水文資料整編工作存在問題及對策研究

王安琪

(遼寧省朝陽水文局，遼寧 朝陽 122000)

0 引 言

近年來，人類活動和水利工程建設(shè)對水文測站的干擾日趨增強(qiáng)，在自然環(huán)境下水文測站條件已發(fā)生明顯的改變，特別是對大型水利工程利用傳統(tǒng)的遷移或變更測驗斷面等手段，已無法有效解決現(xiàn)存扥問題[1]。因此，為保證資料整編質(zhì)量以及提高水文工作效率，如何在現(xiàn)實情況下創(chuàng)新資料收集整編方法逐漸引起人們的關(guān)注。

從時間尺度上，水文站收集的原始資料具有離散性且僅反映瞬時觀測情景，受自然條件或人類活動影響難免出現(xiàn)誤差，因測驗設(shè)備故障等還會出現(xiàn)無法準(zhǔn)確把握測驗時機(jī)的問題，因此有關(guān)部門無法直接應(yīng)用原始資料。根據(jù)統(tǒng)一的規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)，通過計算分析、整編匯總等處理形成系統(tǒng)完善且符合精度要求的水文年鑒，或者其它形式的文件資料，從而為水利建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科研工作、防汛抗旱、國防等領(lǐng)域提供支撐。另外，資料整編能夠準(zhǔn)確識別水文測驗隱藏的問題。因此，資料整編是一項不可或缺、非常重要的工作，也是基層水文工作者一年的工作總結(jié)，在國家文獻(xiàn)資料中整編成果具有重要作用[2]。對此，必須嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的完成整編工作，確保各環(huán)節(jié)達(dá)到程序化、規(guī)范化要求。

1 水文資料整編分析

1.1 基本定義

水文資料整編就是利用科學(xué)的方法和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，統(tǒng)計分析、審查審核、刊印、存儲、匯編原始水文資料的統(tǒng)稱。資料整編主要包括合理性檢查、制表、定線(泥沙、流量等項目)、考證等內(nèi)容，并以表格的形式展現(xiàn)整編成果[3]。目前，較為常用的表式包括考證資料、綜合圖表、實測內(nèi)容成果表、記錄瞬時變化的宅驢表、逐日及月年統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。原始觀測資料經(jīng)匯編、審查、復(fù)審、刊印、整編等工作階段，形成相應(yīng)的整編成果。

1.2 現(xiàn)實作用

結(jié)合水文數(shù)據(jù)資料，近年來我國水災(zāi)、洪澇等水文災(zāi)害發(fā)生頻率不斷增加，對區(qū)域發(fā)展、社會穩(wěn)定、生命財產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境等造成極大的破壞[4]。因此，為避免發(fā)生水文災(zāi)害必須充分認(rèn)識資料整編的重要作用。

1)資料收集。資料收集要充分考慮自然因素、人類活動的影響，收集過程中需要利用先進(jìn)的、專業(yè)的技術(shù)設(shè)備觀測水文體系，經(jīng)過初步整理和整合處理提高數(shù)據(jù)信息的適用性。一般地，不同地區(qū)的水文特點存在一定差異，必須經(jīng)過收集、勘察等相關(guān)工作才能開展資料整編，其主要來源包括與水文相關(guān)的計算、觀測、實地調(diào)查所獲取的各項資料，如含沙量、蒸發(fā)量、降水量、流量、水位等。

2)災(zāi)害防御。在防御洪澇災(zāi)害、水環(huán)境保護(hù)、水資源合理開發(fā)等方面，水文資料整編發(fā)揮著重要作用。其中，最大程度的降低洪災(zāi)損失、有效預(yù)防水文災(zāi)害屬于資料整編的主要目的。此外，水文資料整編也是防范海嘯、赤潮、海冰、海浪等海洋災(zāi)害的根本措施。通過長期的勘察水運(yùn)動和有效的整編處理地質(zhì)數(shù)據(jù)，為有效防御水文災(zāi)害提供支持。

3)指導(dǎo)工作。水文實測資料是收集記錄的水文統(tǒng)計值、水文年鑒、圖集等各類原始水文要素?？s微攝影、計算機(jī)、通訊等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，為水文資料庫的建立提供了技術(shù)支撐。水文數(shù)據(jù)庫工程運(yùn)行維護(hù)、水域安全保護(hù)、工程建設(shè)等奠定了堅實基礎(chǔ)。例如，考慮農(nóng)業(yè)灌溉要求建造可用的地下水輸水渠道，從而形成高效的農(nóng)業(yè)灌排體系。

