水文测量误差的成因及对策分析

黄梁

江苏省水文水资源勘测局南通分局 江苏 南通 226000

强化对水文测量误差的产生原因及应对措施的研究，可以使得实际中获得的有关测量成果具有较高的实用价值，从而保证水文元素分析工作的顺利开展。所以，必须从多个角度出发，对水文测量中存在误差的原因进行深刻地剖析，并找到相应的应对措施，从而促进水文测量工作的顺利进行，为生产计划的高效实施提供有力的保证。同时，需要有关工作人员以较高的责任心，深入剖析水文相关要素的影响因素，并采取相应措施，以达到科学有效地解决水文测量误差问题的需要。

1 水文测量误差的成因分析

1.1 检测仪器因素导致的误差

在实际的水文测量工作中，由于检测仪器在实际操作过程中出现的一些偏差，所以在很大程度上影响了实际测量成果的准确性，具体表现在：

（1）在水文测量过程中，如果水准器的视轴与水准器的轴线不一致，将造成残余偏差，从而影响水文测量的准确性，限制有关测量工作的准确性。

（2）当利用水准尺进行水文的有关测量工作时，若采用的标准水准尺缺少刻度，或水准尺形状不整齐，发生了弯曲，都会造成测量结果不够精确，从而导致实际进行的水文测量工作不能达到理想的结果[1]。

系统误差与测量仪器有很大的联系，所以在实际应用中，对测试仪器的性能提出了很高的要求。水准仪或水准尺在使用前必须对其进行校正，但校正后仍会产生剩余的偏差，这时就会引起视准轴线与水准管轴线不一致而产生的偏差。因为该误差是由多种有关的原因引起的，故可视为一种系统错误。想要最大限度的减少这个偏差，就必须在测量时，将前后视距调整好，使其保持相等。

1.2 环境因素导致的误差

水文测量工作者所处的工作环境并非一成不变，其具有诸多的可变性，这就为测量工作造成了诸多的困难。通常，水文测量工作都是在自然环境下进行的，而自然环境中的气候、温度、日照以及湿度都会对水文测量的结果产生不同程度的影响。所以，有关工作人员必须要按照自己的经验，尽可能的减少这种天然环境对水文测量的影响[2]。

1.2.1 气温的改变

1.2.2 水面波动

在实际应用中，由于水面波动引起的水位变化会对测量工作产生较大的影响，进而会对实测结果产生较大的影响。

1.3 测量人员因素导致的误差

水文测量是一个将理论和实践紧密联系在一起的工作，只有拥有高层次的专业技术和大量的测绘实践经验的工作人员，才能保证测绘工作的质量。此外，尽管与水文测量技术没有直接的联系，但也会间接地影响到水文测量的精度，这就是相关测量人员的职业道德操守以及其在测量工作中的心理状态[3]。职业道德操守是指测量人员自身的专业素质，即测量从业人员要不断提升自身的专业素养；在测量工作中的心理状态，虽然是偶然原因，但由于它会对测量工作的质量产生一定的影响，因此需要测试工作人员具有一定的心理素质。也就是说，应安排专业能力较强并具备良好心理素质的人员来开展相关工作。

1.4 测量方法因素导致的误差

在实际工作中，测量方法的合理性和有效性直接关系到测量数据的准确性。水是不断流动着的，想要准确的测量出水流和水位，需要面临的难题很多。例如对某一具体的水域进行测量，由于水流的流速和水位是随时间而改变的，所以，在某一时间内被测量出来的数据，只是瞬时值。肯定地说，这个瞬间的数值不能用作实际测量数值来进行使用。因此，在进行水文测量工作的时候，要注重其针对性，采用科学、合理的方式来进行分析和测量，并恰当地采用技术加权的方式来避免产生测量误差。在实际应用中，如果选择的测量方式不正确，将会造成测量结果的误差。所以在选择水文测量方式时，要对周围的实际地质环境情况进行考察再进行选择，但如果所采用的测量方式与测量地区的特定状况不符，就会造成测量结果的偏差，无法达到科学化的测量资料的需求[4]。要得到真实的水文数据，就必须在特定时期随某一具体水域进行真实的测量，将某一观察时段内所获取的多个内流量和水位值的瞬时值进行合成，经技术处理后所得到的综合值或平均值即为水文测量值。用此法得到的结果，在某种程度上可以弱化其误差。

