水文比測(cè)工作過(guò)程控制、成果報(bào)告編制方法及問(wèn)題對(duì)策

隋顏篷 武惠娟 丁照平

（1.山東水之源水利規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 濟(jì)南 250014 2.日照市日照水庫(kù)管理中心日照 276800）

1 項(xiàng)目背景

根據(jù)《水利部印發(fā)關(guān)于深化水文監(jiān)測(cè)改革指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》（水利部水文〔2016〕275 號(hào)）的通知，要求深入貫徹我國(guó)新時(shí)期的水利工作方針，全面落實(shí)中央關(guān)于深化水利改革的決策部署，實(shí)施“大水文”發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進(jìn)水文事業(yè)發(fā)展。對(duì)水文監(jiān)測(cè)改革指明了發(fā)展方向，指出現(xiàn)有水文監(jiān)測(cè)的不足。要求立足水文改革以適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)發(fā)展服務(wù)要求，以科技創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用為手段，以體制機(jī)制創(chuàng)新為動(dòng)力，全面提升水文監(jiān)測(cè)能力和服務(wù)水平，建成項(xiàng)目齊全、功能完備的水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系，先進(jìn)適用的水文監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)，集約高效的水文監(jiān)測(cè)運(yùn)行管理體系，實(shí)現(xiàn)水文監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化。

隨著水資源用水總量控制，用水效率控制和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”的實(shí)施以及水生態(tài)環(huán)境的建設(shè)需要，各項(xiàng)水文監(jiān)測(cè)工作將不斷加強(qiáng)，水文工作現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展、防汛抗旱、水資源用水總量控制和環(huán)境保護(hù)等工作的需要。為推廣應(yīng)用先進(jìn)的水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)施，提高水文監(jiān)測(cè)水平，應(yīng)積極組織開展水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備比測(cè)工作，主要就是集中現(xiàn)有的人力資源，通過(guò)培訓(xùn)和再教育，在實(shí)踐中摸索并熟練掌握應(yīng)用新儀器、新設(shè)備、新技術(shù)的使用方法進(jìn)行水文測(cè)報(bào)工作，進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)技術(shù)水平，有利于水文測(cè)報(bào)工作更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)水文監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化，廣泛運(yùn)用新技術(shù)新設(shè)備，讓新技術(shù)新設(shè)備正常運(yùn)行，扎實(shí)開展水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備比測(cè)工作。

2 水文比測(cè)的目的和內(nèi)容

開展水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備比測(cè)工作主要為分析研究新儀器設(shè)備的適用性、先進(jìn)性以及可靠性提供支持，分析新儀器在不同水文情勢(shì)下測(cè)量精度、穩(wěn)定性，對(duì)新儀器參數(shù)進(jìn)行率定，為新儀器設(shè)備使用于水文監(jiān)測(cè)工作做好技術(shù)保障。

根據(jù)水文（位）站水文儀器設(shè)備的投入情況及使用新儀器的觀測(cè)項(xiàng)目，確定了各水文（位）站需要開展的水文比測(cè)項(xiàng)目，進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備比測(cè)分析。

水文站觀測(cè)項(xiàng)目主要包括水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、冰情、水質(zhì)、墑情、水文調(diào)查等多項(xiàng)內(nèi)容。由于水文比測(cè)時(shí)間需涵蓋汛期和非汛期，由于汛期周期較短，冰情、泥沙、水文調(diào)查等項(xiàng)目不便于比測(cè)；水質(zhì)包含多項(xiàng)指標(biāo)，開展比測(cè)的任務(wù)量較大，在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成；結(jié)合常見(jiàn)水文（位）站水文建設(shè)項(xiàng)目水文監(jiān)測(cè)設(shè)備的投入情況，經(jīng)篩選，本文針對(duì)水位、降水、流量、水文纜道、蒸發(fā)五項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

