水文測量誤差的成因及對策分析

黃梁

江蘇省水文水資源勘測局南通分局 江蘇 南通 226000

強化對水文測量誤差的產生原因及應對措施的研究，可以使得實際中獲得的有關測量成果具有較高的實用價值，從而保證水文元素分析工作的順利開展。所以，必須從多個角度出發，對水文測量中存在誤差的原因進行深刻地剖析，并找到相應的應對措施，從而促進水文測量工作的順利進行，為生產計劃的高效實施提供有力的保證。同時，需要有關工作人員以較高的責任心，深入剖析水文相關要素的影響因素，并采取相應措施，以達到科學有效地解決水文測量誤差問題的需要。

1 水文測量誤差的成因分析

1.1 檢測儀器因素導致的誤差

在實際的水文測量工作中，由于檢測儀器在實際操作過程中出現的一些偏差，所以在很大程度上影響了實際測量成果的準確性，具體表現在：

（1）在水文測量過程中，如果水準器的視軸與水準器的軸線不一致，將造成殘余偏差，從而影響水文測量的準確性，限制有關測量工作的準確性。

（2）當利用水準尺進行水文的有關測量工作時，若采用的標準水準尺缺少刻度，或水準尺形狀不整齊，發生了彎曲，都會造成測量結果不夠精確，從而導致實際進行的水文測量工作不能達到理想的結果[1]。

系統誤差與測量儀器有很大的聯系，所以在實際應用中，對測試儀器的性能提出了很高的要求。水準儀或水準尺在使用前必須對其進行校正，但校正后仍會產生剩余的偏差，這時就會引起視準軸線與水準管軸線不一致而產生的偏差。因為該誤差是由多種有關的原因引起的，故可視為一種系統錯誤。想要最大限度的減少這個偏差，就必須在測量時，將前后視距調整好，使其保持相等。

1.2 環境因素導致的誤差

水文測量工作者所處的工作環境并非一成不變，其具有諸多的可變性，這就為測量工作造成了諸多的困難。通常，水文測量工作都是在自然環境下進行的，而自然環境中的氣候、溫度、日照以及濕度都會對水文測量的結果產生不同程度的影響。所以，有關工作人員必須要按照自己的經驗，盡可能的減少這種天然環境對水文測量的影響[2]。

1.2.1 氣溫的改變

1.2.2 水面波動

在實際應用中，由于水面波動引起的水位變化會對測量工作產生較大的影響，進而會對實測結果產生較大的影響。

1.3 測量人員因素導致的誤差

水文測量是一個將理論和實踐緊密聯系在一起的工作，只有擁有高層次的專業技術和大量的測繪實踐經驗的工作人員，才能保證測繪工作的質量。此外，盡管與水文測量技術沒有直接的聯系，但也會間接地影響到水文測量的精度，這就是相關測量人員的職業道德操守以及其在測量工作中的心理狀態[3]。職業道德操守是指測量人員自身的專業素質，即測量從業人員要不斷提升自身的專業素養；在測量工作中的心理狀態，雖然是偶然原因，但由于它會對測量工作的質量產生一定的影響，因此需要測試工作人員具有一定的心理素質。也就是說，應安排專業能力較強并具備良好心理素質的人員來開展相關工作。

1.4 測量方法因素導致的誤差

在實際工作中，測量方法的合理性和有效性直接關系到測量數據的準確性。水是不斷流動著的，想要準確的測量出水流和水位，需要面臨的難題很多。例如對某一具體的水域進行測量，由于水流的流速和水位是隨時間而改變的，所以，在某一時間內被測量出來的數據，只是瞬時值?？隙ǖ卣f，這個瞬間的數值不能用作實際測量數值來進行使用。因此，在進行水文測量工作的時候，要注重其針對性，采用科學、合理的方式來進行分析和測量，并恰當地采用技術加權的方式來避免產生測量誤差。在實際應用中，如果選擇的測量方式不正確，將會造成測量結果的誤差。所以在選擇水文測量方式時，要對周圍的實際地質環境情況進行考察再進行選擇，但如果所采用的測量方式與測量地區的特定狀況不符，就會造成測量結果的偏差，無法達到科學化的測量資料的需求[4]。要得到真實的水文數據，就必須在特定時期隨某一具體水域進行真實的測量，將某一觀察時段內所獲取的多個內流量和水位值的瞬時值進行合成，經技術處理后所得到的綜合值或平均值即為水文測量值。用此法得到的結果，在某種程度上可以弱化其誤差。

