浅析水文测验勘测过程中现代化技术应用

2016-03-21张超张锁柱

地球 2016年6期

关键词：水文测验水位计测站

■张超张锁柱

（华北有色工程勘察院有限公司河北石家庄050021）

浅析水文测验勘测过程中现代化技术应用

■张超张锁柱

（华北有色工程勘察院有限公司河北石家庄050021）

近年来水文地质勘测受到很多学者的关注。本文简述水文测验现代化现状，指出不同测验方式在实际工作中遇到的问题，并提出相应解决措施，以期为相关工作提供借鉴。

水文测验现代化技术分析

0 前言

当前，水文工作有良好的发展形势，国家对水文工作越来越重视，水文工作的社会影响越来越广泛。随着社会经济快速发展，治水思路进一步完善，科学技术、水文现代化迅速发展，许多新设备、新技术在水文工作中得到了普遍应用，应积极探索水文测验现代化实施技术，加快实现水文现代化的步伐。

1 水文测验现状

新技术、新设备在水文测验中的应用，大大减轻了水文职工的劳动强度，解放了基层水文站的人力，使水文工作逐步向程序化、自动化方向发展。水位、降水量大部分测站均实现自动测报，流量测验部分站点实现了实时在线，蒸发自动测报在试验摸索阶段，测站测量在新建中小河流水文站中逐步使用。水文现代化建设虽然取得了积极成果，但还不能适应经济社会快速发展和新时期水文工作的要求，特别是水文测验工作，仍然存在诸多问题，成为影响水文资料可靠性和制约水文现代化发展的重要因素。针对水文现代化条件下测验工作所遇到的问题及解决方法进行探讨，逐步实现水文测验现代化，多方面服务于国民经济建设[1]。

2 不同测验方式遇到的问题

2.1 水位测验

水位测验现代化步伐较快，并且技术、规程、规范也较为完善，但在实际工作中有一些因素制约水位观测精度。浮子式水位计是精度较高、应用最广泛的一种，但在高水时随着水位涨落，平衡锤触底失重、钢丝绳打滑的现象易造成水位记录失真；同时也会有水位计齿轮磨损、传动不灵敏、短期不容易发现等问题。其它形式水位计也同样存在仪器适应条件、制造工艺、水位变幅、外部环境等影响水位的观测精度的情况，如压力式水位计感压面易受泥沙淤积等影响、超声波水位计易受泥沙、漂浮物等外部环境影响。

2.2 流量测验

目前大部分水文站特别是山区站，流量测验仍采用水文缆道、测船流速仪测流，不仅需要人员多、耗时长、工作量大、安全性差，而且流量精度受测次影响较大，不能实现流量实时报汛。虽然许多在线测流产品在水文站实际工作中已有使用，如声学多普勒流速仪、超声波测流仪等，但多适用于水流平稳的河道站或渠道、堰闸站、大江大河，这类产品不能适用于陡涨陡落、断面变化冲淤变化大、漂浮物多的山区水文站测流，但恰恰山区水文站才是现代化条件下更需解放人力的地方，实现山区水文测站的流量实时在线，是水文现代化发展的一个难题，流量实时在线成为山区水文站全面实现水文现代化的“瓶颈”。

2.3 降水量测验

遥测雨量站点均采用自记雨量计，自记雨量计为技术成熟产品，经过日常维护、比测校核，精度均能满足日常降水量测验要求，但在安装时或在特殊气候、特殊地理位置，还存在影响降水量精度的因素。安装时为了避免周围障碍物的影响及考虑设施设备的安全因素，大多采用杆式安装雨量计。因高出地面，改变了雨量器安装在地面时的空气动力条件，可能使年降水量偏小很多，降雪量偏小更多。在新疆北部、天山北坡的山区，每年12月—次年2月气温较低，常常容易结冰，特别是背阴山坡，结冰后长期难以融化，当使用翻斗式雨量计时，翻斗内结冰后，就会造成融化的雨雪水量偏大或偏小的情况，并且这部分误差不易定量。

2.4 蒸发测验

水面蒸发自动站也有投入使用，蒸发量传感器多采用浮子式水位计或超声波水位计感应水面的变化并换算而得，但记录精度直接受到蒸发量传感器和雨量传感器制造工艺、安装等影响，冰期水面蒸发量观测精度较差，特别是在暴雨期间，排水量较大，排水时间较长时，水面蒸发量记录误差较大。

2.5 测站测量

近年来，随着水文现代化不断建设和完善，全站仪、电子水准仪、GPS、RTK等新型测绘仪器也逐渐成为水文测量的常见设备。现代测绘仪器的精度标准均能满足水文测站的普通大断面测量、测站地形测量等。但是水文测站的基本测量工作由于受到测量技术标准、规范的限制，大部分水文站还一直使用光学水准仪和光学经纬仪，使现代测绘仪器在基层水文测站无用武之地或移做他用，没有发挥现代化条件下先进测绘仪器为水文测站测量工作带来的便利。

3 解决方法

3.1 技术改进

对于新技术、新仪器在测验过程中出现的问题，进行总结分析，为厂家或代理商提出解决建议，在新技术、新仪器研制、生产时能得到改进，如流量自动测验仪器和自动蒸发仪器实际应用过程中，存在适用条件、技术弊端等，结合实际提出相关建议和解决方法。

3.2 比测分析

对于新投入的仪器设备，应对测验方式的改变进行比测分析，确定观测误差，符合规范规定的允许误差范围内方可正式投入使用。对于规范没有明确规定可使用的新仪器、新技术，与规范规定仪器、技术大量比测，误差较小，形成有力的技术成果，可争取规范修编时对该新仪器、新技术的支持，如杆式自动雨量计可分析与地面雨量器的误差，误差太大不能满足规范要求的站点应迁至能满足允许误差的位置。

3.3 巡查和定期维护

对于无人驻守的遥测站点实行全面巡查和定期维护，如雨量传感器的承雨器定期检查器口直径、清理灰尘、蛛缦、翻斗清理、注水联调、计算误差；浮子式水位计检查水位轮固轴螺丝是否紧固，高水、低枯水时平衡锤或浮子是否触底；气泡式水位计气管是否漏气、气瓶气压是否过低等。

3.4 仪器设备规范保养

检定ADCP、全站仪、电子水准仪和GPS等电子仪器日常在站保存时，要定期检查校测，长期不用要按说明书要求定期给电池充电。为了保障电子仪器的正常使用，保证精度，在规定时间内应送到相关仪器检定部门送检，并做好检定记录。