水文测验的误差类型及解决方法论文_刘晓宁

甘肃省兰州水文水资源勘测局 甘肃省兰州市 730030

摘要:水是人们生存的根本。在水资源管理工作中,水文测验在提升管理效果方面具有重要意义。在进行水文测验时,受测量水平影响,水文测验工作中难免会存在一些误差。为保证测验工作的准确性,需减少误差范围。

关键词:水文测验;误差类型;解决方法

引言

水文测验对于水文水资源管理有着非常重要的作用,只有通过水文测验获得科学可靠的基础数据,才更好地实现对水资源的有效管理和利用。基于此,分析了水文测验误差,并提出相应建议。

1水文测验中的误差类型

1.1自然性误差

1.1.1地理因素造成的误差

我国土地面积广阔,河流众多,水文测验过程中,由于检验分析所处的海拔高度、河流流域的大小、水流地下水位和地上水位的高度等多重条件的不同,造成水文测验的结果也不同。例如:黄河流域水文测验与长江流域水文测验的结果不同,而黄河源头青藏高平原处的水文测验与黄河中下游壶口瀑布处水文测验,按统一标准进行分析时,其测验结果也存在着不一致,就是水文测验误差受到地域环境影响的代表。

1.1.2气候因素造成的误差

气候误差也是水文测量中的一种误差。一方面,同一河流在夏季和冬季的测量结果会不同,这是测验结果季节性影响的反映。另一方面,气候的变化会影响到河流沉积物含量,也会造成测量结果的差异。例如,在春季和夏季,河流流量大,速度快,水文测试中沉积物的比例相对较大;在秋冬季,流速小,速度相对缓慢,水文沉积物比例相对较小,这个误差是水文气候错误的反映。

1.2人为造成的误差

1.2.1技术方面造成的误差

水文测试是人们探寻自然规律的途径之一,科学的水文测试能保障人与自然的和谐共处。随着科学技术的不断进步,水文测验技术也需要进步。由于不同的技术高度和不同的水文测试精度,导致流量、沉积物含量和冲击能力等在多次水文测试中的误差。例如,区域流量泥沙浓度分析与区域流量泥沙浓度分析,在人工和数字化程序之间存在误差。

1.2.2计算方面造成的误差

水文测验的工作比较复杂,对技术人员的技术素质要求很高。技术人员首先要对河流流动的基本规律进行勘察了解,结合多方面的因素进行计算,才能得到相对准确的结果,如果技术人员对检测区域的水文信息掌握不完整,则会导致计算时存在误差。另外,也会因为检测选择的计算方式不同,导致结果不一样。

2水文测验误差的解决方法

2.1自然问题对策

水文测试是协调发展和保护社会资源的一种实用形式。为了有效避免自然环境因素引起的检测误差,从业人员必须详细了解水文测试的内容,有效避免错误。例如,在检查和分析某区域的自然环境时,检查员分析了某区域的四季温度、降水、海拔和河流速度。最后,该地区的水文测试标准为1.9±0.33。在专业测验员的测验下,水文测试可以作为地理综合分析内容,进行测试的结果分析,可以获得自然资源测验结果,从而有效避免天然水体分析条件客观性的限制,这也是解决现代地理环境监测中水文测试自然误差的有效方法。

2.2人为问题对策

现如今,人们将环保放在首位,其次才考虑经济发展。人为环境的破坏对水文测试的结果也会产生误差。如果水污染是由人为排水和倾倒造成的,生活垃圾会堵塞河流,使河水流动不稳定。因此,水文测试值不准确,水量和形态的估算将非常困难。在这方面,水文学家要熟悉河流的流动规律,利用雨季和干旱季节的河流变化和河流流量变化的实测数据来估算水文价值;将最新科技成果应用于水文测试。作为合格的水文工作者,必须要对当前的高科技测量技术十分的熟悉,相关的多媒体技术与网络信息技术也要掌握,要能灵活的运用这些技术做好水文测验工作,保证水文工作高效率、高质量的完成,实现水文工作的革命性进展。

2.3其他对策

(1)要对进行测量的项目及内容保留足够多的时间,尽量采取多种不同的数值进行综合分析;(2)选择正确的测量数据计算方式,在测流断面上拟定测流垂线,其形式及位置的规划以断面的形态及流速的横向为标准;

(3)明确断面测量以及流量测量主要内容,首先断面测量的计算公式为:Q=Σqi(qi为各断面的流量),而断面的形式以大断面为主(见图1)。

图1中,水位高出历史洪水水位0.5~1.0m,需要在此进行测探垂线布置(见图2),进而测量各垂线深度Hi与相邻垂线之间的距离B。

图1水道断面 图2测探垂线布置

对于流量测量,主要包含以下几个数据要素:测量点流速、垂直平均速、过水断面面积,而流量的计算公式为:河道的流量Q=A×V(式中,A为过水断面面积;V为断面平均流速)。

2.4具体方法

2.4.1测船测流法误差防治措施

首先是加强对于所使用仪器设备的校调,避免由于设备因素而引起误差。其次,还需要加强对施测方法的控制,合理布置测速垂线上的测速点位置,避免因测速点位置布置不合理而引起的误差。断面的测深测速垂线应该尽量保持一致,并且将其位置固定,如果断面为冲淤断面,那么在测流过程中可以依据淤积的变化动态地对于岸边垂线的位置加以调整。如果需要在冲淤多变断面布设测深测速垂线,还可以在流速最大、水深最大及转折点处增加相应的辅助垂线。在断面进行测线的布设时,必须要依据实际的测流要求对于测线的条数以及每一条测线上测点的数量加以确定,以常测法和精测法为例,此外,合理地布置测线,保证测速垂线的数目和位置准确合理,以有效地避免在测流过程中出现误差。最后,还需要把握好测流的时机,应该尽量避开紊流,从而保证测流的精度。

2.4.2超声波法测流误差控制措施

要想有效地控制超声波法测流误差,首先必须要依据测流的具体要求选择合适精度等级的超声波流量计;对于精度要求较高的水文测验项目,可使用精度等级高的流量计,而对于精度要求较低的水文测验项目,则可以采用精度等级相对较低的流量计,从而减少因仪器选择不当而引起的误差。其次,还需要注重对流量计的维修和保养,必须要定期对于探头进行清理,以避免由于仪器损耗老化而引起的误差。最后,为避免瞬时流量波动大所导致的误差,需要注重对探头位置的调整,以提高信号的强度,确保信号强度稳定。如果流体本身的波动就较大,可以重新选择位置放置流量计,以减小误差。而为了避免温度对超声波法测流精度的影响,可以采用声速误差补偿的方式。当水温在0℃―50℃时,可以采用如式(1)所示的拟合公式对于声速进行拟合;当水温在50℃―100℃时,可以采用如式(2)所示的拟合公式对声速进行拟合,然后再将拟合得到的超声波速度用于计算之中,即可提高测流结果的准确度,减小误差。

C=-0.03956t2+4.671t+1407(1)

C=-0.01975t2+2.959t+1444(2)

结语

综上所述,水文测验对水资源的合理利用与长远建设有重要的意义,开展有效的水文测验工作对资源的合理使用及优化配置非常重要,同时误差在一定范围内是普遍存在的,应通过降低人为操作失误、选择正确的计算公式及测量方法,使测量误差降低到最低,进一步提升水文测量的准确度。

参考文献

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[4]李青山.浅谈控制流速仪测流法误差的方法[J].黑龙江科学,2016,7(08):52-53.

论文作者:刘晓宁

论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期

论文发表时间:2019/5/9

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