水文測試現代化現狀、問(wèn)題及解決措施論文
引言
當前，水文工作有良好的發(fā)展形勢，國家對水文工作越來(lái)越重視，水文工作的社會(huì )影響越來(lái)越廣泛。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟快速發(fā)展，治水思路進(jìn)一步完善，科學(xué)技術(shù)、水文現代化迅速發(fā)展，許多新設備、新技術(shù)在水文工作中得到了普遍應用，應積極探索水文測驗現代化實(shí)施技術(shù)，加快實(shí)現水文現代化的步伐。
1 水文測驗現狀
新技術(shù)、新設備在水文測驗中的應用，大大減輕了水文職工的勞動(dòng)強度，解放了基層水文站的人力，使水文工作逐步向程序化、自動(dòng)化方向發(fā)展。水位、降水量大部分測站均實(shí)現自動(dòng)測報，流量測驗部分站點(diǎn)實(shí)現了實(shí)時(shí)在線(xiàn)，蒸發(fā)自動(dòng)測報在試驗摸索階段，測站測量在新建中小河流水文站中逐步使用。
水文現代化建設雖然取得了積極成果，但還不能適應經(jīng)濟社會(huì )快速發(fā)展和新時(shí)期水文工作的要求，特別是水文測驗工作，仍然存在諸多問(wèn)題，成為影響水文資料可靠性和制約水文現代化發(fā)展的重要因素。針對水文現代化條件下測驗工作所遇到的問(wèn)題及解決方法進(jìn)行探討，逐步實(shí)現水文測驗現代化，多方面服務(wù)于國民經(jīng)濟建設[1].
2 不同測驗方式遇到的問(wèn)題
2.1 水位測驗
水位測驗現代化步伐較快，并且技術(shù)、規程、規范也較為完善，但在實(shí)際工作中有一些因素制約水位觀(guān)測精度。浮子式水位計是精度較高、應用最廣泛的一種，但在高水時(shí)隨著(zhù)水位漲落，平衡錘觸底失重、鋼絲繩打滑的現象易造成水位記錄失真；同時(shí)也會(huì )有水位計齒輪磨損、傳動(dòng)不靈敏、短期不容易發(fā)現等問(wèn)題。其它形式水位計也同樣存在儀器適應條件、制造工藝、水位變幅、外部環(huán)境等影響水位的觀(guān)測精度的情況，如壓力式水位計感壓面易受泥沙淤積等影響、超聲波水位計易受泥沙、漂浮物等外部環(huán)境影響。
2.2 流量測驗
目前大部分水文站特別是山區站，流量測驗仍采用水文纜道、測船流速儀測流，不僅需要人員多、耗時(shí)長(cháng)、工作量大、安全性差，而且流量精度受測次影響較大，不能實(shí)現流量實(shí)時(shí)報汛。雖然許多在線(xiàn)測流產(chǎn)品在水文站實(shí)際工作中已有使用，如聲學(xué)多普勒流速儀、超聲波測流儀等，但多適用于水流平穩的河道站或渠道、堰閘站、大江大河，這類(lèi)產(chǎn)品不能適用于陡漲陡落、斷面變化沖淤變化大、漂浮物多的山區水文站測流，但恰恰山區水文站才是現代化條件下更需解放人力的地方，實(shí)現山區水文測站的流量實(shí)時(shí)在線(xiàn)，是水文現代化發(fā)展的一個(gè)難題，流量實(shí)時(shí)在線(xiàn)成為山區水文站全面實(shí)現水文現代化的“瓶頸”.
