水文水資源測(cè)量不確定度問(wèn)題探討

【摘要】水文部門(mén)的主要工作在于水文資源的測(cè)量，其工作是為了達(dá)到對(duì)于水資源實(shí)施利用和保護(hù)的作用。伴隨著我國(guó)科技的進(jìn)步，在計(jì)算領(lǐng)域，國(guó)家的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)也在提高。而對(duì)于水資源的測(cè)量也具有相關(guān)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和新的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，這就需要水文相關(guān)測(cè)量部門(mén)要根據(jù)自己的實(shí)際情況與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比較，對(duì)于水文水資源的測(cè)量具有明確的了解。本文主要從水文水資源測(cè)量的不確定度來(lái)分析問(wèn)題，從而為其他的測(cè)量工作提供可指導(dǎo)性建議。

【關(guān)鍵詞】水文；測(cè)量；不確定度

一、水文水資源的測(cè)量分析

近年來(lái)，隨著我國(guó)環(huán)境的變化以及人口數(shù)量的增加，使得我國(guó)的水資源出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，從而一定程度上增加了相關(guān)部門(mén)對(duì)水文水資源不確定性的評(píng)估。水文水資源的測(cè)量分析主要針對(duì)水位、雨量以及水源質(zhì)量的測(cè)量，這部分的測(cè)量對(duì)于計(jì)量活動(dòng)具有明確的要求，而為了更好的利用和正確管理水文資源，就需要嚴(yán)格控制水文水資源測(cè)量的精確度以及單位的一致統(tǒng)一。但是在目前水源工程的測(cè)量過(guò)程中，由于外界因素以及測(cè)量過(guò)程出現(xiàn)的各種問(wèn)題，從而造成水資源單位的不一致性。這就需要水文部門(mén)要根據(jù)測(cè)量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，保證科學(xué)的參考標(biāo)準(zhǔn)，即不確定度。

二、水文水資源不確定度的分析

在計(jì)量單位方面，水資源的測(cè)量結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在測(cè)量的不確定度上。不確定度值的準(zhǔn)確與否與測(cè)量結(jié)果有很大的關(guān)系。測(cè)量的具體結(jié)果參數(shù)比較靈活，可以使用標(biāo)準(zhǔn)差或者倍數(shù)的關(guān)系都可以作為一定的參考，從而確定被測(cè)量值的準(zhǔn)確性。在表述測(cè)量結(jié)果的過(guò)程中，也需要對(duì)于不確定度進(jìn)行有效的描述。測(cè)量的不確定的構(gòu)成具有一定的復(fù)雜性，含有若干分量，部門(mén)分量能夠進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分布狀況估算，這些估算可以進(jìn)行測(cè)量并得出相應(yīng)的結(jié)果，通過(guò)實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表現(xiàn)，其最終測(cè)量所得的結(jié)果一般認(rèn)為是對(duì)被測(cè)量值進(jìn)行估算的最佳情況，其值意義非常重要。但是在實(shí)際的操作過(guò)程中，不確定度的分量大小具有分散性，造成不確定度的值具有不確定性，這就造成了其實(shí)際的測(cè)量結(jié)果是否正確。為了確定結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要在不確定度的前面添加一個(gè)特定的形容性名詞，對(duì)申明的指標(biāo)參數(shù)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明和表示。比如說(shuō)擴(kuò)展不確定度以及合成 不確定度，在一般情況下，我們所說(shuō)的一種不確定度，其測(cè)量目標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)差，該不確定度就應(yīng)該稱之為“標(biāo)準(zhǔn)不確定度”。

三、不確定度的誤差理論

1.誤差的定義

在測(cè)量的規(guī)定過(guò)程中，測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量值之間由于各種條件的影響，其產(chǎn)生的結(jié)果與實(shí)際值會(huì)存有一定的偏差。而在測(cè)量領(lǐng)域誤差就是絕對(duì)誤差。絕對(duì)誤差并非誤差的絕對(duì)值，它是誤差的模式。在測(cè)量自然界事物的量值時(shí)，我們首先需要明確被測(cè)量真值和測(cè)量不確定度。也就是說(shuō)，誤差的結(jié)果不是正值就是負(fù)值。從客觀角度上來(lái)分析，誤差的值無(wú)法精確的計(jì)算出來(lái)，只能產(chǎn)生一個(gè)約等值。在對(duì)于同一項(xiàng)測(cè)量進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，不管其條件以及測(cè)量程序和測(cè)量結(jié)果如何，其最終的誤差是不變的。然而，某些情況下，條件具有一定的重復(fù)性，如果在這樣的條件下進(jìn)行計(jì)算，則會(huì)發(fā)生結(jié)果出現(xiàn)差異，但是不確定度相同的狀況。因此，也就說(shuō)明了誤差和不確定度這二個(gè)概念是完全不同的，必須進(jìn)行區(qū)分，更要防止出現(xiàn)混淆或者誤用的情況。

