水文資料成果合理性檢驗及糾錯

趙子平，馮 持

（吉林省水文水資源局白城分局，吉林 白城 137000）

為了保證水文資料成果具有“完整性、連續性、準確性、可靠性”的定性、定量標準，除執行《水文測驗規范》和《水文資料整編規范》外，還必須進行成果的合理性與規律性檢驗及異常施測成果存在質量缺陷進行糾正。

1 合理性檢驗

1）逐日平均水位表與逐日平均流量表關系的檢驗。

從逐日平均水位表與逐日平均流量表看出，穩定流時水位與流量是相應的。一般漲水流量大，落水流量小，最大流量比最高水位先發生，而最小流量與最低水位往往不相應，符合天然河流洪水特征。當運行的洪水遇特殊水情，如回水頂托、閘壩開啟、決口等因素制約時，水位與流量關系會發生改變，水位與流量無關，此時流量與時間或其它水力因素相關。從物理成因看，最大比降、最大流速、最大流量、最高水位依次出現，見表1。

表1 大賚站、鎮西站最高（低）水位與最大（?。┝髁考跋鄳獣r間表

2）逐日平均懸移質輸沙率表、逐日平均流量表及逐日平均含沙量表關系的檢驗。

水流紊動決定泥沙懸浮，重力作用決定泥沙不能懸移，懸移質含沙量沿垂線的分布自水面向河底增加的趨勢，泥沙的粒徑也是近河底的較大，向上逐漸變小，是水流紊動造成的。顆粒越細，垂線分布越均勻，越粗越不均勻。洪水期，泥沙來自流域表面的細沙多，故含沙量沿垂線分布較均勻，枯水期來沙少，且粗粒較多，分布就不均勻。含沙量在斷面內的分布規律性較差，橫向比垂向變化小，縱向變化，主要取決于比降、流量。含沙量隨時間的變化，取決于流量的大小和水流侵蝕作用，流量變大，含沙量也應變大。含沙量與輸沙率關系如同水位與流量關系一樣，含沙量與輸沙率是相應的。

輸沙率、流量、含沙量三者之間關系：①Qs=Cs·Q，其中Qs—日平均輸沙率，kg/s或t/s；Cs—日平均含沙量，kg/m3或g/m3；Q—日平均流量，m3/s，可以看出含沙量和流量的大?。ㄋ髑治g作用）決定了輸沙率的大小。②最大含沙量比最大流量及最大輸沙率通常早出現且相距時段較短，屬水沙峰相應，當斷面上游受某因素影響時最大含沙量出現很長一個時期后，最大流量和最大輸沙率才發生，屬水沙峰不相應，見表2。

表2 大賚站、鎮西站最大斷面含沙量、最大流量、最大日平均輸沙率分析表

3）逐日水溫表與冰厚及冰情要素冰摘表關系的檢驗。

水溫變化是連續的，與冰厚、冰情、氣溫有關，太陽輔射、地表散熱、水質的礦化度大小、地下水補給、冰川融化、暴雨等都會使水溫升降。水溫受氣溫影響最為明顯，變趨勢大體相同，除受人為排污帶等影響外，結冰時趨近為零，這樣水溫的變化必然影響冰厚的發展。冰厚公式為：

式中：dg—冰厚，m；k—冰厚系數；∑(-t)—自秋季日平均氣溫穩定轉負之日起算的累積日平均負氣溫，℃；t—氣溫，℃。

4）冰厚及冰情要素摘錄表與冰情統計表及實測流量成果表關系的檢驗。

冰厚及冰情要素摘錄表包括冰情、冰厚、冰上雪深、氣溫、水位等，而冰情統計表來源于冰情要素摘錄表，顯然是冰厚及冰情要素摘錄表的一部分。實測流量成果表的冰情作冰摘時不可漏摘，除施測斷面不同的冰情外，三類表的內容應一致。

