水文测验的误差类型及各类误差的解决措施

水文测验的误差类型及各类误差的解决措施

魏远华

中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

摘要：在水资源管理工作中，水文测验常常起着重要的作用。因受种种因素的影响，水文测验工作往往会产生某种程度的误差，导致测验结果的不精确性。为提高测验工作的准确性，需减少外界因素对测验工作的干扰，本文正是基于这个基础，分析了水文测验的误差类型以及对应的解决措施。

关键词：水文测验；误差；解决措施

1引言

近年以来，科学技术的快速发展使人们的生产和生活越来越方便快捷。但享受便利的同时，各种问题也随之涌来，如水资源短缺、水质污染严重及洪涝灾害等。水文测验工作通过科学勘察和试验，在水利规划、水资源管理及水利工程建设等方面都承担着重要的角色。由于种种因素的影响，中国的水文测验工作还存在很多的问题，如水文测验工作中出现的误差问题。误差是一种用来表达计量工作的测量结果的专业术语，但其表达内容并不是固定不变的，在不同的时代和研究领域，误差有其自己特定的表达内容。水文测验工作对中国水资源可持续发展发挥着重要的作用，如果测验工作不能合理的控制误差，就会出现很多不必要的问题和麻烦。

目前，对于误差已有了一些明确的定义，即测量结果与被测量真值的差。当与相对误差相区别时，其定义即可称为绝对误差。真正的误差是实际生活真实存在的，是不可避免的，但水文测验工作出现的人为的测量误差是可以尽量避免，且尽可能减小的，这样一来可以大大提高测验结果的正确率，对正确反映水资源情况，制定科学的管理方案都发挥着重要的作用。随着人们对水资源保护意识不断提高，水文测验的相关随着人们的水资环保意识的不断提高，水文测验工作的重要性不言而喻。下面本文主要针对水文测验工作中所出现的误差类型以及解决措施进行了相关的研究分析。

2误差类型及解决措施

2.1水文测验工作中出现的误差及解决措施

2.1.1水位观测误差

水位观测误差主要由偶然误差、系统误差和人为误差三个方面组成。

可能会出现的两种偶然误差，首先是因为风浪、回流等导致的误差；其次是因为水尺读取方式出现的误差。

前一种误差的解决措施是：

1）仔细勘查观测的河段现场，确保水尺安置地点符合测验工作要求，尽量减少因外界因素对水位观测带来的不良影响；

2）尽量采用流线型或菱形的水尺桩，通过减少水流对水尺桩的冲击来减少误差。

后一种误差的解决措施是：

1）严格要求观测人员按照水位测量工作的要求进行测量工作，在测量时观测人员通过下蹲使视线与水平面相平来减少因视觉造成对水位观测的误差；

2）在有风浪时，观测值应该取三次波峰和波谷的平均值，且精确值要达厘米级。但同时应注意的是，当相邻水位站之间上下水位比降低的程度小于0.2m时，此时应将精确值调整到毫米级。

系统误差由水准点、水尺本身存在的零点误差及间接观测设备存在的系统误差组成。因水准点和水尺存在的零点误差的解决措施：

1）定期复测基本水准点，复测的同时与国家水准点接测，以免出现水准点沉降和位移的情况，一旦水准点出现以上问题时应立即采取有效的解决措施；

2）每次进行观测工作时应采取相同的观测路线，固定的观测人员，固定的相关仪器设备，设置闭合路线的水准网点，以便于消除误差；

3）在进行观测水位工作时，应尽量选择早、晚和无风天气，从而可以减少因高温和大风对设备仪器造成的影响而产生的误差。

2.观测设备存在的系统误差的解决措施：

1）使用高性能的设备仪器，一些在观测水位工作中经常会用到的观测仪器，应定期调整水位计的走时，把误差控制在允许范围内，以免造成因仪器本身出现的误差造成测验结果的不准确。与此同时，水位计应定时进行比测，比测应在各种流态环境中进行，各个比测的结果之间的差异不应该超过3cm。

2）可以采用水压式水位计，这是一种精确度较高的压力传感器和密度计，可以直接定时调整水位计零点来避免出现过大的误差。

人为误差主要因测验工作人员工作态度不认真负责和疏忽及仪器设备故障而产生的误差，如测验结果读取、记录错误、测量错误、计算错误等误差。这些误差是可以通过提高测验人员自身综合素质，端正工作态度，严格按照要求工作来避免。

