水文測試現(xiàn)代化現(xiàn)狀、問題及解決措施論文
引言
當(dāng)前，水文工作有良好的發(fā)展形勢，國家對水文工作越來越重視，水文工作的社會影響越來越廣泛。隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，治水思路進(jìn)一步完善，科學(xué)技術(shù)、水文現(xiàn)代化迅速發(fā)展，許多新設(shè)備、新技術(shù)在水文工作中得到了普遍應(yīng)用，應(yīng)積極探索水文測驗(yàn)現(xiàn)代化實(shí)施技術(shù)，加快實(shí)現(xiàn)水文現(xiàn)代化的步伐。
1 水文測驗(yàn)現(xiàn)狀
新技術(shù)、新設(shè)備在水文測驗(yàn)中的應(yīng)用，大大減輕了水文職工的勞動強(qiáng)度，解放了基層水文站的人力，使水文工作逐步向程序化、自動化方向發(fā)展。水位、降水量大部分測站均實(shí)現(xiàn)自動測報(bào)，流量測驗(yàn)部分站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線，蒸發(fā)自動測報(bào)在試驗(yàn)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(xiàn)代化建設(shè)雖然取得了積極成果，但還不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展和新時(shí)期水文工作的要求，特別是水文測驗(yàn)工作，仍然存在諸多問題，成為影響水文資料可靠性和制約水文現(xiàn)代化發(fā)展的重要因素。針對水文現(xiàn)代化條件下測驗(yàn)工作所遇到的問題及解決方法進(jìn)行探討，逐步實(shí)現(xiàn)水文測驗(yàn)現(xiàn)代化，多方面服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)[1].
2 不同測驗(yàn)方式遇到的問題
2.1 水位測驗(yàn)
水位測驗(yàn)現(xiàn)代化步伐較快，并且技術(shù)、規(guī)程、規(guī)范也較為完善，但在實(shí)際工作中有一些因素制約水位觀測精度。浮子式水位計(jì)是精度較高、應(yīng)用最廣泛的一種，但在高水時(shí)隨著水位漲落，平衡錘觸底失重、鋼絲繩打滑的現(xiàn)象易造成水位記錄失真；同時(shí)也會有水位計(jì)齒輪磨損、傳動不靈敏、短期不容易發(fā)現(xiàn)等問題。其它形式水位計(jì)也同樣存在儀器適應(yīng)條件、制造工藝、水位變幅、外部環(huán)境等影響水位的觀測精度的情況，如壓力式水位計(jì)感壓面易受泥沙淤積等影響、超聲波水位計(jì)易受泥沙、漂浮物等外部環(huán)境影響。
2.2 流量測驗(yàn)
目前大部分水文站特別是山區(qū)站，流量測驗(yàn)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、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(xiàn)流量實(shí)時(shí)報(bào)汛。雖然許多在線測流產(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(wěn)的河道站或渠道、堰閘站、大江大河，這類產(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(qū)水文站測流，但恰恰山區(qū)水文站才是現(xiàn)代化條件下更需解放人力的地方，實(shí)現(xiàn)山區(qū)水文測站的流量實(shí)時(shí)在線，是水文現(xiàn)代化發(fā)展的一個(gè)難題，流量實(shí)時(shí)在線成為山區(qū)水文站全面實(shí)現(xiàn)水文現(xiàn)代化的“瓶頸”.
