可能導致水質評估不準確。若水文測驗中存在誤差，水質評估的準確性將受到威脅。錯誤的水質數(shù)據(jù)可能導致對水體健康狀況的錯誤判斷，從而影響對水資源的科學管理。數(shù)據(jù)準確性的降低還可能產生誤導性的水量信息。流量數(shù)據(jù)的準確性對于水資源分配和規(guī)劃至關重要。如果水量數(shù)據(jù)有較大誤差，管理者可能基于不準確的信息做出決策，導致資源分配的不合理性。

2.2 對科學研究的影響

科學研究依賴于可靠的數(shù)據(jù)來推動知識的進展。水文測驗誤差可能會導致研究結果的不可靠。在水文研究中，數(shù)據(jù)的準確性直接關系到研究結論的可靠性。誤差存在時，研究者可能無法確定其研究結果的真實性，從而影響學術貢獻的價值。水文測驗誤差還可能導致水文模型不準確。水文模型通常依賴于實測數(shù)據(jù)進行參數(shù)校準，如果這些實測數(shù)據(jù)存在誤差，模型的預測準確性將受到制約，從而影響對水體系統(tǒng)行為的深入理解。

2.3 對洪水預警準確性的影響

洪水預警是水文測驗應用的關鍵領域之一，水文測驗誤差可能對其準確性造成直接影響。若水位監(jiān)測或流量數(shù)據(jù)存在誤差，洪水預警系統(tǒng)可能提供誤導性的信息，導致不必要的疏散或未能及時發(fā)現(xiàn)真正的洪水威脅。此外，水文測驗誤差還可能導致對洪水風險的誤判，進而影響相關決策，如建設防洪工程或采取緊急措施的時機選擇。

2.4 對水文循環(huán)理解的影響

水文循環(huán)的深入理解對于氣候研究和環(huán)境管理至關重要，水文測驗誤差可能引起對水文循環(huán)的錯誤理解。水文測驗誤差可能導致對水文循環(huán)在生態(tài)系統(tǒng)中的影響的錯誤解釋，從而影響生態(tài)系統(tǒng)的保護和恢復決策。此外，水文數(shù)據(jù)在氣候變化研究中具有重要作用，但如果水文測驗數(shù)據(jù)存在誤差，對氣候變化的理解將受到偏差，從而影響制定相關政策和措施。

3 水文測驗中的誤差類型

3.1 偽誤差

偽誤差是指測量結果與被測量的真值之間存在的差值，主要是測量儀器設備故障和測量人員粗心大意產生的誤差。在實際的水文測驗過程中，有時會發(fā)生數(shù)值讀取錯誤、數(shù)據(jù)記錄錯誤、數(shù)據(jù)計算錯誤或儀器設備使用時未進行校準以及人為操作失誤等問題，此類情況都會導致在最后得到的測驗數(shù)據(jù)產生錯誤，從而形成對應的誤差情況，此類誤差都可稱為偽誤差。

在實際工作中，偽誤差會對測驗結果造成很大的偏差。解決偽誤差的方法一般可以從2個方面進行，一是嚴格遵行國家有關水文測驗規(guī)范進行測驗過程中的各項操作，規(guī)避相關失誤；二是通過檢查和驗算及時發(fā)現(xiàn)失誤并加以糾正，從而對偽誤差進行控制[2]。

3.2 系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差是在實際的測驗過程中受測量設備或測量條件中的某些特定因素的系統(tǒng)性影響而產生的誤差。產生系統(tǒng)誤差的影響因素較多，按其主要原因可分為人為誤差、儀器誤差和環(huán)境誤差。其中人為誤差指的是在實際的測驗過程中，由于測驗人員平時的工作習慣，單方面認為測驗目標值會偏向于某一次的測驗結果而產生一定的偏差，從而形成了人為誤差。儀器誤差指的是在開展測驗的過程中所使用的儀器設備自身就存在一定的缺陷或精度不夠，所得測量結果必然會存在一定的誤差。而環(huán)境誤差指的是在測驗過程中，受外界環(huán)境因素的影響，如風力、風向、溫度、濕度、氣壓、陽光折射等，導致水文測驗結果產生誤差。

系統(tǒng)誤差在水文測驗過程中產生的原因是多方面的，要有效地控制此類誤差的出現(xiàn)顯然是一件較為困難的事情，因此相關工作人員只能通過不斷地修正系統(tǒng)誤差，從而將誤差控制在合理范圍內。