2.誤差與不確定度的關(guān)系

在測(cè)量方面，不確定度產(chǎn)生的誤差與隨機(jī)誤差之間具有不同點(diǎn)。隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差在某些方面存在不確定性。測(cè)量水資源的設(shè)備有很多種，測(cè)量結(jié)果會(huì)在說(shuō)明文書(shū)上具有明確的說(shuō)明情況，這是要對(duì)于系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能產(chǎn)生的隨機(jī)影響。由于測(cè)量設(shè)備的不通過(guò)，其產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果也有所不同，但是不能將隨機(jī)出現(xiàn)的不確定度理解為系統(tǒng)的不確定度。但是也出現(xiàn)由于水文儀器的不確定性而產(chǎn)生的誤差，也會(huì)直接影響測(cè)量過(guò)程中的誤差值。比如說(shuō)廠家對(duì)于雨量杯以及水尺牌，生產(chǎn)部門(mén)給出的數(shù)據(jù)在測(cè)量過(guò)程中容易出現(xiàn)一定的誤差值，但是不會(huì)影響二者的實(shí)際值。產(chǎn)生的主要原因來(lái)源于對(duì)于水文儀器在批次生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)不同，所產(chǎn)生的數(shù)值也有所不同。

3.測(cè)量的結(jié)果

水文水資源是我們賴以生存的一種非常重要的自然物質(zhì)，我們現(xiàn)階段對(duì)它的認(rèn)識(shí)主要是通過(guò)測(cè)量的方法進(jìn)行確定。通過(guò)對(duì)水文水資源進(jìn)行測(cè)量工作，我們可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)水文現(xiàn)象的分布和儲(chǔ)存規(guī)律。但在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，水文水資源的測(cè)量往往會(huì)存在不確定度的問(wèn)題。不確定度中包含著影響水文水資源測(cè)量的諸多因素，如果在對(duì)水資源測(cè)量的過(guò)程中，沒(méi)有考慮到不確定度的問(wèn)題，這不僅會(huì)影響我們對(duì)水文現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí)，更會(huì)對(duì)相關(guān)的研究產(chǎn)生誤導(dǎo)作用。所以為了保證數(shù)據(jù)的完整性防止數(shù)據(jù)的誤差以及不確定度，我們對(duì)于不確定度的性質(zhì)進(jìn)行了區(qū)分，而不同的評(píng)定方法具有不同的結(jié)果。第一種方式主要通過(guò)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)進(jìn)行觀測(cè)和評(píng)定。第二種方式是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行相應(yīng)的估值評(píng)定。兩種方式產(chǎn)生的結(jié)果都是以概率為基礎(chǔ)，以標(biāo)準(zhǔn)差和方差為表征。

四、結(jié)語(yǔ)

測(cè)量不確定度就是我們?cè)趯?duì)事物進(jìn)行測(cè)量時(shí)，比如水文水資源，受一些雨量、泥沙、水位等外在客觀影響因素，受認(rèn)識(shí)水平和測(cè)量技術(shù)的多種因素限制，測(cè)量的結(jié)果肯定會(huì)存在不確定性。如何科學(xué)合理地看待不確定度的存在，并找出相應(yīng)的方法進(jìn)一步控制減少測(cè)量誤差，這不僅是所有測(cè)量工作中必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題，更是在水文水資源測(cè)量中亟需解決的一個(gè)重要問(wèn)題。不確定度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)以及水文水資源的測(cè)量方式有很多種，但是受到不同測(cè)量方法以及測(cè)量條件的限制，其產(chǎn)生的結(jié)果亦有所不同。而隨著評(píng)定內(nèi)容的不同，為了保證水文水資源數(shù)據(jù)的完整性，我們要積極采取有效的測(cè)量方式來(lái)減少測(cè)量誤差的產(chǎn)生，從而提高不確定度，以保證水資源測(cè)量工作的準(zhǔn)確性和有效性。

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