水文資料大斷面起點(diǎn)距數(shù)值取位精度規(guī)定分析

郭寶群，李楊俊，韓 泰

（1.黃河水利委員會(huì)水文局，河南鄭州450004；2.黃委會(huì)三門峽庫(kù)區(qū)水文水資源局，河南三門峽472000）

水文資料整編是對(duì)原始水文資料（測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)）按科學(xué)方法和統(tǒng)一規(guī)格進(jìn)行整理、分析、統(tǒng)計(jì)、審查、匯編、刊印或存貯的全部技術(shù)工作。水文測(cè)驗(yàn)所得到的原始數(shù)據(jù)資料,需要經(jīng)過(guò)資料整匯編，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，整理成系統(tǒng)的圖表成果，匯編成水文年鑒或存儲(chǔ)于水文數(shù)據(jù)庫(kù)，便于需要者使用。SL 247-2012《水文資料整編規(guī)范》、SL 460-2009《水文年鑒匯編刊印規(guī)范》、SL 58-2014《水文測(cè)量規(guī)范》及GB50179-2015《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》，是保證水文資料測(cè)驗(yàn)與整編成果質(zhì)量和規(guī)格統(tǒng)一的重要規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)，均包括各水文要素?cái)?shù)值的取位精度要求，在水文行業(yè)廣泛應(yīng)用。

1 問(wèn)題的提出

實(shí)測(cè)大斷面成果表是水文資料整編成果之一，是由若干組成對(duì)起點(diǎn)距和河底高程數(shù)值組成。SL 247-2012、SL 460-2009對(duì)大斷面起點(diǎn)距的取位精度做了規(guī)定，但存在規(guī)定不具體，表述不嚴(yán)密，全國(guó)水文年鑒終審會(huì)議尚未對(duì)其做最終解釋，因此實(shí)際應(yīng)用中對(duì)其有不同的理解，歧義較大，認(rèn)為有違規(guī)范要求規(guī)格統(tǒng)一的原則。各流域機(jī)構(gòu)及省區(qū)水文部門在進(jìn)行本部門整編補(bǔ)充規(guī)定制定時(shí)均有不同描述，因此造成全國(guó)各卷冊(cè)水文年鑒刊印的實(shí)測(cè)大斷面成果中起點(diǎn)距數(shù)值存在取位精度不統(tǒng)一或不合理情況。如在刊印的實(shí)測(cè)大斷面成果表中將起點(diǎn)距小于100 m的數(shù)值記至0.1 m，不小于100 m的數(shù)值記至1 m，甚至有的將此理解應(yīng)用到實(shí)測(cè)大斷面測(cè)量中，或不分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源要求絕對(duì)統(tǒng)一的情況，如有規(guī)定所有的大斷面成果，起點(diǎn)距必須記至0.1 m等，直接影響到整編成果規(guī)格格式的一致性，且影響到其成果的應(yīng)用；GB50179-2015也存在類似問(wèn)題。因此，從大斷面整編數(shù)據(jù)溯源的角度，對(duì)起點(diǎn)距測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取及相關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行分析，提出起點(diǎn)距數(shù)值取位精度規(guī)定修改意見。