3.3 偶然誤差

在水文測驗中會有一些偶然因素對測驗結果產生影響，導致測量數(shù)據(jù)與真值之間出現(xiàn)偏差，這類誤差可稱為偶然誤差。偶然誤差通常是隨機出現(xiàn)的，無特定規(guī)律可循，人為無法對其進行有效控制，在實際的測驗過程中也會對測驗結果造成較為嚴重的影響。要解決這種偶然因素導致的誤差，只能夠通過一系列相關文獻和長期積累的數(shù)據(jù)資料對其進行研究和總結，找出其統(tǒng)計規(guī)律，在一定程度上對此類誤差進行控制。

3.4 人為因素誤差

近年來，我國經濟發(fā)展速度較快，在一定程度上對自然環(huán)境造成了損害。當被測水源的污染狀況比較嚴重時，同樣會導致水文測驗的結果出現(xiàn)很大的偏差，加大水文測試難度，且測試的結果也會很不穩(wěn)定。隨著水污染問題越來越嚴重，人們對水處理技術的需求也越來越高，測試人員在熟悉測量設備的同時，也要熟悉現(xiàn)代科技的應用方法，如信息化技術、超聲波技術等，以最大限度地提高測試的精度。相關部門的工作人員應進行系統(tǒng)的學習，對系統(tǒng)的存儲進行更新和改造，以進一步提升計量的效率和精度，為以后的水利水電工程和人們的生產和生活打下堅實的基礎[3]。

4 水文測驗中的誤差成因與控制措施

4.1 水位觀測的誤差與控制措施

4.1.1 風浪、雍水、回流因素引起的誤差

對于風浪、雍水、回流因素引起的誤差可從以下3個方面著手加以控制。第一，對測驗流域的特定河段進行認真的考查和勘察，盡可能選擇水流平順的河段設置水尺，以減小回流、雍水、漂浮物等因素對水位觀測的影響。第二，將水尺樁設計制作成流線形或菱形，以減小急流對水尺樁的沖擊，并降低雍水及水尺樁晃動而造成誤差的概率。第三，優(yōu)化水尺樁設置的位置，盡量減小風浪對水尺造成的影響。

4.1.2 水尺數(shù)據(jù)讀取時的人為誤差

水尺數(shù)據(jù)讀取時的人為誤差是由測驗人員在觀測水尺時自身失誤造成的，因此，在水文測驗工作中，觀測人員應注意嚴謹工作，同時加強自身業(yè)務素質的提升，以保證測驗數(shù)據(jù)的準確性。在觀測水位時應做到：第一，遵守水文測驗相關規(guī)范，在觀測水位時應蹲下身體，在保證安全的前提下，使觀測視線盡量接近水面，盡可能減小視覺誤差造成的人為誤差。第二，在有風浪的環(huán)境下進行水位觀測時，應對波峰水位與波谷水位進行3次以上的觀測，取其平均值作為水位觀測記錄。

4.2 流量觀測的誤差與控制措施

在水文測驗中，流量測驗最常用的方法是流速儀測流。而采用流速儀進行流量測驗時，由于諸多因素的影響通常會對流量測驗結果造成誤差。影響流量測驗的因素及其控制措施主要包括以下幾個方面。

第一，流速儀自身性能不佳產生誤差。對此，在采購流速儀等相關測流儀器時，應貨比三家，優(yōu)先選擇信譽好、質量高的品牌作為采購對象。在接收儀器后，還應在不同水流、分級流速、輸沙特征等水文環(huán)境下嚴格檢驗儀器，確保儀器環(huán)境適應性強、各項技術性能達標，以減小儀器自身帶來的測驗誤差。

第二，測流斷面設置的測流垂線數(shù)量不夠，造成測量誤差。因此，在測流斷面的選擇方面，宜選在河段順直、河岸穩(wěn)定、水流集中、沒有水草的地方。這樣不僅便于布置測流斷面、有利于流量測驗，而且還能有效地測定測區(qū)水深、河道斷面地形變化等資料。