2.3 降水量測驗
遙測雨量站點(diǎn)均采用自記雨量計，自記雨量計為技術(shù)成熟產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)日常維護、比測校核，精度均能滿(mǎn)足日常降水量測驗要求，但在安裝時(shí)或在特殊氣候、特殊地理位置，還存在影響降水量精度的因素。安裝時(shí)為了避免周?chē)系K物的影響及考慮設施設備的安全因素，大多采用桿式安裝雨量計。因高出地面，改變了雨量器安裝在地面時(shí)的空氣動(dòng)力條件，可能使年降水量偏小很多，降雪量偏小更多。在新疆北部、天山北坡的山區，每年12月-次年2月氣溫較低，常常容易結冰，特別是背陰山坡，結冰后長(cháng)期難以融化，當使用翻斗式雨量計時(shí)，翻斗內結冰后，就會(huì )造成融化的雨雪水量偏大或偏小的情況，并且這部分誤差不易定量。
2.4 蒸發(fā)測驗
水面蒸發(fā)自動(dòng)站也有投入使用，蒸發(fā)量傳感器多采用浮子式水位計或超聲波水位計感應水面的變化并換算而得，但記錄精度直接受到蒸發(fā)量傳感器和雨量傳感器制造工藝、安裝等影響，冰期水面蒸發(fā)量觀(guān)測精度較差，特別是在暴雨期間，排水量較大，排水時(shí)間較長(cháng)時(shí)，水面蒸發(fā)量記錄誤差較大。
2.5 測站測量
近年來(lái)，隨著(zhù)水文現代化不斷建設和完善，全站儀、電子水準儀、GPS、RTK等新型測繪儀器也逐漸成為水文測量的常見(jiàn)設備�，F代測繪儀器的精度標準均能滿(mǎn)足水文測站的普通大斷面測量、測站地形測量等。但是水文測站的基本測量工作由于受到測量技術(shù)標準、規范的限制，大部分水文站還一直使用光學(xué)水準儀和光學(xué)經(jīng)緯儀，使現代測繪儀器在基層水文測站無(wú)用武之地或移做他用，沒(méi)有發(fā)揮現代化條件下先進(jìn)測繪儀器為水文測站測量工作帶來(lái)的便利。
3 解決方法
3.1 技術(shù)改進(jìn)
對于新技術(shù)、新儀器在測驗過(guò)程中出現的問(wèn)題，進(jìn)行總結分析，為廠(chǎng)家或代理商提出解決建議，在新技術(shù)、新儀器研制、生產(chǎn)時(shí)能得到改進(jìn)，如流量自動(dòng)測驗儀器和自動(dòng)蒸發(fā)儀器實(shí)際應用過(guò)程中，存在適用條件、技術(shù)弊端等，結合實(shí)際提出相關(guān)建議和解決方法。
3.2 比測分析
對于新投入的儀器設備，應對測驗方式的改變進(jìn)行比測分析，確定觀(guān)測誤差，符合規范規定的允許誤差范圍內方可正式投入使用。對于規范沒(méi)有明確規定可使用的新儀器、新技術(shù)，與規范規定儀器、技術(shù)大量比測，誤差較小，形成有力的技術(shù)成果，可爭取規范修編時(shí)對該新儀器、新技術(shù)的支持，如桿式自動(dòng)雨量計可分析與地面雨量器的誤差，誤差太大不能滿(mǎn)足規范要求的站點(diǎn)應遷至能滿(mǎn)足允許誤差的位置。
3.3 巡查和定期維護
對于無(wú)人駐守的遙測站點(diǎn)實(shí)行全面巡查和定期維護，如雨量傳感器的承雨器定期檢查器口直徑、清理灰塵、蛛縵、翻斗清理、注水聯(lián)調、計算誤差；浮子式水位計檢查水位輪固軸螺絲是否緊固，高水、低枯水時(shí)平衡錘或浮子是否觸底；氣泡式水位計氣管是否漏氣、氣瓶氣壓是否過(guò)低等。
3.4 儀器設備規范保養 檢定
ADCP、全站儀、電子水準儀和GPS等電子儀器日常在站保存時(shí)，要定期檢查校測，長(cháng)期不用要按說(shuō)明書(shū)要求定期給電池充電。為了保障電子儀器的正常使用，保證精度，在規定時(shí)間內應送到相關(guān)儀器檢定部門(mén)送檢，并做好檢定記錄。
3.5 數據對照分析
日常對遙測站點(diǎn)監視不僅要監視通訊是否正常，還要對數據作短期和長(cháng)期的對比分析。做好鄰近站點(diǎn)對照，對易結冰的站點(diǎn)遙測數據與人工觀(guān)測數據進(jìn)行對比分析誤差，并用人工數據作改正。水位數據可按照3 d~5 d數據對照檢查，根據測站水位變化特性檢查水位數據變化是否正常，如遇到水位連續幾天變幅很小，不符合水位變化特性時(shí)，可能是水位計齒輪磨損或懸索被卡阻，應通過(guò)人工水位進(jìn)一步核實(shí)。
4 結語(yǔ)
測站水文測驗現代化實(shí)施過(guò)程中，要充分結合測站特性，選擇符合本站條件的合格儀器設備，經(jīng)比測符合規范要求投入到水文測站工作，對站點(diǎn)儀器、設施設備實(shí)行全面巡查和定期維護、保養，做好遙測數據的對比分析，通過(guò)水文科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，逐步實(shí)現水文測驗現代化。
參考文獻：
[1] 林祚頂，朱春龍，余達征，等。水文現代化與水文新技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2008.
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