中小河流枯水期流量測驗精度探討

□徐志國 □王慧杰（周口水文水資源勘測局）

中小河流枯水期流量測驗精度探討

□徐志國 □王慧杰（周口水文水資源勘測局）

水文站枯水期流量測驗由于受各種環(huán)境和因素影響，其流量測驗的精確度一直是廣大水文工作者關(guān)注的問題，同時也給水位流量關(guān)系曲線定線帶來了很大困難，特別是在中小河流水文站，本來測流斷面流量比較小，再加上枯水期斷面、水草、漂浮物等因素的影響，測流設(shè)施甚至無法正常進行流量測驗，還有些水文站甚至出現(xiàn)斷流，流量根本無法進行施測，無法定線，針對這些現(xiàn)象，根據(jù)多年水文測驗工作經(jīng)驗，結(jié)合實際情況，提出以下辦法供大家參考。

中小河流；枯水期；流量測驗；措施

1 引言

測流定線是水文站水位流量資料整編的一個主要環(huán)節(jié)，一般情況下，在測站控制良好、水位流量關(guān)系穩(wěn)定的站，其水位流量關(guān)系曲線枯水期一般為單一線，洪水期為復式線，可是很多時候，由于受各種因素影響，枯水期的流量測驗很不穩(wěn)定，因此，導致水位流量關(guān)系點出現(xiàn)散亂現(xiàn)象，甚至同一級水位的多次實測流量點，流量成果相差較大，點繪的關(guān)系曲線偏離較多，當然誤差也就較大，這就給資料整編帶來很大困難，導致這一因素的原因主要有兩個：一是流量測驗精度問題；二是要選擇合適的測流時機，只有做到這兩點，才能彌補枯水期流量測驗的不穩(wěn)定因素。影響流量測驗精度還有測流時的水位、水深、起點距等都會影響到流量測驗精度。圖1為槐站水文站水位流量關(guān)系單一曲線圖。

圖1 槐站水文站水位流量關(guān)系曲線圖

2 影響枯水期流量測驗精度的因素

2.1 水位對流量測驗精度的影響

測流時的相應水位是繪制水位流量關(guān)系曲線的重要依據(jù)，所以測流時的水位觀測精度對計算相應水位非常重要，當然水尺讀數(shù)的精確也決定著水位的精度，因為水文站基本水尺在觀讀時，實際上都存在著0.50 cm的誤差，但是在計算水位時就會出現(xiàn)1.00 cm的誤差。（當然，這都是在水尺進行校測后，沒有變動的情況下）比如：當觀測基本水尺讀數(shù)為76.50 cm時，按水位觀測規(guī)范要求，水尺讀數(shù)應記為76 cm;當基本水尺讀數(shù)為75.50 cm時，按水位觀測規(guī)范要求，水尺讀數(shù)應記為75 cm。而實際工作中，僅憑視覺觀察，水尺讀數(shù)的76.50 cm和76.60 cm是很難分辨的，所以，不同的人記錄觀測水位時，有可能記錄為77 cm;而75.50的水尺讀數(shù)也許會讀成75.40 cm，則記錄為75 cm，這樣就可能人為造成實際水尺讀數(shù)出現(xiàn)2 cm的誤差。這對本來水位漲落較小的測站來說，可能導致該次流量偏離值較大，影響到標準差計算，這種情況就是，流量成果接近，但是水位卻相差2 cm的原因，這種錯誤在水文站是經(jīng)常出現(xiàn)并且會影響枯水期的水位流量關(guān)系曲線定線問題，應該引起重視。

表1 水位觀測讀數(shù)誤差統(tǒng)計表（單位:cm）

枯水期，水面一般較為平靜，幾乎沒有波浪，讀準水尺讀數(shù)相對較為容易。測站控制穩(wěn)定期測流時，盡量選擇出現(xiàn)整厘米讀數(shù)時進行測流，即需要測水尺讀數(shù)為16 cm時的流量，理想狀態(tài)是水尺讀數(shù)恰好為16 cm，這樣測出的流量才是16 cm對應的流量。實際工作中，一般這種時機出現(xiàn)不多，但可以盡量選擇接近水尺讀數(shù)16 cm的時間，這樣可大大提高水位的代表性。

通過分析一些中小河測站近幾年水位流量關(guān)系曲線低水流量發(fā)現(xiàn)，低、枯水位級水位觀測值的進舍，直接影響了水位流量關(guān)系曲線標準差的百分比。為了及時發(fā)現(xiàn)因水位取舍帶來的誤差，在低、枯水位級，水位流量關(guān)系為臨時曲線時段內(nèi)，按照“四隨”制度，把所測水位、流量及時點繪在相應的關(guān)系曲線圖紙上，通過水位流量關(guān)系線來檢驗分析所測水位及流量的精度。在排除各種影響因素的情況下，確定是否因水位取舍造成偏離誤差，以便及時修正水位，保證推流精度，使水位流量關(guān)系曲線的3種檢驗順利通過，使推求的逐日平均流量更趨合理。資料整編時，整編人員的相當一部分精力都耗在對一些突出點的考證上，且一些突出點難以準確考證其真實原因，不得不以測驗誤差為由舍棄。