5）實測流量成果表與實測懸移質輸沙率成果表關系的檢驗。

垂線上的流速分布從水面到河底逐漸變小，呈拋物線型，還有水流因受脈動、回流等影響情況的個別例證，依垂線水深布設測點測速、采沙位置準確十分重要。施測流量時在測速垂線上采集水樣，用公式計算出輸沙率成果，所以流量的準確、沙線及水樣點的合理，直接影響輸沙率的精確。根據河流洪水特性合理布設流量測次、單樣測次及輸沙率測次才能滿足推求沙量、流量的需求。實測懸移質輸沙率與實測流量關系：Qs=Cs·Q，其中Qs—實測懸移質輸沙率，kg/s或 t/s；Cs—斷面平均含沙量，kg/m3或 g/m3；Q—實測流量，m3/s。

6）實測大斷面成果表與實測流量成果表關系的檢驗。

實測大斷面成果分析了河流河床的演變規律，水流浸蝕程度的不同，斷面縱向、橫向都要受到水流的沖淤甚至造成河流的改道，即河床的沖淤變化、河床沿程的改變等。大斷面成果為精確施測流量、沙量，判定江河斷流、斷流水位，分析漏測水量否等提供可靠的理論依據。流量與面積關系（曼寧公式）：

Q＝1/n AR2/3S1/2。

式中：Q—洪峰流量，m3/s；A—過水斷面面積，m2；R—水力半徑，m；S—水面比降；n—河床糙率。

7）洪水水文要素摘錄表、水庫水文要素摘錄表與逐日平均水位表及逐日平均流量表關系的檢驗。

二要素摘錄表均來源于逐日平均水位表和逐日平均流量表，同時又驗證摘錄的合理性和規范性，是否摘取完整的洪水變化過程，即起漲、峰頂及落平的全過程。

8）逐日降水量表與降水量摘錄表、時段最大降水量表（1）、表（2）關系的檢驗。

嚴格講，降水量摘錄表和表（1）及表（2）均來自于逐日降水量表，為不同的生產需要細劃出降水量摘錄表和表（1）及表（2）。逐日降水量表中，年最大一日降水量要小于或等于表（1）1 440 m in和表（2）24 h的降水量，降水量摘錄表、表（1）及表（2）均反映了時段雨強及雨量。降水量摘錄表能粗略的展示出表（2）的極值，4種描述降水狀況表是相互匹配的，見表3。

表3 大賚、五棵樹站時段（1 d）降水量對比分析表

9）逐日降水量表與逐日蒸發量表關系的檢驗。

由于自然地理地貌的影響，東北區域陸地上的年降水量小于年蒸散發量，當氣溫高、風速大時，蒸發量大，反之氣溫低時，蒸發量小。春秋兩季風沙大，雨量又偏小，蒸發量自然大。白城區域降水時空分布不均，一般降水集中6—9月，自西向東降水偏大的自然規律。日有降水的蒸發量與日無降水的相比減小，年最大日降水量不能出現年最大日蒸發量。日蒸發量公式：

E=P+(h1－h2)

式中：E—日蒸發量，mm；P—日降水量，mm；h1，h2—上次和本次的蒸發器內水面高度，mm。另外逐日蒸發量表的初冰、終冰與冰情統計表的不同且不相關，見表4。

表4 大賚、洮南站年降水量與年蒸發量對比分析表

10）配套降水摘錄表與逐日平均流量表關系的檢驗。

此降水摘錄表以降雨補給為主的河流，即為小河水文站徑流分析需要而做，不計起止時間，且起摘時間不能晚于洪水起摘時間，摘錄時特別要求應與洪水相應的降水量，所以降水量的年分配與逐日平均流量表匹配、相應。

11）水位整編說明書（一）與逐日平均水位表關系的檢驗。

兩項在測驗和整編描述方面應一致，比如受洪水頂托、攔河壩、決口、冰塞及冰壩等影響水位及日期要詳細說明。評定質量時因水尺零點高程變動原因不明等造成水位降級時流量必降級。