1.3 問題分析

隨著各種新型技術(shù)的不斷應(yīng)用，水文資料整編技術(shù)和測驗手段也在逐步更新。經(jīng)過多年努力，從2002年基本實現(xiàn)了利用計算機(jī)完成資料整編工作，徹底轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的手工整編方式，現(xiàn)今僅需3-5天單站整編即可完成以往人均3-5個月才能完成的工作量，工作效率得以大大的提升。然而，整編技術(shù)的不斷發(fā)展對整編人員的要求也逐漸提升，不僅要要熟練的應(yīng)用計算機(jī)軟件，還要求系統(tǒng)了解流域的測驗狀況。隨著新老整編人員的更替，加之不同人員對整編技術(shù)、測驗規(guī)范理解深度的差異，就使得不同人員的整編質(zhì)量水平存在一定差異，為保證整編質(zhì)量必須建立科學(xué)有效的措施保障體系[5]。

2 做好水文資料整編的對策

2.1 確保測驗精度

水文測驗作為整編的基本前提，其精度在很大程度上決定著整編質(zhì)量和總體的可靠度。整編過程中有的測驗誤差可以彌補(bǔ)，而有的無法彌補(bǔ)，并最終導(dǎo)致無法達(dá)到預(yù)期的效果，所以保證測驗精度是提高整編質(zhì)量的根本要求。如，水沙過程控制不好、輸沙率、流量精度低且測次少，由此確定的單斷沙、水位流量關(guān)系線誤差較大且難度較大；若未按規(guī)范要求觀測蒸發(fā)量、降水量等參數(shù)，就無法保證精度，對整編精度造成較大的影響。所以，測驗屬于整編的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而整編可認(rèn)為是測驗的總結(jié)或者繼續(xù)，提高基層測站人員的工作能力是確保水文測驗質(zhì)量的根本途徑，具體如下：

1)熟練掌握測驗規(guī)范和測站任務(wù)書。測站任務(wù)書詳細(xì)敘述了測站的責(zé)任范圍及其工作任務(wù)，明確規(guī)定了泥沙單樣取樣次數(shù)、流量測驗方案與測次、水位觀測時段、觀測附屬項目等內(nèi)容，委托和在職人員要定期學(xué)習(xí)測驗規(guī)范與測站任務(wù)書，并對其相關(guān)內(nèi)容熟練掌握。

2)加強(qiáng)測驗方法的學(xué)習(xí)。水文資料的搜集主要來源于測站，測驗工作是決定整編質(zhì)量能否過關(guān)的關(guān)鍵。對此，測站人員必須認(rèn)真做好日常管理和前期工作，各項數(shù)據(jù)要及時認(rèn)真記錄，通過定期開展專業(yè)培訓(xùn)保證整編人員的全面提升，并對各相關(guān)單位每年安排交流學(xué)習(xí)切實提升資料整編水平。同時，要現(xiàn)場校核原始記錄，及時糾正發(fā)現(xiàn)的錯誤。新人員要認(rèn)真總結(jié)、仔細(xì)觀察、虛心請教，將實際與理論聯(lián)系起來探究適于本站的測驗方法。

3)形成良好的工作習(xí)慣。通過對比分析、認(rèn)真檢查資料的合理性，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，并養(yǎng)成登記錯誤、從中領(lǐng)會錯在何處的良好習(xí)慣，從而避免后期再出現(xiàn)類似的錯誤。此外，許多人未足夠的重視表格填記工作，如表尾、表頭填寫不規(guī)范或者填記不全；原始數(shù)據(jù)字上改字、涂改、擦改，有時還會發(fā)現(xiàn)“草書”的現(xiàn)象；水位原始資料中數(shù)據(jù)加錯、水尺零點高程用錯等現(xiàn)象普遍存在，有時還會前末倒置，這些習(xí)慣均會對測驗精度產(chǎn)生極大的影響。

認(rèn)真完成在站整編工作。在水文站日常工作中納入整編工作內(nèi)容，逐步轉(zhuǎn)變以往的年底整編的觀念。水文站獲取的檢測數(shù)據(jù)多且類型多樣，若堆積到年底一起整編會非常凌亂，其工作量過大，一旦出錯就無法理清數(shù)據(jù)，也就無法保證編制工作質(zhì)量。所以，在日常工作中要將整編工作做到隨時整理、分析、觀測、入庫，依據(jù)一定的規(guī)范要求確保水文數(shù)據(jù)誤差在可接受范圍，即保證降水量對照表、資料說明書、水尺考證、實測流量成果表、輔助性圖表、電算數(shù)據(jù)加工表、實測大斷面成果表、原始數(shù)據(jù)記載資料等真實可靠性。此外，還要算清楚、測清楚每次的測驗數(shù)據(jù)，以客觀實際為基礎(chǔ)分析測到的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握引起誤差的原因，將誤差控制在合理的范圍；為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤要及時初校、復(fù)校，整理好每日的觀測值和每月的資料，將月資料編整成表，從而提高年底整編質(zhì)量和工作效率。

2.2 嚴(yán)把精準(zhǔn)定線關(guān)

