水文比测工作过程控制、成果报告编制方法及问题对策

隋颜篷 武惠娟 丁照平

（1.山东水之源水利规划设计有限公司 济南 250014 2.日照市日照水库管理中心日照 276800）

1 项目背景

根据《水利部印发关于深化水文监测改革指导意见的通知》（水利部水文〔2016〕275 号）的通知，要求深入贯彻我国新时期的水利工作方针，全面落实中央关于深化水利改革的决策部署，实施“大水文”发展战略，加快推进水文事业发展。对水文监测改革指明了发展方向，指出现有水文监测的不足。要求立足水文改革以适应新时期社会发展服务要求，以科技创新和新技术应用为手段，以体制机制创新为动力，全面提升水文监测能力和服务水平，建成项目齐全、功能完备的水文监测站网体系，先进适用的水文监测自动化系统，集约高效的水文监测运行管理体系，实现水文监测现代化。

随着水资源用水总量控制，用水效率控制和水功能区限制纳污“三条红线”的实施以及水生态环境的建设需要，各项水文监测工作将不断加强，水文工作现状远远不能满足经济发展、防汛抗旱、水资源用水总量控制和环境保护等工作的需要。为推广应用先进的水文监测仪器设施，提高水文监测水平，应积极组织开展水文监测仪器设备比测工作，主要就是集中现有的人力资源，通过培训和再教育，在实践中摸索并熟练掌握应用新仪器、新设备、新技术的使用方法进行水文测报工作，进一步提高业务技术水平，有利于水文测报工作更好地服务于经济社会的发展。要实现水文监测现代化，广泛运用新技术新设备，让新技术新设备正常运行，扎实开展水文监测仪器设备比测工作。

2 水文比测的目的和内容

开展水文监测仪器设备比测工作主要为分析研究新仪器设备的适用性、先进性以及可靠性提供支持，分析新仪器在不同水文情势下测量精度、稳定性，对新仪器参数进行率定，为新仪器设备使用于水文监测工作做好技术保障。

根据水文（位）站水文仪器设备的投入情况及使用新仪器的观测项目，确定了各水文（位）站需要开展的水文比测项目，进行水文监测仪器设备比测分析。

水文站观测项目主要包括水位、流量、泥沙、降水、蒸发、冰情、水质、墒情、水文调查等多项内容。由于水文比测时间需涵盖汛期和非汛期，由于汛期周期较短，冰情、泥沙、水文调查等项目不便于比测；水质包含多项指标，开展比测的任务量较大，在短时间内无法完成；结合常见水文（位）站水文建设项目水文监测设备的投入情况，经筛选，本文针对水位、降水、流量、水文缆道、蒸发五项进行简要分析。

3 过程控制

水文比测工作需按照规范要求对新仪器设备进行比测。水文比测在汛期、非汛期均应开展，严格控制比测过程，特别是做好比测任务重、比测难度大的地区的比测工作，及时解决水文比测过程中遇到的问题；同时控制水文比测工作进度，对水文比测的质量进行实时把控。

定期检查并校核水文站现场数据和中心站数据的一致性，对现场数据进行观测并对一般性故障进行处理；在汛期及时收集、整理水文比测数据，尤其是大洪水期间的比测资料，第一时间对比测成果进行相关分析。

4 技术要求

4.1 水位比测技术要求

根据《水文测验实用手册》（2013）及《水位观测标准》（GB50138-2010）中的相关要求，对于新安装的自记水位计或改变仪器类型时应进行比测，比测合格后，方可正式使用。主要比测内容为时钟误差、水位误差。按照规范要求，应按照水位变幅分几个测段进行比测，每段比测次数不少于30 次。不具备比测条件的无人值守站只进行校测。校测的次数同基本水文站要求，一般应取得不少于30 次的校测数据，且分布于高、中、低水位级。独立的水位站应编制水位站考证簿。根据《中小河流水文监测系统测验指导意见》，水位比测不少于 20 次，且在涨落段分布均匀。

自记（自动）水位与人工水位比测应符合以下要求：置信水平95%的综合不确定度（为随机不确定度和系统不确定度平方和开根）不应超过 3cm，系统误差不应超过 1cm。自动水位站的时钟误差应符合石英钟的时钟误差要求，日最大误差在±0.5min，月最大误差±4min，年最大误差±15min。

置信水平95%的综合不确定度不应超过3cm；波浪问题突出的近海地区水位站，综合不确定度可放宽至5cm。

系统不确定度按下式计算：

随机不确定度按下式计算：

综合不确定度按下式计算：

式中：Pyi—自动监测水位，m；Pi—人工校测水位，m；N—校测次数；X"y—系统不确定度；X′y 随机不确定度；Xz—综合不确定度。

4.2 流量比测技术要求

ADCP 测流：根据《声学多普勒流速仪测流规范》（SL337-2006）中的相关要求，采用ADCP 测流的水文站应进行流量比测工作，流量比测的测次要求为每级水位不少于30 次，且在高、中、低水均有分布。