2 测量误差的必不可免性以及控制误差的必要性

2.1 误差出现的必然性

测量是人们经常使用的一种认知方法，在日常生活、科学研究等各个领域都有广泛应用，是获得第一手资料的主要方式。由于当前科学技术和人们的认知程度等原因，水文测量工作比较繁杂，测量结果往往会出现一些误差。误差一词的真实含义指的就是真实情况和试验结果之间的差别，经过实践表明，误差的出现是无法避免的，没有绝对的测量精确，任意一个测量结果都会被其它因素的干扰，或者测量的物体自身发生了改变，因此，在测量的结果中，总会出现或多或少的误差，这也是造成测量误差的主要原因。测量分析是指从测量资料中提炼出可利用的资讯，对测量资料进行适当的管制，使测量资料尽可能精确。

2.2 测量误差是普遍性

测量误差广泛地存在于各个行业、各个领域，因而测量中的误差也就表现出了其普遍性特征。这是因为在实际测量工作中，一方面，工作人员会因为一些无法克服和回避的问题而出现错误或者有偏差的操作行为，从而使测量过程出现差错，最终导致测量结果出现误差，因此，可以肯定的说，测量结果必有误差问题存在。另一方面，虽然伴随着现代科技的高速发展，各类测量仪器设备也越来越显先进，并逐渐向着精细化的方向发展，但是仍不能做到分毫不差，也就是说，对于仪器设备的实际测量结果，其中必然有误差的存在。并且由于大部分测量的目标都是客观的、动态的物品，因此，测量的误差是普遍存在的。

2.3 控制误差的必要性

尽管误差到处都有，而且无法完全消除，然而，对误差进行正确、有效的控制，可以让测量结果更加贴近于客观真实的事物本身。要想对误差率进行有效的控制，就必须从产生误差的源头入手，对误差产生的原因、条件、影响因素等进行深入的研究，并对这些因素进行适当的控制，减少偏差的错误范围，让测量的结果尽可能地贴近真实，提高测量的准确性。人们进行测量的终极目标，就是要对自然界中的种种变化现象进行分析，寻找、发现、了解其变化的过程，进而认识到客观世界的真实表象，并找到有利于人类发展和生存的规律。要实现对水文测量误差原因的深入研究，就必须认识其原因[5]。具体来说就是：

在盲检测技术中，能量检测法[6]、文献[7]算法和平方倍频法[8]等对信号功率参数依赖性较强，其中平方倍频法对信号功率较为灵敏，具有代表性.因此，以平方倍频法为例，对功率参数Ps和Pw进行适应性设计.工程中常用的平方倍频法如框图2所示.

（1）重视水文测量中产生偏差的原因分析，能够保证水文测量的高准确度，为水文测量的科学化选择提供一个参考基础；

（2）重视对水文测量误差产生原因的研究，能够达到对水文测量因素进行科学的分析，并能避开对有关水文量测成果的运用价值的负面影响，更能在实际情况中适应情况的改变；

（3）重视对水文测量误差原因的研究，有助于对水文测量方法进行分析，从而有效地使用具有较高准确度的水文量测方法，维持水文量元素分析工作的良好状态。

3 应对水文测量误差的对策

在对水文测量误差产生原因进行细致分析基础上，提出了相应的对策，以求在实际应用中能更好地解决这一问题。在实际应用中，针对水文测量数据的误差问题所采取的相应措施主要有：

3.1 标准化测定仪器的使用，提高仪器在实际工作中的运用效率

以水文测量工作的发展为基础，要想让测量装备真正地起到作用，就必须对水文测量装备进行标准化，提高此类装备的实际应用效果，以达到提高水文测量工作水平的需求。具体来说就是：

（1）在进行水文测量工作前，首先要对测量仪器进行适当的保养与校准，因为测定仪器自身会因为环境等的影响而产生误差，所以必须对相关仪器进行校准与保养，才能降低测量仪器自身发生错误的几率，从而为测定水文要素工作的有效进行奠定基础[6]；