第三，測速垂線上設置的檢測點數(shù)量過少，導致進行垂線平均流速計算時產生誤差。因此，對于受自然因素影響，河床斷面面積變化產生的測驗誤差，可采用增加測深垂線、使用測深儀或重鉛魚測深，測深精度精確到厘米級，以此為據(jù)繪制實時測流斷面圖，用于測驗流量的計算[4]。

第四，垂線各層檢測點在進行有限測速時，容易因檢測時間較短而引起水流脈動造成測量誤差。對此，根據(jù)水位漲落、河岸沖淤、回流等情況，及時調整或補充測速垂線。

第五，水面水位觀測誤差。在進行流速流向觀測的同時進行斷面水深和水位河心比降測量，以便準確掌握河心比降及河床沖淤情況。

第六，受自然因素影響，河床斷面發(fā)生變化使計算的斷面面積與實際斷面面積容易出現(xiàn)偏差。為降低水流脈動對測速精度的影響，測點測速歷時一般不小于100 s。流速變率受潮水影響較大的河段測速歷時也要大于50 s。

第七，各垂線及各層次測點的測速時間有先后，而流量計算是以同一時刻的流速為基準，使得計算結果存在誤差。對于紊流，其脈動流速和流向是不斷變化的，且隨水深的增加而增強。其應對措施是隨水深的增加而延長測速歷時，可有效減弱紊流脈動對測流精度的影響。

第八，水流紊流與回流的影響。由于垂線各層次觀測時間是不盡相同的，為了準確計算垂向平均值，應先對各層次繪制出流速流向過程曲線，以此為據(jù)推算出同一時刻各個測量點的流速流向。

4.3 懸移質泥沙的測驗誤差與控制措施

水文測驗工作中，懸移質泥沙的測驗誤差通常為隨機誤差和系統(tǒng)誤差，主要來源于泥沙采樣儀器、泥沙脈動、垂線泥沙取樣方式，以此垂線的數(shù)目、泥沙水樣的處理方法等方面。根據(jù)誤差來源可采取以下措施對泥沙測驗誤差進行控制。

第一，為減小測沙儀器造成的誤差，應選擇泥沙測驗中管嘴積沙少、管壁粘沙少、沒有出現(xiàn)過突然灌注問題的儀器。若采用自記式同位素測沙儀進行測驗，作業(yè)前應進行率定試驗。第二，泥沙采樣儀器按采樣時間可分為積時式和瞬時式，為減輕泥沙脈動的影響，應優(yōu)先選用積時式泥沙采樣器采樣。第三，泥沙測驗的采樣與流量測驗的測速應盡量在同一測垂線上進行，使兩者觀測層次、觀測時間保持一致，以有效減小測驗誤差[5]。第四，當泥沙測驗與流量測驗分開進行時，應根據(jù)《河道懸移質泥沙測驗》規(guī)范要求選擇垂線數(shù)目，垂線位置應大致均勻，河心密、河邊疏，以較好地降低誤差。第五，泥沙水樣處理可結合光電濁度儀與烘干稱重法，光電濁度儀未能測定的水樣采用烘干稱重法測定，烘干稱重法應對水樣進行多次試驗后取其平均值。

5 結束語

水文測驗數(shù)據(jù)的精準度與有效性是建立高質量水文資料數(shù)據(jù)庫的重要基礎，對水資源的合理利用和長遠開發(fā)有著重要意義和深遠影響。雖然在水文測驗中誤差的存在是不可避免的，但是為了不斷提高水文測驗質量，相關人員仍要認真分析和總結各項測驗中誤差產生的原因及其影響因素，不斷研究和探索消除或減小誤差的有效措施，使水文測驗結果日臻完善，切實做好水文水資源的監(jiān)測管理工作。

參考文獻

[1] 郭成.水文測驗中測流誤差及控制措施分析[J].山西水利科技，2023（3）：57-58，63.

[2] 胡斌.水文測驗工作中的誤差類型及防治措施[J].低碳世界，2022，12（4）：37-39.

[3] 尚占欽.水文測驗中測流誤差及控制措施分析[J].河南科技，2021，40（5）：72-74.

[4] 楊慶.水文測驗的常見問題與完善措施研究[J].科技風， 2019（26）：206.

[5] 王慧杰.水文測驗存在的誤差和對策研究[J].河南科技， 2019（2）：78-80.

收稿日期：2024-01-10

作者簡介：高小鵬（1988—），男，河南項城人，助理工程師，研究方向為水文水資源。