郭 成

（運城市水文水資源勘測站 山西運城 044000）

在開展水文測驗工作中，測流是最基礎(chǔ)的工作，在實際測驗過程中，主要是由技術(shù)人員借助儀器設備開展數(shù)據(jù)收集，可能會受到人、設備、環(huán)境因素等多方面影響，造成水文測驗結(jié)果不符合實際數(shù)值，從而導致誤差的產(chǎn)生?？陀^來看，誤差的存在難以避免，但在實際工作中為保證測驗數(shù)據(jù)的準確可靠，應當采取合理手段進行誤差控制，從而實現(xiàn)對水資源的有效管理。

1 水文測驗中存在的誤差類型

1.1 偽誤差

誤差是測量結(jié)果和被測量真值之間的差值，在對誤差進行分析時，通常建立在測量結(jié)果獲取符合測量要求的基礎(chǔ)之上。在實際測量過程中受到各類因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)人員數(shù)值讀取錯誤、數(shù)據(jù)記錄錯誤、數(shù)據(jù)計算錯誤等情況，從而導致誤差的產(chǎn)生[1]。此類誤差產(chǎn)生主要是由于忽略測量要求，因此被稱之為偽誤差。在開展水文測量工作時，偽誤差通常會造成測量結(jié)果嚴重偏差，導致測量進度受到影響，為盡可能減少此類情況的出現(xiàn)，必須嚴格遵守各類測量規(guī)范以及操作流程，通過對影響誤差多個因素的不斷規(guī)范，減少偽誤差的出現(xiàn)。在實際測量過程中，測量人員必須對數(shù)據(jù)嚴格讀取與計算，避免誤差的出現(xiàn)，并通過檢查以及驗算的方式控制偽誤差。

1.2 系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差主要是指由于測量設備或測量條件中某些特定因素的影響引起的誤差[2]。在進行實際測量工作時，即使是在相同條件下進行多次測量，其測量結(jié)果與真實結(jié)果之間也存在誤差，因此系統(tǒng)誤差在數(shù)值、符號等方面也會有所差異，并會發(fā)生一定的函數(shù)規(guī)律變化。人為、儀器、環(huán)境等方面的影響，這是造成系統(tǒng)誤差的主要原因。1）人為誤差是測驗人員受到自身測量習慣影響，認為測量目標值相較于某次測量而導致系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)；2）儀器誤差則是由于儀器設備本身存在相應問題導致測量結(jié)果受到影響；3）環(huán)境誤差是由于自然環(huán)境條件不符合要求所產(chǎn)生的誤差，如氣壓、溫度、風力、大氣等客觀因素。為實現(xiàn)對水文測驗中誤差的有效控制，首先應當積極總結(jié)人為因素導致系統(tǒng)誤差的規(guī)律，利用數(shù)學公式計算確定數(shù)值偏差范圍，以提高測量結(jié)果準確性。其次對于所使用的儀器，需要及時更新補充、規(guī)范操作手段，并在使用過程中對儀器進行有效的檢驗和率定，降低由于儀器老舊等問題導致的測量結(jié)果與真實數(shù)值之間的差值。系統(tǒng)誤差通常是由于多次重復測試同一目標，導致平均值與真實結(jié)果之間存在差值，可以使用補償測量法不斷修正存在的誤差，當測量結(jié)果以代數(shù)和的方式與修正值相加時，系統(tǒng)誤差會比修正前減少，但不會為零。

1.3 偶然誤差

由于偶然因素的影響，可能會導致水文測驗結(jié)果發(fā)生影響，從而造成數(shù)據(jù)不準確，出現(xiàn)測量結(jié)果與真實結(jié)果之間的偏差，此類誤差也被稱之為隨機誤差。此類誤差的出現(xiàn)缺乏規(guī)律，只能通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計進行研究和總結(jié)。偶然誤差的出現(xiàn)受人為因素影響較小，出現(xiàn)具有很強的隨機性，偶然誤差需要測量人員結(jié)合自身經(jīng)驗進行控制。

2 水文測驗中測流誤差出現(xiàn)的原因

2.1 測船測流法誤差

測船測流法在進行測流數(shù)據(jù)采集時，受到測速垂線影響導致數(shù)據(jù)存在誤差，這種情況有可能是測深與測流的垂線有時不一致，也有可能是垂線起點不一致，都會導致數(shù)據(jù)準確性受到影響。當單次測量數(shù)據(jù)不準確的情況發(fā)生時，它會使整體數(shù)據(jù)產(chǎn)生嚴重誤差。例如在利用經(jīng)緯儀交匯法開展測流工作時，首先需要將經(jīng)緯儀放置在確定好的基線終點位置，然后測量橫斷面與測流垂線的水平夾角，在水平夾角測量不準等因素的影響下，一定會出現(xiàn)不同程度的誤差；又如在使用衛(wèi)星定位方法進行測船測流時，也會產(chǎn)生一定的誤差，導致其誤差的原因：1） 因為衛(wèi)星的勘測可能會有誤差；2） 因為受到大氣層中的電離子折射和對流層折射的影響，導致衛(wèi)星信號在傳播過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤；3）測量結(jié)果也會受到設備實際接收信號位置的影響。