3 過(guò)程控制

水文比測(cè)工作需按照規(guī)范要求對(duì)新儀器設(shè)備進(jìn)行比測(cè)。水文比測(cè)在汛期、非汛期均應(yīng)開展，嚴(yán)格控制比測(cè)過(guò)程，特別是做好比測(cè)任務(wù)重、比測(cè)難度大的地區(qū)的比測(cè)工作，及時(shí)解決水文比測(cè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題；同時(shí)控制水文比測(cè)工作進(jìn)度，對(duì)水文比測(cè)的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)把控。

定期檢查并校核水文站現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和中心站數(shù)據(jù)的一致性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)并對(duì)一般性故障進(jìn)行處理；在汛期及時(shí)收集、整理水文比測(cè)數(shù)據(jù)，尤其是大洪水期間的比測(cè)資料，第一時(shí)間對(duì)比測(cè)成果進(jìn)行相關(guān)分析。

4 技術(shù)要求

4.1 水位比測(cè)技術(shù)要求

根據(jù)《水文測(cè)驗(yàn)實(shí)用手冊(cè)》（2013）及《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50138-2010）中的相關(guān)要求，對(duì)于新安裝的自記水位計(jì)或改變儀器類型時(shí)應(yīng)進(jìn)行比測(cè)，比測(cè)合格后，方可正式使用。主要比測(cè)內(nèi)容為時(shí)鐘誤差、水位誤差。按照規(guī)范要求，應(yīng)按照水位變幅分幾個(gè)測(cè)段進(jìn)行比測(cè)，每段比測(cè)次數(shù)不少于30 次。不具備比測(cè)條件的無(wú)人值守站只進(jìn)行校測(cè)。校測(cè)的次數(shù)同基本水文站要求，一般應(yīng)取得不少于30 次的校測(cè)數(shù)據(jù)，且分布于高、中、低水位級(jí)。獨(dú)立的水位站應(yīng)編制水位站考證簿。根據(jù)《中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)驗(yàn)指導(dǎo)意見(jiàn)》，水位比測(cè)不少于 20 次，且在漲落段分布均勻。

自記（自動(dòng)）水位與人工水位比測(cè)應(yīng)符合以下要求：置信水平95%的綜合不確定度（為隨機(jī)不確定度和系統(tǒng)不確定度平方和開根）不應(yīng)超過(guò) 3cm，系統(tǒng)誤差不應(yīng)超過(guò) 1cm。自動(dòng)水位站的時(shí)鐘誤差應(yīng)符合石英鐘的時(shí)鐘誤差要求，日最大誤差在±0.5min，月最大誤差±4min，年最大誤差±15min。

置信水平95%的綜合不確定度不應(yīng)超過(guò)3cm；波浪問(wèn)題突出的近海地區(qū)水位站，綜合不確定度可放寬至5cm。

系統(tǒng)不確定度按下式計(jì)算：

隨機(jī)不確定度按下式計(jì)算：

綜合不確定度按下式計(jì)算：

式中：Pyi—自動(dòng)監(jiān)測(cè)水位，m；Pi—人工校測(cè)水位，m；N—校測(cè)次數(shù)；X"y—系統(tǒng)不確定度；X′y 隨機(jī)不確定度；Xz—綜合不確定度。

4.2 流量比測(cè)技術(shù)要求

ADCP 測(cè)流：根據(jù)《聲學(xué)多普勒流速儀測(cè)流規(guī)范》（SL337-2006）中的相關(guān)要求，采用ADCP 測(cè)流的水文站應(yīng)進(jìn)行流量比測(cè)工作，流量比測(cè)的測(cè)次要求為每級(jí)水位不少于30 次，且在高、中、低水均有分布。