（2）在水文测量仪器的实际运用中，要对仪器的品质进行全方位的检测和分析，并要对影响仪器使用的因素进行及时的排除，同时，水文测量工作者要注重仪器的标准化运用，以提高水准仪和水准尺等仪器辅助的水力测量工作效率，提高有关仪器的运用潜力，减少仪器在测量中所带来的误差；

（3）当水文测量仪器设备符合实际使用需求时，要进一步提升相应的计量准确度，加强测量仪器在实际中的运用，为今后更好地使用仪器设备进行测量作业打下坚实的基础[7]。

3.2 全面考虑测量环境因素，做好相应措施

在实际应用中，要想做到对其测量误差进行科学地应对、处理，就必须使其考虑环境因素对测量结果的实际影响，并做好处理工作，也就是：

（1）为了不断降低环境对测量精度的影响，需要对测验环境进行优化，做好相关的最优分析工作，并选择出最优的测验环境，以获得较为满意的水文测量成果；

（2）选择具有较好温度和湿度等环境因素的气象条件进行水文测量，提高测量人员对测量环境影响的认识程度，从而在测量工作中实现对环境因素的有效响应，从而实现测量精度和效率的全面提高，保证实际测量中对误差的应对、处理工作的效果[8]。与此同时，在测量环境基础上进行的水文测量误差处理，必须要对整个测量区域的情况进行科学的分析，并在必要的时候，在电脑三维空间中对其进行动态的仿真和分析，这样才能持续地降低水文测量的误差，为有关的生产活动的正常进行提供可靠的数据信息。

3.3 注重对测量工作者的全面培训，加强测量工作者的责任心

要想防止由于人为的原因而造成的水文测量偏差，就必须注重对测量人员的综合素质进行培训，持续增强工作人员的责任意识，以达到对水文科学测量的要求。具体来说，就是：

（1）在对测量员工作现状进行深度剖析的基础上，积极地对其进行具有较高专业性的培训教育，从而达到对测量人员职业技能进行科学化训练，提高其在测量技能方面的技能水平，达到对测量人员素质的全面训练的需要，从而保证相关测量人员工作的正常进行，提高其工作效率。与此同时，在长时间的实际工作中，水文测量人员也应该能够对自己的职业技术进行有效的把握，在测量设备使用过程中对自己的操作行为进行规范，并可以进行有针对性的水文测量、分析工作，从而使得最后得出的测量成果具有较好的应用价值。对新入职的人员，应尽可能安排有经验的人员进行一对一的指导，以防止其由于缺少经验而产生工作错误。并组织定期的行业交流活动，让测量人员交流、分析自己的工作心得，这样既可以提高他们的实际操作能力，又可以增强其团队精神[9]。

（2）在提高水文测量员的整体素养方面，还应建立健全的问责制度，提高其责任感，增强测量员的专业素养，突出测量员工作的重要性和对社会的影响，提高测量员的责任感。还可以通过设立一定的奖罚制度，促使工作人员对工作有更为积极的认识，激发工作人员的工作热情，使其始终在工作中保持一个好的心态。从而在实际应用中，实现对水文测量工作的有效实施，并不会对测量结果的精度产生不好的影响。

3.4 重视科学选择测量方式，提高测量技术水平

在新的形势条件下，要有效地进行水文测量，就必须要有较好的测量手段作为依靠。所以，在实际工作中，要想对水文测量误差进行科学处理，从而达到其测量结果的可靠性的目的，就必须将重点放在对测量方法的合理使用上，也就是：

（1）在水文测量方式的选取上，测量人员要从测量地区的具体状况出发，选取具有较强适应性的测量方式，从而使测量结果更为精确；

（2）在选择水文测量方法的基础上，在需要的时候，要测量手段注意信息技术和计算机网络的结合，在不断提高测量的技术水平的前提下，不断地对测量结果进行完善，以达到减少测量结果误差的目的。

4 结束语

正确运用各种措施，可以有效地解决水文测量中的误差问题，提高相应的测量结果的准确性，从而避免不良因素影响到水文元素分析工作的开展。所以，今后在进行水文的相关工作时，相关工作人员应该重视其测量误差的产生原因和相应的应对措施，提高对水文测量误差的认识，扩大对水文要素进行分析的工作思路，从而为我国的经济发展水平的逐渐提高提供一个有力的保证。以此为基础，可以进一步完善水文测量方法，提高测量技术水平。