2 起點(diǎn)距在水文測(cè)驗(yàn)和資料分析中的作用

大斷面成果資料能夠反映測(cè)驗(yàn)斷面的形態(tài)和斷面沖淤變化情況，應(yīng)用于河流河床的演變規(guī)律分析；在實(shí)際測(cè)驗(yàn)工作中，也經(jīng)常遇到查讀或借用汛前（汛后）及相鄰實(shí)測(cè)流量測(cè)次的實(shí)測(cè)大斷面資料的情況。起點(diǎn)距是在測(cè)驗(yàn)斷面上以一岸斷面樁為起始點(diǎn)，沿?cái)嗝娣较蛑亮硪话稊嗝鏄堕g，任一點(diǎn)的水平距離。為了便于長(zhǎng)期資料對(duì)比分析，各測(cè)次的過(guò)水?dāng)嗝娴乃鎸捯约跋噜彍y(cè)深、測(cè)速等垂線間的間距，不是直接測(cè)量到的，而是先采集到與其垂線相對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)距，再計(jì)算相鄰兩垂線起點(diǎn)距的差值而獲得水面寬或垂線間間距數(shù)值的，如斷面水面寬，就是測(cè)驗(yàn)斷面上兩岸水邊垂線相應(yīng)起點(diǎn)距的差值，部分面積是相鄰測(cè)驗(yàn)垂線相對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)距的差值與其平均水深的乘積。因此起點(diǎn)距是水道斷面面積計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其取位精度直接影響到流量等水文要素測(cè)驗(yàn)的精度與質(zhì)量，應(yīng)與水面寬或垂線間間距取位精度一致。

使用起點(diǎn)距定位測(cè)驗(yàn)垂線的優(yōu)點(diǎn)是便于對(duì)大斷面資料進(jìn)行對(duì)比分析?？商桌L若干次大斷面數(shù)據(jù)資料，分析其測(cè)驗(yàn)垂線及整個(gè)斷面相關(guān)要素的變化情況。若不使用起點(diǎn)距，僅以垂線間間距數(shù)值表述，可計(jì)算部分面積，但其垂線位置無(wú)法定位，不便于資料分析對(duì)比。

3 實(shí)測(cè)大斷面成果表編制要求與類型

從整匯編規(guī)范刊印大斷面成果表規(guī)定，分析大斷面整編成果的類型。SL460-2009 4.6.2-1規(guī)定主要刊印高、中水測(cè)流的大斷面成果；4.6.2-3規(guī)定刊印次數(shù)，斷面穩(wěn)定或斷面變化不大的，可只填列汛前（或汛后）一次；斷面變化很大的，應(yīng)增加大洪水沖淤過(guò)程中變化轉(zhuǎn)折的過(guò)水?dāng)嗝嫒舾纱巍？梢钥闯隹〉膶?shí)測(cè)大斷面成果資料類型有汛前(或汛后)大斷面和沖淤過(guò)程中變化轉(zhuǎn)折的過(guò)水?dāng)嗝?，前者即為SL58-2014中所述的大斷面測(cè)量；后者多為洪水過(guò)程測(cè)驗(yàn)的單次實(shí)測(cè)流量的過(guò)水?dāng)嗝?，故與GB50179-2015關(guān)聯(lián)。

4 相關(guān)規(guī)范規(guī)定與分析

GB50179-2015、SL247-2012和 SL460-2009，對(duì)水面寬的規(guī)定取位精度均為“取三位有效數(shù)字，大于或等于5 m時(shí)，小數(shù)不過(guò)一位；小于5 m時(shí)，小數(shù)不過(guò)二位”，SL58-2014的起點(diǎn)距取位精度也能滿足該要求。各規(guī)范規(guī)定起點(diǎn)距均以米計(jì)。

SL58-2014規(guī)定的大斷面測(cè)量，一般在汛前（汛后）的枯水期進(jìn)行岸上和水下兩部分測(cè)量，要求對(duì)兩岸斷面樁之間或固定點(diǎn)間的距離進(jìn)行往返測(cè)量，相對(duì)誤差應(yīng)不大于1/500，具有較大的范圍和較高的精度，能夠全面反映測(cè)驗(yàn)斷面的形態(tài)。該規(guī)范規(guī)定“大斷面和水道斷面的起點(diǎn)距，水面寬在5 m以下時(shí)記至0.01 m，5 m以上時(shí)記至0.1 m”，明確以水面寬為參數(shù)。