2.2 水深對流量測驗精度的影響

對于一般河道，比如矩形河槽，假設(shè)水深為14.60 cm，按水文測驗規(guī)范要求，應采用“四舍六入，奇進偶舍”的取舍原則，水深應取為15 cm，這樣就會造成水深比實際偏大2.74%，從而也就導致流量偏大;若水深更小，假設(shè)水深讀數(shù)為7.40 cm，按水文測驗規(guī)范要求，水深應記為7 cm，這樣就造成了水深比實際偏小5.41%，也就導致流量偏小;若水深為45.50 cm，按規(guī)范要求水深應記為46 cm，水深僅偏大1.10%，由此可以看出，水深越小，其數(shù)值精度對測流精度的影響越大。

2.3 起點距對流量測驗精度的影響

按水文測驗規(guī)范要求，水面寬＜5 m時，起點距應記至1cm，假如水面寬為2.25 m，如果不嚴格按要求有可能記為“2.20 m”，也可能記為“2.30 m”，這樣的結(jié)果，對測量的斷面寬度都會造成2.22%的誤差;若水面寬再小(一般為臨時斷面)，假如僅為0.75 m，如果不嚴格按要求可能記“0.70 m”，也可能記為“0.80 m”，這樣的結(jié)果，對測量的斷面寬度都會造成6.67%的誤差；由此可見，水面寬越窄，其數(shù)值精度對斷面寬度的影響越大，當然，斷面寬度也就影響到斷面面積，從而影響到流量測驗精度。因此，水面寬度越小，越更要注意起點距測量的準確性。

2.4 測點定位對流量測驗精度的影響

對于一般河道，假如測量水深為20 cm，采用一點法，相對水深為0.60處的流速，計算測點深應為12 cm，若定位時不慎將其定位在11 cm或13 cm，都會造成0.05倍水深的定位誤差，也就是說，實際測量的位置是相對水深0.55處的流速，或者是相對水深0.65處的流速，但是測流記載表上記錄的測速位置卻是相對水深0.60處的流速，這些在整編工作中是被忽略的，這些也會影響到流量的測驗精度?？菟?，由于水深、流速都比較小，進行測速點定位時更加注意準確定位測點位置。

3 提高枯水期流量測驗精度的措施

在中小河流枯水期流量測驗中，由于水位觀測的代表性不高導致的流量測驗誤差，在流量測驗中是一個很普遍的現(xiàn)象，因此，要在枯水期水位流量關(guān)系穩(wěn)定的情況下測流時，應盡可能選擇水尺讀數(shù)是整厘米數(shù)時，這樣才具有代表性，假如不能選擇在整厘米數(shù)時，要盡量選擇離整厘米數(shù)最近的時間測流，這樣將大大提高水位的代表性，也就間接提高了流量測驗精度。

水深、起點距的測量應嚴格按規(guī)范要求進行，測流斷面需要清理時，嚴格按斷面清理的相關(guān)要求進行清理，規(guī)范合理的測流斷面也是保證流量測驗精度的重要條件之一。

枯水期一般使用低速流速儀LS-78、LS-10進行測流，根據(jù)水文測驗規(guī)范規(guī)定，該型流速儀的使用水深下限一般是0.10 m，所以當水深＜10 cm時，既不能采取壅水措施，束狹后又不能滿足流速儀測流時，只能使用小浮標法測流。

枯水期流量測驗，在水深滿足相對水深0.60時，應采用一點法，施測相對水深0.60處的流速，不宜直接測水面流速，水面流速沒有相對水深0.60處的流速具有代表性。因為低水情況下，水面流速系數(shù)一般都是采用經(jīng)驗值，很少有測站試驗分析出低水水面流速系數(shù)，采用經(jīng)驗值計算的流量往往存在不同程度的誤差。

測流時測深垂線的布設(shè)應能完整控制斷面水深沿河寬分布變化的轉(zhuǎn)折點，測速垂線應能控制水深和流速分布變化的轉(zhuǎn)折點，任何情況下，測速垂線不宜少于3條，否則很難保證流量測驗精度。

表2 實測流量與關(guān)系曲線偏離差值表（單位：%）

4 結(jié)語

流量測驗是水文資料整編的基礎(chǔ)工作，流量測驗的精度直接關(guān)系到水文資料整編的質(zhì)量。在平時工作中，要注重提高流量測驗精度，為資料整編工作打下良好的基礎(chǔ)，以便為今后的水文分析、防汛抗旱、水資源管理等工作提供科學決策依據(jù)、為水資源開發(fā)管理利用發(fā)揮重要作用。

（責任編輯：劉長垠 韋詩佳）

TV 123

B

1673-8853（2016）11-0023-02

2016-09-24