水文比測工作過程控制、成果報告編制方法及問題對策

隋顏篷 武惠娟 丁照平

（1.山東水之源水利規劃設計有限公司 濟南 250014 2.日照市日照水庫管理中心日照 276800）

1 項目背景

根據《水利部印發關于深化水文監測改革指導意見的通知》（水利部水文〔2016〕275 號）的通知，要求深入貫徹我國新時期的水利工作方針，全面落實中央關于深化水利改革的決策部署，實施“大水文”發展戰略，加快推進水文事業發展。對水文監測改革指明了發展方向，指出現有水文監測的不足。要求立足水文改革以適應新時期社會發展服務要求，以科技創新和新技術應用為手段，以體制機制創新為動力，全面提升水文監測能力和服務水平，建成項目齊全、功能完備的水文監測站網體系，先進適用的水文監測自動化系統，集約高效的水文監測運行管理體系，實現水文監測現代化。

隨著水資源用水總量控制，用水效率控制和水功能區限制納污“三條紅線”的實施以及水生態環境的建設需要，各項水文監測工作將不斷加強，水文工作現狀遠遠不能滿足經濟發展、防汛抗旱、水資源用水總量控制和環境保護等工作的需要。為推廣應用先進的水文監測儀器設施，提高水文監測水平，應積極組織開展水文監測儀器設備比測工作，主要就是集中現有的人力資源，通過培訓和再教育，在實踐中摸索并熟練掌握應用新儀器、新設備、新技術的使用方法進行水文測報工作，進一步提高業務技術水平，有利于水文測報工作更好地服務于經濟社會的發展。要實現水文監測現代化，廣泛運用新技術新設備，讓新技術新設備正常運行，扎實開展水文監測儀器設備比測工作。

2 水文比測的目的和內容

開展水文監測儀器設備比測工作主要為分析研究新儀器設備的適用性、先進性以及可靠性提供支持，分析新儀器在不同水文情勢下測量精度、穩定性，對新儀器參數進行率定，為新儀器設備使用于水文監測工作做好技術保障。

根據水文（位）站水文儀器設備的投入情況及使用新儀器的觀測項目，確定了各水文（位）站需要開展的水文比測項目，進行水文監測儀器設備比測分析。

水文站觀測項目主要包括水位、流量、泥沙、降水、蒸發、冰情、水質、墑情、水文調查等多項內容。由于水文比測時間需涵蓋汛期和非汛期，由于汛期周期較短，冰情、泥沙、水文調查等項目不便于比測；水質包含多項指標，開展比測的任務量較大，在短時間內無法完成；結合常見水文（位）站水文建設項目水文監測設備的投入情況，經篩選，本文針對水位、降水、流量、水文纜道、蒸發五項進行簡要分析。

3 過程控制

水文比測工作需按照規范要求對新儀器設備進行比測。水文比測在汛期、非汛期均應開展，嚴格控制比測過程，特別是做好比測任務重、比測難度大的地區的比測工作，及時解決水文比測過程中遇到的問題；同時控制水文比測工作進度，對水文比測的質量進行實時把控。

定期檢查并校核水文站現場數據和中心站數據的一致性，對現場數據進行觀測并對一般性故障進行處理；在汛期及時收集、整理水文比測數據，尤其是大洪水期間的比測資料，第一時間對比測成果進行相關分析。

4 技術要求

4.1 水位比測技術要求

根據《水文測驗實用手冊》（2013）及《水位觀測標準》（GB50138-2010）中的相關要求，對于新安裝的自記水位計或改變儀器類型時應進行比測，比測合格后，方可正式使用。主要比測內容為時鐘誤差、水位誤差。按照規范要求，應按照水位變幅分幾個測段進行比測，每段比測次數不少于30 次。不具備比測條件的無人值守站只進行校測。校測的次數同基本水文站要求，一般應取得不少于30 次的校測數據，且分布于高、中、低水位級。獨立的水位站應編制水位站考證簿。根據《中小河流水文監測系統測驗指導意見》，水位比測不少于 20 次，且在漲落段分布均勻。

自記（自動）水位與人工水位比測應符合以下要求：置信水平95%的綜合不確定度（為隨機不確定度和系統不確定度平方和開根）不應超過 3cm，系統誤差不應超過 1cm。自動水位站的時鐘誤差應符合石英鐘的時鐘誤差要求，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超過3cm；波浪問題突出的近海地區水位站，綜合不確定度可放寬至5cm。

系統不確定度按下式計算：

隨機不確定度按下式計算：

綜合不確定度按下式計算：

式中：Pyi—自動監測水位，m；Pi—人工校測水位，m；N—校測次數；X"y—系統不確定度；X′y 隨機不確定度；Xz—綜合不確定度。

4.2 流量比測技術要求

ADCP 測流：根據《聲學多普勒流速儀測流規范》（SL337-2006）中的相關要求，采用ADCP 測流的水文站應進行流量比測工作，流量比測的測次要求為每級水位不少于30 次，且在高、中、低水均有分布。