2 測量誤差的必不可免性以及控制誤差的必要性

2.1 誤差出現的必然性

測量是人們經常使用的一種認知方法，在日常生活、科學研究等各個領域都有廣泛應用，是獲得第一手資料的主要方式。由于當前科學技術和人們的認知程度等原因，水文測量工作比較繁雜，測量結果往往會出現一些誤差。誤差一詞的真實含義指的就是真實情況和試驗結果之間的差別，經過實踐表明，誤差的出現是無法避免的，沒有絕對的測量精確，任意一個測量結果都會被其它因素的干擾，或者測量的物體自身發生了改變，因此，在測量的結果中，總會出現或多或少的誤差，這也是造成測量誤差的主要原因。測量分析是指從測量資料中提煉出可利用的資訊，對測量資料進行適當的管制，使測量資料盡可能精確。

2.2 測量誤差是普遍性

測量誤差廣泛地存在于各個行業、各個領域，因而測量中的誤差也就表現出了其普遍性特征。這是因為在實際測量工作中，一方面，工作人員會因為一些無法克服和回避的問題而出現錯誤或者有偏差的操作行為，從而使測量過程出現差錯，最終導致測量結果出現誤差，因此，可以肯定的說，測量結果必有誤差問題存在。另一方面，雖然伴隨著現代科技的高速發展，各類測量儀器設備也越來越顯先進，并逐漸向著精細化的方向發展，但是仍不能做到分毫不差，也就是說，對于儀器設備的實際測量結果，其中必然有誤差的存在。并且由于大部分測量的目標都是客觀的、動態的物品，因此，測量的誤差是普遍存在的。

2.3 控制誤差的必要性

盡管誤差到處都有，而且無法完全消除，然而，對誤差進行正確、有效的控制，可以讓測量結果更加貼近于客觀真實的事物本身。要想對誤差率進行有效的控制，就必須從產生誤差的源頭入手，對誤差產生的原因、條件、影響因素等進行深入的研究，并對這些因素進行適當的控制，減少偏差的錯誤范圍，讓測量的結果盡可能地貼近真實，提高測量的準確性。人們進行測量的終極目標，就是要對自然界中的種種變化現象進行分析，尋找、發現、了解其變化的過程，進而認識到客觀世界的真實表象，并找到有利于人類發展和生存的規律。要實現對水文測量誤差原因的深入研究，就必須認識其原因[5]。具體來說就是：

在盲檢測技術中，能量檢測法[6]、文獻[7]算法和平方倍頻法[8]等對信號功率參數依賴性較強，其中平方倍頻法對信號功率較為靈敏，具有代表性.因此，以平方倍頻法為例，對功率參數Ps和Pw進行適應性設計.工程中常用的平方倍頻法如框圖2所示.

（1）重視水文測量中產生偏差的原因分析，能夠保證水文測量的高準確度，為水文測量的科學化選擇提供一個參考基礎；

（2）重視對水文測量誤差產生原因的研究，能夠達到對水文測量因素進行科學的分析，并能避開對有關水文量測成果的運用價值的負面影響，更能在實際情況中適應情況的改變；

（3）重視對水文測量誤差原因的研究，有助于對水文測量方法進行分析，從而有效地使用具有較高準確度的水文量測方法，維持水文量元素分析工作的良好狀態。

3 應對水文測量誤差的對策

在對水文測量誤差產生原因進行細致分析基礎上，提出了相應的對策，以求在實際應用中能更好地解決這一問題。在實際應用中，針對水文測量數據的誤差問題所采取的相應措施主要有：

3.1 標準化測定儀器的使用，提高儀器在實際工作中的運用效率

以水文測量工作的發展為基礎，要想讓測量裝備真正地起到作用，就必須對水文測量裝備進行標準化，提高此類裝備的實際應用效果，以達到提高水文測量工作水平的需求。具體來說就是：