定線是考慮實測資料與整編要求確定不同水文要素間的關(guān)系曲線，以某要素資料為基礎(chǔ)推算其它的要素。對于間斷測驗的流量資料，為獲取連續(xù)的流量數(shù)據(jù)就需要確定水位流量關(guān)系曲線，并利用該關(guān)系曲線和觀測的連續(xù)水位數(shù)據(jù)推算出連續(xù)的流量資料；懸移質(zhì)含沙量資料和推移質(zhì)輸沙率資料要確定單樣與斷面平均含沙量、推移質(zhì)輸沙率與斷面平均流速關(guān)系線；水質(zhì)資料需要確定離子流量與出流量關(guān)系線，并以已知要素數(shù)據(jù)為依據(jù)推算未知要素資料。

資料整編精度還會受到各關(guān)系曲線的影響，對此必須嚴(yán)把精準(zhǔn)定線關(guān)。初步目估確定的關(guān)系線要經(jīng)過誤差計算，經(jīng)評定合格后方可確定。采用隨機(jī)不確定度和系統(tǒng)誤差來控制臨時曲線、單一線精度，在此基礎(chǔ)上還要檢驗偏離值、線適、符號，發(fā)現(xiàn)一項不合格或者超出誤差要求就必須重新定線；選用相對誤差指標(biāo)控制連時序法的繩套線誤差；檢查高低水沙是否需要延長以及關(guān)系線是否超過全年水沙變幅；檢查推流時段是否覆蓋年最高、最低水位以及各條線推流是否異常；檢查單斷沙關(guān)系線是否覆蓋最低、最高單沙區(qū)間；放大讀數(shù)誤差>2.5%的關(guān)系線部分，并保證放大后的線與線、圖與圖較好的銜接。

2.3 加強(qiáng)業(yè)務(wù)人員學(xué)習(xí)

資料整編涉及內(nèi)容多、范圍廣，其相關(guān)工作極其復(fù)雜，這就要求資料整編人員要有豐富的經(jīng)驗、較高的綜合業(yè)務(wù)水平，不僅能熟練使用整編程序、全面掌握整編規(guī)范，還要全面的了解測驗情況。因此，整編人員要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)適合本流域的整編規(guī)范、測驗規(guī)范、補(bǔ)充規(guī)定等相關(guān)知識，尤其是經(jīng)驗較少的新人，要不斷的總結(jié)規(guī)律，虛心的向經(jīng)驗豐富的整編人員學(xué)習(xí)，切實提升自身業(yè)務(wù)水平。

2.4 促進(jìn)計算機(jī)軟件的應(yīng)用

在時代快速發(fā)展的背景下，信息化、現(xiàn)代化等新型技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于水文資料領(lǐng)域，如遙感技術(shù)提取影像數(shù)據(jù)等。遙測技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)多而復(fù)雜，這提高了水文資料整編的工作量和復(fù)雜度，若能夠有效的利用新型技術(shù)可以明顯減少資料復(fù)查、復(fù)核工作量，如采用計算機(jī)程序管理遙測水文數(shù)據(jù)，可以明顯的縮短人工操作時間；針對流量測驗合理性的檢查測時，通過水文誤差橫向?qū)Ρ染湍芾幂^短時間完成復(fù)雜圖形的對照，并以更直觀的方式顯現(xiàn)圖形。

水文資料整編還涉及數(shù)據(jù)完整性檢查、擬合算法的應(yīng)用、數(shù)據(jù)合理性分析等過程，這些數(shù)據(jù)量很大且真正應(yīng)用時難免會出現(xiàn)偏差，并造成難以預(yù)料的結(jié)果。實際上，在資料整編的整個過程中都會存在許多繁雜的數(shù)據(jù)，采用傳統(tǒng)的方法直接處理時增大了用戶對數(shù)據(jù)的理解難度，并且工作效率極低。同時，對于數(shù)據(jù)的核對和檢查也較為繁瑣，而利用計算機(jī)軟件和新型算法替代傳統(tǒng)的方法，能夠有效解決處理繁瑣、不易理解、檢查不便的問題，從而實現(xiàn)工作效率高、編制質(zhì)量高的目的。

3 結(jié) 論

一直以來，水文資料為提升水文行業(yè)整體水平和推動各項基礎(chǔ)事業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，在各行業(yè)中水文資料的重要作用日趨突出。隨著人們對水資源管理、生態(tài)保護(hù)、水土保持、水環(huán)境監(jiān)測、水旱災(zāi)害控制等方面的要求不斷提高，其對服務(wù)、存儲、處理水文資料的要求也不斷提高，對此水文工作者的使命感和責(zé)任感也不斷增大。為更加規(guī)范化水文資料編制工作，整編人員要熟練掌握現(xiàn)代化技術(shù)、靈活應(yīng)用計算機(jī)軟件，從日常工作入手切實做好資料整編測驗工作。