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注的問題，同時也給水位流量關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，測流設施甚至無法正常進行流量測驗，還有些水文站甚至出現斷流，流量根本無法進行施測，無法定線，針對這些現象，根據多年水文測驗工作經驗，結合實際情況，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節，一般情況下，在測站控制良好、水位流量關系穩定的站，其水位流量關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定，因此，導致水位流量關系點出現散亂現象，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系單一曲線圖。

圖1 槐站水文站水位流量關系曲線圖

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系曲線的重要依據，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為76.50 cm時，按水位觀測規范要求，水尺讀數應記為76 cm;當基本水尺讀數為75.50 cm時，按水位觀測規范要求，水尺讀數應記為75 cm。而實際工作中，僅憑視覺觀察，水尺讀數的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出現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常出現并且會影響枯水期的水位流量關系曲線定線問題，應該引起重視。

表1 水位觀測讀數誤差統計表（單位:cm）

枯水期，水面一般較為平靜，幾乎沒有波浪，讀準水尺讀數相對較為容易。測站控制穩定期測流時，盡量選擇出現整厘米讀數時進行測流，即需要測水尺讀數為16 cm時的流量，理想狀態是水尺讀數恰好為16 cm，這樣測出的流量才是16 cm對應的流量。實際工作中，一般這種時機出現不多，但可以盡量選擇接近水尺讀數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系曲線低水流量發現，低、枯水位級水位觀測值的進舍，直接影響了水位流量關系曲線標準差的百分比。為了及時發現因水位取舍帶來的誤差，在低、枯水位級，水位流量關系為臨時曲線時段內，按照“四隨”制度，把所測水位、流量及時點繪在相應的關系曲線圖紙上，通過水位流量關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，假設水深為14.60 cm，按水文測驗規范要求，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，假設水深讀數為7.40 cm，按水文測驗規范要求，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。枯水期，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象，因此，要在枯水期水位流量關系穩定的情況下測流時，應盡可能選擇水尺讀數是整厘米數時，這樣才具有代表性，假如不能選擇在整厘米數時，要盡量選擇離整厘米數最近的時間測流，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范要求進行，測流斷面需要清理時，嚴格按斷面清理的相關要求進行清理，規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，根據水文測驗規范規定，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，水面流速系數一般都是采用經驗值，很少有測站試驗分析出低水水面流速系數，采用經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應能完整控制斷面水深沿河寬分布變化的轉折點，測速垂線應能控制水深和流速分布變化的轉折點，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 實測流量與關系曲線偏離差值表（單位：%）

4 結語

流量測驗是水文資料整編的基礎工作，流量測驗的精度直接關系到水文資料整編的質量。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，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、為水資源開發管理利用發揮重要作用。

（責任編輯：劉長垠 韋詩佳）

TV 123

B

1673-8853（2016）11-0023-02

2016-09-24