2.3 降水量測驗(yàn)
遙測雨量站點(diǎn)均采用自記雨量計(jì)，自記雨量計(jì)為技術(shù)成熟產(chǎn)品，經(jīng)過日常維護(hù)、比測校核，精度均能滿足日常降水量測驗(yàn)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)為了避免周圍障礙物的影響及考慮設(shè)施設(shè)備的安全因素，大多采用桿式安裝雨量計(jì)。因高出地面，改變了雨量器安裝在地面時(shí)的空氣動力條件，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(qū)，每年12月-次年2月氣溫較低，常常容易結(jié)冰，特別是背陰山坡，結(jié)冰后長期難以融化，當(dāng)使用翻斗式雨量計(jì)時(shí)，翻斗內(nèi)結(jié)冰后，就會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(yàn)
水面蒸發(fā)自動站也有投入使用，蒸發(fā)量傳感器多采用浮子式水位計(jì)或超聲波水位計(jì)感應(yīng)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)間較長時(shí)，水面蒸發(fā)量記錄誤差較大。
2.5 測站測量
近年來，隨著水文現(xiàn)代化不斷建設(shè)和完善，全站儀、電子水準(zhǔn)儀、GPS、RTK等新型測繪儀器也逐漸成為水文測量的常見設(shè)備。現(xiàn)代測繪儀器的精度標(biāo)準(zhǔn)均能滿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(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的限制，大部分水文站還一直使用光學(xué)水準(zhǔn)儀和光學(xué)經(jīng)緯儀，使現(xiàn)代測繪儀器在基層水文測站無用武之地或移做他用，沒有發(fā)揮現(xiàn)代化條件下先進(jìn)測繪儀器為水文測站測量工作帶來的便利。
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(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行總結(jié)分析，為廠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)，如流量自動測驗(yàn)儀器和自動蒸發(fā)儀器實(shí)際應(yīng)用過程中，存在適用條件、技術(shù)弊端等，結(jié)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(shè)備，應(yīng)對測驗(yàn)方式的改變進(jìn)行比測分析，確定觀測誤差，符合規(guī)范規(guī)定的允許誤差范圍內(nèi)方可正式投入使用。對于規(guī)范沒有明確規(guī)定可使用的新儀器、新技術(shù)，與規(guī)范規(guī)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(guī)范修編時(shí)對該新儀器、新技術(shù)的支持，如桿式自動雨量計(jì)可分析與地面雨量器的誤差，誤差太大不能滿足規(guī)范要求的站點(diǎn)應(yīng)遷至能滿足允許誤差的位置。
3.3 巡查和定期維護(hù)
對于無人駐守的遙測站點(diǎn)實(shí)行全面巡查和定期維護(hù)，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(diào)、計(jì)算誤差；浮子式水位計(jì)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(jì)氣管是否漏氣、氣瓶氣壓是否過低等。
3.4 儀器設(shè)備規(guī)范保養(yǎng) 檢定
ADCP、全站儀、電子水準(zhǔn)儀和GPS等電子儀器日常在站保存時(shí)，要定期檢查校測，長期不用要按說明書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(guī)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)送到相關(guān)儀器檢定部門送檢，并做好檢定記錄。
3.5 數(shù)據(jù)對照分析
日常對遙測站點(diǎn)監(jiān)視不僅要監(jiān)視通訊是否正常，還要對數(shù)據(jù)作短期和長期的對比分析。做好鄰近站點(diǎn)對照，對易結(jié)冰的站點(diǎn)遙測數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析誤差，并用人工數(shù)據(jù)作改正。水位數(shù)據(jù)可按照3 d~5 d數(shù)據(jù)對照檢查，根據(jù)測站水位變化特性檢查水位數(shù)據(jù)變化是否正常，如遇到水位連續(xù)幾天變幅很小，不符合水位變化特性時(shí)，可能是水位計(jì)齒輪磨損或懸索被卡阻，應(yīng)通過人工水位進(jìn)一步核實(shí)。
4 結(jié)語
測站水文測驗(yàn)現(xiàn)代化實(shí)施過程中，要充分結(jié)合測站特性，選擇符合本站條件的合格儀器設(shè)備，經(jīng)比測符合規(guī)范要求投入到水文測站工作，對站點(diǎn)儀器、設(shè)施設(shè)備實(shí)行全面巡查和定期維護(hù)、保養(yǎng)，做好遙測數(shù)據(jù)的對比分析，通過水文科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)水文測驗(yàn)現(xiàn)代化。
參考文獻(xiàn)：
[1] 林祚頂，朱春龍，余達(dá)征，等。水文現(xiàn)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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