2.2 超聲波測流法誤差

超聲波測流法在實際使用中也會有一定的偏差，1）是因為不同超聲波流量計的精確度是不一樣的，超聲波計算時的精確度有誤差，那么在測量時就會有不同程度的誤差和失準；2）受到超聲波儀器的影響，當超聲波儀器缺乏保養(yǎng)時，水下工作容易受到復雜工作環(huán)境的影響，很有可能出現(xiàn)測量誤差，此類問題的存在會直接影響計算結(jié)果；3）在測量瞬時流量時，瞬時流量的不穩(wěn)定也會產(chǎn)生相應誤差；4）有可能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的就是水溫，在正常工作水溫范圍內(nèi)的情況下，超聲波會以1 500 m/s 的速度傳播，而在溫度不斷升高的情況下，超聲波的傳播速度會出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象，平時在工作中如果只以超聲波在常溫狀態(tài)下的傳播速度作為參考的話，這就會導致誤差的產(chǎn)生[3]。

2.3 水文纜道測流法誤差

水文纜道測流法測流過程中產(chǎn)生的誤差，1）由于流速中的脈動現(xiàn)象，脈動流速與時間變化有關(guān)，長時間脈動變化會趨近于零，但在短時間內(nèi)由于測速時間過短必然會產(chǎn)生一定的測速誤差，波動變化也會影響測量結(jié)果，誤差就會出現(xiàn)。2）測流垂線不足，測量的數(shù)據(jù)會影響曲線平均流速計算產(chǎn)生誤差。3）在傳統(tǒng)測流過程中，低水位時流量的測驗往往是被忽視的，這就會使實際測驗與水位和流量關(guān)系曲線相偏離，從而造成數(shù)據(jù)誤差。

3 水文測驗中測流誤差控制措施

3.1 測船測流法誤差控制措施

針對測船測流法而言，減少測流誤差的出現(xiàn)，1）測量儀器的校調(diào)是必須要注重的，盡可能避免由于設備原因而造成數(shù)據(jù)誤差；2）測流方式的合理調(diào)整和控制，可以通過在垂線上布置合理的測流列，從而避免由于不合理測流點布置所導致的誤差；3）合理地調(diào)整控制測流方式，在保證斷面測深和測速垂線一致的前提下，通過布置合理的測流點在垂線上減少因為不合理測流點布置而導致的誤差，同時根據(jù)實際情況進行合理調(diào)整；4） 在保證測流數(shù)據(jù)準確和測量精度的同時，要求布設測線必須結(jié)合實際測流要求，合理調(diào)整和控制測流線數(shù)量。

3.2 超聲波測流法誤差控制措施

為實現(xiàn)對超聲波測流法精確度的控制，必須從測流的實際情況、具體要求出發(fā)，確保調(diào)整精確度的合理性，保證最終結(jié)果能夠為水文測驗提供數(shù)據(jù)支撐。在超聲波測流法實際應用過程中，精確度調(diào)整應當視情況而定。應對精度要求較高的水文測驗項目，選擇的超聲波流量計精度就高，在應對相對比較低要求的項目，則可選用精度較低的流量計，從而降低因為選擇儀器而造成的誤差。另外妥善維護和保養(yǎng)超聲波流量計也是很重要的一項工作，定期清理探頭等設備從而減少因為設備老化而導致的誤差情況。

3.3 水文纜道測量法誤差控制措施

水文纜道測量法作為一種常用的測流法，應當盡可能避免流速脈動引起的誤差，在實際測量中可以通過控制測速的時間，從而保證數(shù)據(jù)的正確性。如果在測流過程中，測速干擾因素較為明顯，需要合理調(diào)整控制測速時間，控制測速的時間在50 s 以內(nèi)。最根本的措施是在控制測點上，使垂線上的測點間距大于或等于水文纜道直徑[4]，以應對測速垂線不足造成的誤差。同時，一定要保證測深桿在流暢期測試水深時不會露出水面。在實際工作中，注意合理準確的分布垂線，盡量固定測速垂線，保證分布均勻，以避免在中低水位測驗中出現(xiàn)的誤差[5]。另外在利用該方法開展測驗時，注重懸索偏角對于測流精確度的影響，通過濕繩改正和纜道位移抬升改正保證數(shù)據(jù)的正確性。

4 結(jié)語

當前水文測驗中各類測流方式都可能出現(xiàn)誤差，為保證所獲得數(shù)據(jù)的準確性，從而實現(xiàn)水資源有效管理，應當選擇合理措施，針對不同誤差出現(xiàn)的原因進行相應控制。在實際工作中，必須不斷研究和總結(jié)測驗中誤差存在的原因，并根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗提供解決方法，從而保證水文測驗數(shù)據(jù)的有效性，為水文工作的開展提供數(shù)據(jù)支撐。