12）水位整編說明書（二）與冰厚及冰情要素摘錄表、實測流量成果表關系的檢驗。

水位整編說明書（二）中“河流狀況”與冰厚及冰情要素摘錄表、實測流量成果表及冰情觀測原始等必須一致，不可矛盾。

13）流量整編說明書與實測流量成果表和逐日平均水位表及逐日平均流量表關系的檢驗。

流量整編說明書中描寫“最高（低）實測流量”應與實測流量成果表中最高、最低流量狀況，受回水頂托等影響的流量測次、時間要相同；“年最高（低）水位”與逐日平均水位表要相同，另外，流量整編說明書中“推流方法”和定線說明等問題應與逐日平均流量表要一致。評定質量時因高水過程不滿足定線推流及年、月極值等造成流量降級，沙量必降級。

14）懸移質輸沙率整編說明書與逐日平均含沙量表和逐日平均流量表及實測懸移質輸沙率成果表關系的檢驗。

懸移質輸沙率整編說明書中描寫“水沙峰相應”狀況、測驗問題等必須與逐日平均含沙量表及逐日平均流量表一致。實測最大單沙、實測最大斷沙必須與實測懸移質輸沙率成果表及施測單樣原始數據統一，單沙斷沙關系分析、插補、改正等與逐日平均含沙量表也應一致。評定質量時高沙向上延長超標等沙量必降級。

15）降水整編說明書與逐日降水量表和時段最大降水量表（1）及表（2）關系的檢驗。

降水整編說明書中“測驗問題”，如欠準、串日、缺測等；“整編問題”，如改正、插補、分列、合并、不全應與逐日降水量表、時段最大降水量表（1）、表（2）相同。評定質量時影響表（1）時段數超標等降水資料必降級。

16）水位流量關系表與水位流量關系曲線校正表、3種檢驗及標準差計算表、系統誤差計算表關系的檢驗。

本項4類表必須符合《水文資料整編規范》標準，且相關數據不可矛盾。

17）水溫、冰凌、水面蒸發量、小河站資料綜合等質量評定按《吉林省水文資料整編及測驗質量評定細則》確認級別。

18）綜合合理性檢查圖表與單站合理性檢查圖表關系的檢驗。

兩檢查圖表是水文資料成果的縱向與橫向分開的對照分析，檢查資料成果的合理性、可靠性、連續性。綜合合理性檢查是相鄰上下游站水位、流量、沙量、水溫、降水量、蒸發量、徑流量、輸沙量等相關關系對照，而單站合理性檢查是本站水位、流量、沙量、水溫、冰凌、降水量、蒸發量、歷年同類曲線等相關關系對照，是相互協調統一的。

2 糾錯

1）原因分析。分析所有導致資料質量成果不合理的原因或影響因素。要認真、細致、嚴謹地查明最基礎最主要的影響資料質量的因素并判定成因：實測存在問題，資料質量取決于實測過程的完成，是否按《水文測驗規范》操作，對不準確、不正確和不合理的資料是合理性檢查的主要對象；發生特殊水情、沙情時要按《水文資料整編規范》對資料進行合理處理；水文資料成果間不能矛盾且應統一。

2）解決辦法。根據實測資料用理論分析或通過關聯要素逐一排查，查明導致成果不合理的基礎原因或影響因素。針對查明的原因或影響因素提出合理的解決辦法。采納解決辦法或方案后，再分析成果的合理性、可靠性。

3）理論分析。資料成果質量定級時，必須審查從原始資料到整編成果的理論分析和解決辦法，有充分的理論依據。

4）評定總結。確定水文資料質量級別，用整編發現的問題，找出差距和薄弱環節，切實真正地改進測驗工作，提升成果質量，才是糾錯的目的。

［1］水利電力部水利司主編.水文測驗手冊［R］.1975.

［2］水利電力部水利司主編.水文測驗手冊［R］.1980.

［3］中華人民共和國水利部.水文資料整編規范［S］.2000.

［4］吉林省水文水資源局.吉林省水文資料整編規范質量評定細則［R］.2003.

［5］河海大學.水文勘測與整編［M］.1988.

［6］河海大學.陸地水文學［M］.1988.

［7］河海大學.徑流形成原理［M］.1988.