GB50179-2015規(guī)定為“起點(diǎn)距，不小于100 m時(shí)，記至整數(shù)；小于100 m時(shí)，不小于5 m時(shí)，記至0.1 m；小于5 m時(shí)，記至0.01 m”，從表述可以推理出100 m、5 m是指起點(diǎn)距數(shù)值的大小。假設(shè)某站測(cè)流斷面的大斷面起點(diǎn)距數(shù)值范圍在零至幾百米，設(shè)想某次實(shí)測(cè)流量，過(guò)水?dāng)嗝孀笥宜吰瘘c(diǎn)距均在百米以上的范圍，實(shí)際水面寬為幾十米，其起點(diǎn)距按該理解取位精度為整數(shù)，那么通過(guò)水邊垂線相應(yīng)起點(diǎn)距計(jì)算的水面寬，取位精度也只能是整數(shù)，是不符合水面寬要素取位精度的規(guī)定。與GB50179-93相應(yīng)規(guī)定對(duì)比可以看出，GB50179-2015修訂時(shí)，將“水面寬”字樣刪除，因而造成有歧義的情況。

水文資料整編成果資料來(lái)源于測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)測(cè)大斷面成果表，是在實(shí)測(cè)大斷面測(cè)量資料和實(shí)測(cè)流量測(cè)次過(guò)水?dāng)嗝尜Y料數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上整理的，其相關(guān)要素取位精度應(yīng)與測(cè)驗(yàn)成果數(shù)據(jù)相同或低于，但不能高于測(cè)驗(yàn)取位精度。SL247-2012和SL460-2009均規(guī)定“大斷面起點(diǎn)距，宜記至0.1 m；不小于100 m，可記至1 m”，按其表述理解一，其100 m為起點(diǎn)距數(shù)值，則同斷面同次成果中可能出現(xiàn)起點(diǎn)距數(shù)值100 m以下記至0.1 m，100 m及以上記至1 m的情況。例如對(duì)于測(cè)次水道斷面，水面寬小于100 m，左右水邊相對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)距數(shù)值分別為幾十米、上百米的情況，若查讀或借用該實(shí)測(cè)大斷面成果表資料，其測(cè)次水面寬或部分垂線間間距（起點(diǎn)距數(shù)值在不小于100 m的部分）的取位精度，將無(wú)法滿足流量測(cè)驗(yàn)精度要求，在實(shí)際測(cè)驗(yàn)工作中對(duì)于同斷面同測(cè)次大斷面起點(diǎn)距的取位精度是相同的。理解二，按“宜記至0.1 m”規(guī)定，不考慮“不小于100 m，可記至1 m”，將所有大斷面起點(diǎn)距，均記至0.1 m的規(guī)定也是不合理的，因?yàn)榭赡苡写髷嗝鏈y(cè)量和實(shí)測(cè)流量測(cè)次過(guò)水?dāng)嗝鎯煞N類型。例如對(duì)于測(cè)次過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸捲诓恍∮?00 m時(shí)，流量規(guī)范規(guī)定起點(diǎn)距是記至1 m的，由該測(cè)次過(guò)水?dāng)嗝嬲淼某晒仓荒苡浿? m。綜上所述，水文資料整編實(shí)測(cè)大斷面成果起點(diǎn)距的取位精度與測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源有關(guān)，而與起點(diǎn)距數(shù)值大小和水面寬已沒(méi)有完全的相關(guān)性。

5 起點(diǎn)距取位精度規(guī)定修改建議

GB50179-2015規(guī)定中應(yīng)明確100 m、5 m所指要素為水面寬，敘述類同GB50179-93，建議規(guī)定修改為“水面寬不小于100 m時(shí)，記至整數(shù)；小于100 m時(shí)，不小于5 m時(shí)，記至0.1 m；小于5 m時(shí)，記至0.01 m”。

SL247-2012和SL460-2009大斷面起點(diǎn)距，取用精度應(yīng)按測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源分別敘述，建議規(guī)定修改為：

1）使用實(shí)測(cè)大斷面測(cè)量記載數(shù)據(jù)編制的大斷面成果應(yīng)記至0.1 m。對(duì)于水面寬在5 m以下有查讀或借用需求的斷面，應(yīng)記至0.01 m。

2）使用實(shí)測(cè)流量記載數(shù)據(jù)編制的水道斷面大斷面成果，按其測(cè)次測(cè)驗(yàn)記載精度整理。