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中小河流枯水期流量测验精度探讨

2017-03-09李韶宗

黑龙江水利科技 2017年12期
关键词:水尺水流量读数

李韶宗

(广东省水文局江门水文测报中心,广东 江门 529000)

0 前 言

作为沙湖水文站水位流量相关内容进行整理的重要组成部分,测量流量并标定水线的工作准确程度,是非常重要的。水文线的规律是,一般在水流量稳定的时期,其表现出的相关曲线图是单一的一条直线,而当水量较大的时候,其表现出来是很多条变化较大的曲线。可是当外界环境因素对中小河流产生各种各样的影响时,就没有办法保证对其检测的准确度。所以便导致即使在同一地点,同一水位,进行多次测量,得到的结果相差甚远。针对这些问题,必须将时间和监测点进行合理的规划设计,分析各种因素的影响,才能得到准确的结果。

1 影响枯水期流量测验精度的因素

1.1 水位对流量测验精度的影响

在进行水文监测时,准确的监测结果,能够使人们更直接的了解实际的情况。而在绘制水文流量监测图表的时候,具体的实际检测结果,是重要的绘图依据。所以,水文流量的准确性是相关工作能够顺利开展的重要基础。与此同时,水文监测的准确程度,也受到水尺等工具刻度的准确程度所影响。如果在实际的水文监测过程中,水尺刻度存在0.5cm的误差,都会导致水文监测的数据结果有巨大的变化。

比如在实际的水文监测过程中,当观察的水尺刻度的读数为1.37m时,依照相关水文监测的规定,要摘取整数。所以在记录时,水尺的实际数据应该记录为1.4m。当观察的水尺刻度的读数为1.35m时,水尺的实际数据应该记录为1.4m。然而,在实际水文监测过程中,如果仅凭人的肉眼直觉去观察,根本无法分辨1.37m和1.35m的区别。所以相应的水文监测记录在不同的人员记录下,就会出现不同的结果。而观测人员如果将1.35m看成1.47m,便有可能将水文监测记录成1.5m。而将1.37m看成是1.34m,进而将水文监测记录成1.3m的事情也经常发生。这样便使实际的测量结果与实际的记录结果出现了0.02m的差异。虽然只有小小的0.02m,但是针对于中小河流的水文监测来讲,本来河面的流量变化就不大,在加上存在的误差,就导致水文监测的结果存在较大的错误。这样使原本大体上数值都相差不多的水流量,出现了0.02m的误差。由于这种现象在实际的水文监测活动中经常会发生,所以就导致了相关水文站在进行对中小河流枯水期流量制作曲线图表的时候,经常存在错误,严重影响了相关后续工作。

表1 沙湖水文站声学多普勒流流速仪流量测验记载表

表2 沙湖水文站声学多普勒流速仪流量测验记载表测验结果

表3 水位观测读数误差统计表

在中小河流的枯水时期,河流表面的水流速度较为缓慢,河面相对平静,没有波纹,使对其进行水文监测时,水尺的刻度读数比较容易辨识。在这种情况下,水文监测站在进行水文监测时,尽量要将水尺的读数在整数时进行测量记录。比如,水文站想要在水位高度为1m时,进行水文监测,那么就要在水尺的刻度数正好为1m时进行,不要在1.4m或1.6m时进行。否则,会对水文监测的实际结果造成一定的误差。然而在实际的工作中,水尺刻度正好为整数的几率并不大,为了方便水文监测工作能够继续进行,所以选择相近的,数值相差较小的刻度数进行测量,这样就能够将水文监测的准确性和代表性进一步提高。我国部分中小河流水文站,对最近一些年,我国部分中小河流水位流量关系曲线低水流量的实际测量研究中得知,在枯水期、低水期时,对河流水位的观察数值的保留取舍方式,对河流水位流量关系的曲线标准比率,带来了严重的影响。针对这种情况,必须要严肃对待,及时的发现问题。为了能够随时随地的将由于数值读取问题带来的错误,合理的解决,必须在枯水期、低水期,河流的水位流量状态为不固定曲线的时间段之内,依照相关的规章制度,在具体的状态曲线图表之中,将检测出的水流量、水位高度第一时间进行记录。然后,围绕所记录的水位高度、水流量状态的曲线图表,进行详细的整理统计,最终将准确的数值结果算出来。在其他相关因素都没有导致水文监测结果出现误差的环境下,必须对水文监测的相关测量数据进行再次检验,查看是否是由于读数的方法错误而造成的误差。确定后,尽快将数值进行重新读取、计算,进一步确保水流测量的准确度,进而将准确的数值应用在水文数据的图表绘制当中,最终将水文监测的准确程度最大限度的提升。在整理相关的检测数据时,相关工作人员并没有将全部的关注度都放在对水文监测的管理上,而是过度的重视相关资格证书的考核中。还有一些不是由于测验读数误差造成的、无法找到原因的误差,只能够将放弃调查的原因归纳到测验读数误差身上。

