水文测验技术创新满足水文分析计算需求研究

2015-03-12刘宏伟

科学中国人 2015年26期

关键词：泥沙水文测验

刘宏伟

吉林省水文水资源局吉林分局

水文测验技术创新满足水文分析计算需求研究

刘宏伟

吉林省水文水资源局吉林分局

社会经济环境改变对水文分析计算需求提出了新的要求，传统水文测验技术已经不能满足新时期水文分析与计算的实际需求，要提高水文分析计算的准确性，必须不断改变和提高水文分析计算需求。只有不断改进与创新，才能使水文分析与计算方法更加适应水文测验的需求。本文主要以长江流域的典型水文站为例，对长江流域洪峰期、年径流量以及枯水期进行分析，参考水文具体分布特征，提出创新性技术的有效的措施。

水文测验技术；水文分析计算；措施

前言

随着社会经济的发展与进步，社会经济环境不断发生变化，在资源、生态环境以及各方面的综合要求下，为防止水旱灾害，与水利资源保护与开发利用相关的工程或非工程措施越来越频繁的出现，为这些工程或措施的设计规划提供科学、准确的水文数据十分有必要，这也是水文分析计算的重要目的之一。水文分析计算主要对水文变量进行分析和计算，描述水文变量的准确概率，对水文变化情况进行准确预估，可以为设计规划与决策提供准确可靠的理论依据。水文测验技术能够为工程规划设计和水资源管理提供准确的参考，进而适应新时期水文测验与计算的需求。因此，现代社会经济环境与生态环境变化中，必须提高水文分析与测验质量，只有这样才能有效降低水旱灾害造成的经济损失，促进社会经济的进一步发展。

一、水文测验与计算的误差分析和评定指标

（一）洪峰、枯水期的误差分析

水文流量测验误差一般可以分为四类，即随机误差、伪误差、已定位系统误差以及位置系统误差。在水文测验与计算中，必须剔除伪误差的测验结果，修改已定系统误差，通过置信水平最低95%的系统不确定度描述未定系统的误差。在水文测验过程中，一般以年最大和最小流量法作为设计洪峰与枯水流量的样本数据，而年最大洪峰与最枯流量可以作为观测值，按照流量测验误差进行分析，可以提高水文测验值的准确性。根据误差传递数学推导方法，在水文测验中采用计算机随机模拟的方法，随着统计时长延长，随机误差抵偿性的特征，分时段测量过程中水流量计算的相对误差会逐渐减少。

（二）误差评定标准

现阶段，大部分水利工程水文测量工作中都采用置信概率法对误差值出现的可能性与大小进行预测，只有这样才能准确描述出未超过上届值可能性大小的误差，而在评估过程中，必须包含误差值上届值和未超过上届值的置信率，在测定误差评定过程中，应该结合国际惯例，按照相关的置信水平对随机误差进行准确的描述。线性矩法作为水文测量常用方法之一，通过蒙特卡罗模拟分析误差法进行计算，可以充分展现测量方法灵敏度高的重要作用。因此，在水文测验技术创新过程中，必须对线性矩法定线的水文测验方法进行优化和创新，只有这样才能提高水文测量数据的准确性和有效性，为水文计算分许需求提供准确的理论依据和参考。

二、水文测验技术创新满足水文分析计算需求的措施

（一）优化水文测验方法

一般的水文测验项目中，对于一些比较容易测量的降水量测量数据、蒸发量测量数据和水位测量数据可以采用自行测量的方法，所以，流量测验和泥沙测验是就优化水文测验方法的关键。针对流量测验，在测次布置中，必须严格按照技术规范，使用专业的设备和测量方法，根据以往的测量经验，探索出可供参考的理论依据和科学规律，为制定水文测量目标提供准确的参考，为水文测量的准确性提供充分的保障。根据水文测量出现的问题，找出相应的解决措施进行修改和改进，在测验过程中依照实际的需要进行测次的增加、减少，在增加、减少，并采用相应的措施，只有这样才能保证水文测量数据的准确性。如果水文测验中流量测验比较复杂，在测量过程中，就应该查阅并参考专业资料，及时调整测验方式，只有这样才能保证方式方法更适应实际的测验环境。现阶段水文测量过程中一般采用水位法和单一线法，在保证水文测验工作具有明确目标的前提下，必须保证测验方法的有效性，因此，在规定的时间内，必须保证水文测验工作效率，保证目标能够在规定时间内完成。

对于泥沙测验，在现代水文测验工作中，提高测量数据准确性的关键在于泥沙测量的工作方法和工作方式，因此，在泥沙测验中，必须结合实际情况对工作方式和工作方法进行不断优化。泥沙测验在整个测验工作中的劳动强度最大，需要投入的成本也相对较多，工作难度也相对较大，因此，在泥沙测验工作中，必须及时引入新技术，创新工作方法和工作方式。悬移质泥沙测验作为泥沙测验的主要内容，主要由两个部分构成，即颗分和输沙率。测验输沙率的方式同测流量的方式相同，都是采用了科学优化的方式，测次布置。输沙率测量工作的重点为降低劳动强度，颗分测验必须与输沙率测量工作同步进行，由于颗分测验的数据相对较少，所以，必须合理选择测量样本和数据。

（二）改变测验工作模式

现代测验工作的主要模式是驻站式水文测验方式，但是，这种测量方式存在很多局限性，例如，人力物力的浪费，员工创新思想呆滞，这些不良因素的存在对水文测量工作方式和工作方法的改进形成了极为不利的影响作用。从现阶段的发展状态对水文测量方法和计算方法进行分析，也是未来水文测验发展的必然趋势。通过对水文测验实际工作的内容以及特点的分析，将测验站点进行有机结合，可以真正实现测验方式的创新。除此之外，必须不断优化测验手段，只有这样才能提高水文测验的实际能力，随着科学技术和数字化技术的发展和不断的进步，可以实现测验技术的有效优化和创新。