雷達(dá)測(cè)流：雷達(dá)測(cè)流目前無(wú)相關(guān)的規(guī)范性文件，但根據(jù)其他測(cè)流方法中的比測(cè)要求（主要為電波流速儀測(cè)流方法），應(yīng)重點(diǎn)分析雷達(dá)測(cè)流同ADCP 或流速儀測(cè)流的水面流速系數(shù)的變化關(guān)系，因此應(yīng)收集高、中、低水的測(cè)流數(shù)據(jù)，并相應(yīng)進(jìn)行分析，每個(gè)段次應(yīng)不少于30 次測(cè)流數(shù)據(jù)，洪水期應(yīng)當(dāng)增加走航式ADCP 的測(cè)驗(yàn)。

采用比降法進(jìn)行測(cè)流：應(yīng)同其他測(cè)流方法同步進(jìn)行流量的測(cè)驗(yàn)，用于推求糙率，要求測(cè)次不少于30 次，高、中、低水均要有分布。

比測(cè)率定從技術(shù)上要求：率定的隨機(jī)不確定度應(yīng)不超過(guò)5%，系統(tǒng)誤差應(yīng)控制在1%以內(nèi)。做比測(cè)測(cè)流時(shí)，測(cè)流時(shí)機(jī)一般應(yīng)選定在水勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期同步進(jìn)行。

根據(jù)《SL195-2015 水文巡測(cè)規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定，采用轉(zhuǎn)子式流速儀法作為比測(cè)的基準(zhǔn)方法，流量相對(duì)偏差應(yīng)在±5%內(nèi)。

4.3 蒸發(fā)比測(cè)技術(shù)要求

自動(dòng)蒸發(fā)儀器目前尚無(wú)明確的比測(cè)規(guī)范，結(jié)合降水及蒸發(fā)觀測(cè)規(guī)范的要求，比測(cè)工作從自動(dòng)蒸發(fā)儀的工作原理、數(shù)據(jù)取得過(guò)程、計(jì)算方法及成果是否合理進(jìn)行比測(cè)。比測(cè)資料不少于兩年。針對(duì)所有安裝了該型儀器的水文站均要進(jìn)行比測(cè)。比測(cè)的內(nèi)容包括配套蒸發(fā)儀器的精度及數(shù)據(jù)是否滿足要求，取得的中間數(shù)據(jù)是否滿足計(jì)算要求，蒸發(fā)數(shù)據(jù)成果是否存在系統(tǒng)誤差，不確定度是否滿足要求等。

5 降雨比測(cè)技術(shù)要求

降水量的時(shí)鐘誤差要求：日誤差不超過(guò)1min，月誤差不超過(guò)5min。雨量觀測(cè)誤差采用相對(duì)誤差來(lái)反映，不同的分辨率儀器誤差不一樣，在儀器的銘牌上或說(shuō)明書上會(huì)有標(biāo)注。

根據(jù)實(shí)測(cè)降水資料，對(duì)遙測(cè)雨量計(jì)觀測(cè)和人工觀測(cè)的降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差對(duì)比，根據(jù)《降水量觀測(cè)規(guī)范》（SL21-2015），自記雨量計(jì)應(yīng)能準(zhǔn)確測(cè)記降水量過(guò)程，誤差要求為降水量小于等于12.5mm 時(shí)不超過(guò)±0.5mm，大于12.5mm 時(shí)不超過(guò)±4%。

6 水文纜道標(biāo)定比測(cè)技術(shù)要求

根據(jù)《水文測(cè)驗(yàn)實(shí)用手冊(cè)》（2013）規(guī)定，對(duì)于新建纜道應(yīng)進(jìn)行投入使用前的比測(cè)，主要比測(cè)內(nèi)容包括起點(diǎn)距、水深率定與比測(cè)。比測(cè)總次數(shù)不少于30 點(diǎn)，且均勻分布于全斷面。投入使用后亦要進(jìn)行此項(xiàng)工作，一般每年一到兩次。經(jīng)比測(cè)，纜道各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)精度應(yīng)符合下列要求：（1）起點(diǎn)距：垂線定位誤差不大于河寬的0.5%，絕對(duì)誤差不超過(guò)0.1m，累計(jì)誤差不大于水面寬的1%。（2）水深：兩次測(cè)得的水深差值不超過(guò)最小水深的5%。