雷达测流：雷达测流目前无相关的规范性文件，但根据其他测流方法中的比测要求（主要为电波流速仪测流方法），应重点分析雷达测流同ADCP 或流速仪测流的水面流速系数的变化关系，因此应收集高、中、低水的测流数据，并相应进行分析，每个段次应不少于30 次测流数据，洪水期应当增加走航式ADCP 的测验。

采用比降法进行测流：应同其他测流方法同步进行流量的测验，用于推求糙率，要求测次不少于30 次，高、中、低水均要有分布。

比测率定从技术上要求：率定的随机不确定度应不超过5%，系统误差应控制在1%以内。做比测测流时，测流时机一般应选定在水势相对稳定时期同步进行。

根据《SL195-2015 水文巡测规范》中相关规定，采用转子式流速仪法作为比测的基准方法，流量相对偏差应在±5%内。

4.3 蒸发比测技术要求

自动蒸发仪器目前尚无明确的比测规范，结合降水及蒸发观测规范的要求，比测工作从自动蒸发仪的工作原理、数据取得过程、计算方法及成果是否合理进行比测。比测资料不少于两年。针对所有安装了该型仪器的水文站均要进行比测。比测的内容包括配套蒸发仪器的精度及数据是否满足要求，取得的中间数据是否满足计算要求，蒸发数据成果是否存在系统误差，不确定度是否满足要求等。

5 降雨比测技术要求

降水量的时钟误差要求：日误差不超过1min，月误差不超过5min。雨量观测误差采用相对误差来反映，不同的分辨率仪器误差不一样，在仪器的铭牌上或说明书上会有标注。

根据实测降水资料，对遥测雨量计观测和人工观测的降水量数据进行偏差对比，根据《降水量观测规范》（SL21-2015），自记雨量计应能准确测记降水量过程，误差要求为降水量小于等于12.5mm 时不超过±0.5mm，大于12.5mm 时不超过±4%。

6 水文缆道标定比测技术要求

根据《水文测验实用手册》（2013）规定，对于新建缆道应进行投入使用前的比测，主要比测内容包括起点距、水深率定与比测。比测总次数不少于30 点，且均匀分布于全断面。投入使用后亦要进行此项工作，一般每年一到两次。经比测，缆道各项测验精度应符合下列要求：（1）起点距：垂线定位误差不大于河宽的0.5%，绝对误差不超过0.1m，累计误差不大于水面宽的1%。（2）水深：两次测得的水深差值不超过最小水深的5%。

7 编制成果报告过程中遇到的问题及对策

7.1 基础资料收集不全

水文比测工作在汛期进行时，比测工作开展过程中可能会受到暴雨、台风等不可抗力因素造成道路、桥梁等基础设施的损坏；非汛期降雨量较少造成的河流来水量较少、水量不足甚至河流干枯；施工方安装仪器过程中因其他因素造成的仪器无法正常使用等情况，因此造成基础资料收集不全，无法达到比测规范要求。

7.2 对水文资料整理不清

比测工作开展前未制定统一标准，造成各类测站提交比测数据格式、校核仪器设备等的不统一，将会给后期比测报告的编制增加难度。

此外，新投入的仪器设备型号说明不清，进行降水、水位比测过程中往往忽略时钟误差也是编制成果报告中常遇到的问题，需要加以注意。

8 提高水文比测报告书质量的几点建议

要注重基本情况的介绍。只有基本情况介绍清楚，才能有效地针对不同测站、不同型号的仪器设备进行合理的比测工作。除了要收集大量的资料外，还要对数据进行筛选，去伪存真，提炼有效数据。

要注重统一标准的制定。为了准确、及时、完整、经济地观测水文要素和整理水文资料并使得到的各项资料能在同一基础上进行比较和分析，需要在比测工作开展前编制比测方案，制定出统一的技术标准下发至参与比测的各站，以便于按统一的技术标准在各类测站上进行水位、流量、降水量、蒸发量观测，以获得实测资料。

要注重把握工作进度。成立专题小组与各站水文比测工作小组进行交流，定期询问水文比测工作进度及开展水文比测过程中遇到的问题；查看比测成果表填写情况；督促相关人员按比测任务及时开展比测工作。

要注重细节问题。水文报告编制涉及大量的水文资料，要花费大量的心思和心血，要求报告编制人员有较好的文字功底和语言组织能力，在实际编制报告过程中一定要认真对待。要细心、不漏项、突出重点、分析到位；要图文并茂、阐述清楚；基础数据要避免前后论述不一致、图表和文字表述不对应等问题的发生。

9 结语

通过与建设单位、报告编制人员的交流沟通及对水文比测成果报告的仔细研读，以及了解评审会中专家关注的重点及发展趋势，总结了水文比测工作过程、成果报告编制的部分经验，对于进一步提高水文比测报告编制水平，为水利行政主管部门对工程项目的审批、验收提供科学依据具有重要意义■