2.1.2流量测验误差

流量测验是水文测验工作的重要环节，主要采用常规的流速仪测验方式，主要包括以下几个方面的误差：

1）因垂线各层的检测点出现的时间因素导致流速脉动的误差；此外，还有因为垂线数量而产生的误差；

2）因设备仪器精确度和性能导致的误差；

3）因垂线检测点设置导致平均流速计算数据的误差；

4）因水位观测误差、断面测量误差导致的断面面积计算误差；

5）因不同的测试垂线各个层次时间点导致的误差

6）因水流紊流及回流产生的误差。

针对以上各种误差的解决措施是：1）确定合适的测量断面。认真探测观察需测量河段，选择合适的测流断面，了解河段水流运行情况，确定水流稳定、集中、顺直且无水草的测量河段。这样的河段位置有助于观测人员的观测及观测仪器设备的放置。

2）在进行测验工作之前，一定要严格检查测验工作所需要的仪器设备，确保仪器设备的高质量和高性能。同时，根据实际情况所需采用分级流速，不同水流条件下的水文情况测验，以提高流速测验的准确性。

3）因影响断面流量的外界因素较多，根据这种情况，在实际工作中，应着重考虑测量环境对测量带来的影响，选择合适的时间，合适的测试方法来尽量减少误差。

4）针对垂线数量问题，观测人员应根据实际情况所需，调整和补充测速垂线。

5）通过保证测量的时间来减少流速脉动对测速准确性的影响，一般选择大于100s。

6）通过适当延长测量时间来减少水流紊流及回流对测量结果的影响；同时，可通过绘制各个层次流速和流向的过程曲线来解决因观测点时间不同而产生的误差，各个测试点同一时间段的流速流向由过程曲线推算得出。

2.1.3悬移质泥沙测验的误差

测验悬移质泥沙是为了测验悬移质输砂率及变化过程，产生的误差主要由随机误差和系统误差组成：1）测验仪器设备选择不当；2）垂直泥沙取样方法不当；3）处理水样方式不科学；4）泥沙脉动的影响。

针对以上误差的解决措施是：

1）选择合适的精确度高的仪器设备，在测验工作之前，对仪器进行率定试验，以保证仪器可以正常工作，以此减少测量误差。

2）通过采用光电浊度仪器和烘干称重法反复验证试验结果来减少测量结果的误差，多次验证的均值即为最后测量结果。

3）在同一个测验点进行测流测速测验和泥沙测验，以此保证观测层次和观测时间的一致性来减少误差。

4）通过积时式的采样器对泥沙进行采样来减少泥沙脉动对测验结果的影响；

5）全面了解侧沙断面所需的垂线数量，同时均匀放置垂线的位置以减少泥沙测量的误差，提高准确性。

2.1.4自然因素的误差

水文测验是一项为了寻找水流自然规律，适应自然的工作。因为这项工作覆盖的地域广阔，条件刻苦，工作量大，大大增加了测验工作的难度，所以对测验工作人员专业知识、经验、态度都有很高的要求，只有这样，才能保证测量的结果正确性和真实性。

2.1.4.1地形因素对测验工作的影响

中国地貌千姿百态，地质形态丰富，拥有众多的河流和山川，纵横交错，大大加大了测验工作难度。测验人员需要非常熟悉测试流域的地形分布、过硬的专业素质、认真严谨的工作态度、对水文误差资料的总结和整理的能力。

2.1.4.2气候对测验工作的影响

中国的主要气候是温带季风气候，降水和水流域的变化都会受到气候的影响。我国北方，四季分明，雨季和旱季区分明显，这就造成了河流的流量会随着气候的变化而变化，也就加大了测验工作进行难度。所以，水文工作要根据当地当时的气候情况，充分考虑各种因素影响；此外，流域的泥沙量会随着气候的变化而变化，泥沙对水文测验工作有很大的影响，因此会对测验结果产生很大的误差。针对这种情况，采用先进的电子仪器测验，使得测验结果更加精密，再通过反复的测试，可以避免很多的测量相关的误差，大大提高测验结果的精确性。

3结束语

在水文测验工作中，会出现一系列的误差。虽然误差是客观存在不可避免的，但是为了提高水文工作测验结果的精确性，应对测验工作中可能出现的误差因素认真分析，总结如何降低测验误差，对保证水文测验结果的精确具有积极的意义。

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