雷達測流：雷達測流目前無相關的規范性文件，但根據其他測流方法中的比測要求（主要為電波流速儀測流方法），應重點分析雷達測流同ADCP 或流速儀測流的水面流速系數的變化關系，因此應收集高、中、低水的測流數據，并相應進行分析，每個段次應不少于30 次測流數據，洪水期應當增加走航式ADCP 的測驗。

采用比降法進行測流：應同其他測流方法同步進行流量的測驗，用于推求糙率，要求測次不少于30 次，高、中、低水均要有分布。

比測率定從技術上要求：率定的隨機不確定度應不超過5%，系統誤差應控制在1%以內。做比測測流時，測流時機一般應選定在水勢相對穩定時期同步進行。

根據《SL195-2015 水文巡測規范》中相關規定，采用轉子式流速儀法作為比測的基準方法，流量相對偏差應在±5%內。

4.3 蒸發比測技術要求

自動蒸發儀器目前尚無明確的比測規范，結合降水及蒸發觀測規范的要求，比測工作從自動蒸發儀的工作原理、數據取得過程、計算方法及成果是否合理進行比測。比測資料不少于兩年。針對所有安裝了該型儀器的水文站均要進行比測。比測的內容包括配套蒸發儀器的精度及數據是否滿足要求，取得的中間數據是否滿足計算要求，蒸發數據成果是否存在系統誤差，不確定度是否滿足要求等。

5 降雨比測技術要求

降水量的時鐘誤差要求：日誤差不超過1min，月誤差不超過5min。雨量觀測誤差采用相對誤差來反映，不同的分辨率儀器誤差不一樣，在儀器的銘牌上或說明書上會有標注。

根據實測降水資料，對遙測雨量計觀測和人工觀測的降水量數據進行偏差對比，根據《降水量觀測規范》（SL21-2015），自記雨量計應能準確測記降水量過程，誤差要求為降水量小于等于12.5mm 時不超過±0.5mm，大于12.5mm 時不超過±4%。

6 水文纜道標定比測技術要求

根據《水文測驗實用手冊》（2013）規定，對于新建纜道應進行投入使用前的比測，主要比測內容包括起點距、水深率定與比測。比測總次數不少于30 點，且均勻分布于全斷面。投入使用后亦要進行此項工作，一般每年一到兩次。經比測，纜道各項測驗精度應符合下列要求：（1）起點距：垂線定位誤差不大于河寬的0.5%，絕對誤差不超過0.1m，累計誤差不大于水面寬的1%。（2）水深：兩次測得的水深差值不超過最小水深的5%。

7 編制成果報告過程中遇到的問題及對策

7.1 基礎資料收集不全

水文比測工作在汛期進行時，比測工作開展過程中可能會受到暴雨、臺風等不可抗力因素造成道路、橋梁等基礎設施的損壞；非汛期降雨量較少造成的河流來水量較少、水量不足甚至河流干枯；施工方安裝儀器過程中因其他因素造成的儀器無法正常使用等情況，因此造成基礎資料收集不全，無法達到比測規范要求。

7.2 對水文資料整理不清

比測工作開展前未制定統一標準，造成各類測站提交比測數據格式、校核儀器設備等的不統一，將會給后期比測報告的編制增加難度。

此外，新投入的儀器設備型號說明不清，進行降水、水位比測過程中往往忽略時鐘誤差也是編制成果報告中常遇到的問題，需要加以注意。

8 提高水文比測報告書質量的幾點建議

要注重基本情況的介紹。只有基本情況介紹清楚，才能有效地針對不同測站、不同型號的儀器設備進行合理的比測工作。除了要收集大量的資料外，還要對數據進行篩選，去偽存真，提煉有效數據。

要注重統一標準的制定。為了準確、及時、完整、經濟地觀測水文要素和整理水文資料并使得到的各項資料能在同一基礎上進行比較和分析，需要在比測工作開展前編制比測方案，制定出統一的技術標準下發至參與比測的各站，以便于按統一的技術標準在各類測站上進行水位、流量、降水量、蒸發量觀測，以獲得實測資料。

要注重把握工作進度。成立專題小組與各站水文比測工作小組進行交流，定期詢問水文比測工作進度及開展水文比測過程中遇到的問題；查看比測成果表填寫情況；督促相關人員按比測任務及時開展比測工作。

要注重細節問題。水文報告編制涉及大量的水文資料，要花費大量的心思和心血，要求報告編制人員有較好的文字功底和語言組織能力，在實際編制報告過程中一定要認真對待。要細心、不漏項、突出重點、分析到位；要圖文并茂、闡述清楚；基礎數據要避免前后論述不一致、圖表和文字表述不對應等問題的發生。

9 結語

通過與建設單位、報告編制人員的交流溝通及對水文比測成果報告的仔細研讀，以及了解評審會中專家關注的重點及發展趨勢，總結了水文比測工作過程、成果報告編制的部分經驗，對于進一步提高水文比測報告編制水平，為水利行政主管部門對工程項目的審批、驗收提供科學依據具有重要意義■