1.2 水深对流量测验精度的影响

相对于普通长方形的中小河流形状来讲,假定河水深度为1.37m,依照水文监测的相关规章制度,必须运用小数点后大于5要进一位,小于5要舍弃,如果是奇数,就进一位,如果是偶数,就舍弃的原则进行读数[1]。所以河水的深度应该为1.4m。这样的读数结果,会比实际的河水深度加深21.43%。进而,就会导致在利用这个数值对河流的流量进行监测时,河流的流量整体数值会偏大。如果运用这样的读数方式,对水文流量较小的河流进行监测,就会导致监测结果比实际要小。比如假定河流的深度为1.34m,依照水文监测的相关规章制度,河流的深度应该记录为1.3m,将这个数据结果进行计算时,就会导致其与实际的河水深度相比较,小了5.41%。相反,如果运用这样的读数方式,对水文流量较大的河流进行监测,就会导致监测结果比实际要大。比如假定河流的深度为1.37m,依照水文监测的相关规章制度,河流的深度应该记录为1.4m,将这个数据结果进行计算时,就会导致其与实际的河水深度相比较,大了1.1%。从以上的举例中我们可以看出,河流的深度越浅,其具体数值对检测结果的影响就越大。

2 提高枯水期流量测验精度的措施

在对中小河流枯水期的流量进行监测的过程中,由于多种原因,导致对具体水尺刻度的读数,观察不准确,进而对水文监测的结果产生偏差的状况,经常在相关水文监测站发生[2]。针对这个问题,相应的要在中小河流枯水期时,水位流量变化相对不大的情况下,尽量要在水位在水尺刻度整数读数的情况下进行测量,这样得到的结果,比不是整数读数时测量出的结果,更加具有准确性以及代表性。如果条件不允许,所显示的读数不是整数时,那么,选择测量的时间尽量要集中在cm数变化最小的时间段。这样不仅能够将水位测量的数据结果,所具有的准确性以及代表性,最大限度的提升,而且,还能够最大限度的提升水文监测的精准程度。

由于被检测河流的相关条件,也是能够影响整体水文监测结果的原因之一,所以,在对河流枯水期时,进行水文监测的过程中,对河水的深度、与岸边的距离等重要因素的选择,必须严格按照水文监测的具体要求执行。对杂质较多,需要进行清扫整理的检测河流,也必须遵照相关的规章制度进行操作。

在对中小河流的枯水期进行水流量监测时,可以使用低速流速仪对其进行有效的监测。依照相关的监测规定,这种低速流速仪的适用范围,只能对深度在10cm以外的河流中使用。所以,当被监测的河流深度范围在10cm之内时,低速流速仪就不能将自身的壅水能力发挥出来,进而后续的操作也无法顺利进行。所以,这种情况只能应用小浮标法进行水流量监测。在进行中小河流枯水期水流量监测的过程中,可以应用一点法,对河水深度达到60cm的河流,进行水流量监测。在对深度点为60cm处实施测量时,不要对水面的流速进行测量,而是要对60cm处的水流速度进行测量。因为60cm处的水流速度,相比较于水面的水流速度,所测量出的结果,更加具有准确性和代表性。这是由于在水位相对比较低的环境下,往往都是凭借过往的经验,来确定水面流速的常规系数。对水面流速的常规系数,很少有水文站进行测试分析,所以,运用这种不准确的常规系数,会导致相关的水流量监测值存在很大的误差[3]。

在对水流量监测的过程中,对测量水面深度的测线设计,必须要能够将水面深度随着河面的形成特点的变化而发生的改变,进行严格的掌握控制。对水深情况不加以考虑,每次测量时,测线的数量必须大于等于三根,不然对具体的水流量测试值无法精准掌握。

表2 实测流量与关系曲线偏离差值表

3 结 语

综上所述,中小河流枯水期水流量的检测工作,是对我国水文相关内容进行充实丰富的必要手段。其具体监测数值的准确性,直接影响到我国水文事业的发展进步。所以,在基础的水流量测量工作中,只有将最原始数据的准确性提高,才能保证整体监测的准确程度。应用科学技术手段,提高具体监测的准确性,为水文部门相关内容进行修改、整合、创新,为水文事业的顺利发展打下坚实的基础,将科学严谨的数据提供给今后相关的分析、预防、管理等具体任务。

[1]徐志国,王慧杰.中小河流枯水期流量测验精度探讨[J].河南水利与南水北调,2016(11):23-24.

[2]李平.基于河流环境流量的漓江上游水库优化调度[D].桂林:桂林理工大学,2015(23):56-60.

[3]冉新量,谢源源.黄水沟河与清水河枯水期下游河道水量损失分析[J].黑龙江水利科技,2012,40(03):85-86.

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