7 編制成果報(bào)告過(guò)程中遇到的問(wèn)題及對(duì)策

7.1 基礎(chǔ)資料收集不全

水文比測(cè)工作在汛期進(jìn)行時(shí)，比測(cè)工作開展過(guò)程中可能會(huì)受到暴雨、臺(tái)風(fēng)等不可抗力因素造成道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的損壞；非汛期降雨量較少造成的河流來(lái)水量較少、水量不足甚至河流干枯；施工方安裝儀器過(guò)程中因其他因素造成的儀器無(wú)法正常使用等情況，因此造成基礎(chǔ)資料收集不全，無(wú)法達(dá)到比測(cè)規(guī)范要求。

7.2 對(duì)水文資料整理不清

比測(cè)工作開展前未制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成各類測(cè)站提交比測(cè)數(shù)據(jù)格式、校核儀器設(shè)備等的不統(tǒng)一，將會(huì)給后期比測(cè)報(bào)告的編制增加難度。

此外，新投入的儀器設(shè)備型號(hào)說(shuō)明不清，進(jìn)行降水、水位比測(cè)過(guò)程中往往忽略時(shí)鐘誤差也是編制成果報(bào)告中常遇到的問(wèn)題，需要加以注意。

8 提高水文比測(cè)報(bào)告書質(zhì)量的幾點(diǎn)建議

要注重基本情況的介紹。只有基本情況介紹清楚，才能有效地針對(duì)不同測(cè)站、不同型號(hào)的儀器設(shè)備進(jìn)行合理的比測(cè)工作。除了要收集大量的資料外，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，去偽存真，提煉有效數(shù)據(jù)。

要注重統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定。為了準(zhǔn)確、及時(shí)、完整、經(jīng)濟(jì)地觀測(cè)水文要素和整理水文資料并使得到的各項(xiàng)資料能在同一基礎(chǔ)上進(jìn)行比較和分析，需要在比測(cè)工作開展前編制比測(cè)方案，制定出統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下發(fā)至參與比測(cè)的各站，以便于按統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在各類測(cè)站上進(jìn)行水位、流量、降水量、蒸發(fā)量觀測(cè)，以獲得實(shí)測(cè)資料。

要注重把握工作進(jìn)度。成立專題小組與各站水文比測(cè)工作小組進(jìn)行交流，定期詢問(wèn)水文比測(cè)工作進(jìn)度及開展水文比測(cè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題；查看比測(cè)成果表填寫情況；督促相關(guān)人員按比測(cè)任務(wù)及時(shí)開展比測(cè)工作。

要注重細(xì)節(jié)問(wèn)題。水文報(bào)告編制涉及大量的水文資料，要花費(fèi)大量的心思和心血，要求報(bào)告編制人員有較好的文字功底和語(yǔ)言組織能力，在實(shí)際編制報(bào)告過(guò)程中一定要認(rèn)真對(duì)待。要細(xì)心、不漏項(xiàng)、突出重點(diǎn)、分析到位；要圖文并茂、闡述清楚；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要避免前后論述不一致、圖表和文字表述不對(duì)應(yīng)等問(wèn)題的發(fā)生。

9 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)與建設(shè)單位、報(bào)告編制人員的交流溝通及對(duì)水文比測(cè)成果報(bào)告的仔細(xì)研讀，以及了解評(píng)審會(huì)中專家關(guān)注的重點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了水文比測(cè)工作過(guò)程、成果報(bào)告編制的部分經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于進(jìn)一步提高水文比測(cè)報(bào)告編制水平，為水利行政主管部門對(duì)工程項(xiàng)目的審批、驗(yàn)收提供科學(xué)依據(jù)具有重要意義■