（1）在進行水文測量工作前，首先要對測量儀器進行適當的保養與校準，因為測定儀器自身會因為環境等的影響而產生誤差，所以必須對相關儀器進行校準與保養，才能降低測量儀器自身發生錯誤的幾率，從而為測定水文要素工作的有效進行奠定基礎[6]；

（2）在水文測量儀器的實際運用中，要對儀器的品質進行全方位的檢測和分析，并要對影響儀器使用的因素進行及時的排除，同時，水文測量工作者要注重儀器的標準化運用，以提高水準儀和水準尺等儀器輔助的水力測量工作效率，提高有關儀器的運用潛力，減少儀器在測量中所帶來的誤差；

（3）當水文測量儀器設備符合實際使用需求時，要進一步提升相應的計量準確度，加強測量儀器在實際中的運用，為今后更好地使用儀器設備進行測量作業打下堅實的基礎[7]。

3.2 全面考慮測量環境因素，做好相應措施

在實際應用中，要想做到對其測量誤差進行科學地應對、處理，就必須使其考慮環境因素對測量結果的實際影響，并做好處理工作，也就是：

（1）為了不斷降低環境對測量精度的影響，需要對測驗環境進行優化，做好相關的最優分析工作，并選擇出最優的測驗環境，以獲得較為滿意的水文測量成果；

（2）選擇具有較好溫度和濕度等環境因素的氣象條件進行水文測量，提高測量人員對測量環境影響的認識程度，從而在測量工作中實現對環境因素的有效響應，從而實現測量精度和效率的全面提高，保證實際測量中對誤差的應對、處理工作的效果[8]。與此同時，在測量環境基礎上進行的水文測量誤差處理，必須要對整個測量區域的情況進行科學的分析，并在必要的時候，在電腦三維空間中對其進行動態的仿真和分析，這樣才能持續地降低水文測量的誤差，為有關的生產活動的正常進行提供可靠的數據信息。

3.3 注重對測量工作者的全面培訓，加強測量工作者的責任心

要想防止由于人為的原因而造成的水文測量偏差，就必須注重對測量人員的綜合素質進行培訓，持續增強工作人員的責任意識，以達到對水文科學測量的要求。具體來說，就是：

（1）在對測量員工作現狀進行深度剖析的基礎上，積極地對其進行具有較高專業性的培訓教育，從而達到對測量人員職業技能進行科學化訓練，提高其在測量技能方面的技能水平，達到對測量人員素質的全面訓練的需要，從而保證相關測量人員工作的正常進行，提高其工作效率。與此同時，在長時間的實際工作中，水文測量人員也應該能夠對自己的職業技術進行有效的把握，在測量設備使用過程中對自己的操作行為進行規范，并可以進行有針對性的水文測量、分析工作，從而使得最后得出的測量成果具有較好的應用價值。對新入職的人員，應盡可能安排有經驗的人員進行一對一的指導，以防止其由于缺少經驗而產生工作錯誤。并組織定期的行業交流活動，讓測量人員交流、分析自己的工作心得，這樣既可以提高他們的實際操作能力，又可以增強其團隊精神[9]。

（2）在提高水文測量員的整體素養方面，還應建立健全的問責制度，提高其責任感，增強測量員的專業素養，突出測量員工作的重要性和對社會的影響，提高測量員的責任感。還可以通過設立一定的獎罰制度，促使工作人員對工作有更為積極的認識，激發工作人員的工作熱情，使其始終在工作中保持一個好的心態。從而在實際應用中，實現對水文測量工作的有效實施，并不會對測量結果的精度產生不好的影響。

3.4 重視科學選擇測量方式，提高測量技術水平

在新的形勢條件下，要有效地進行水文測量，就必須要有較好的測量手段作為依靠。所以，在實際工作中，要想對水文測量誤差進行科學處理，從而達到其測量結果的可靠性的目的，就必須將重點放在對測量方法的合理使用上，也就是：

（1）在水文測量方式的選取上，測量人員要從測量地區的具體狀況出發，選取具有較強適應性的測量方式，從而使測量結果更為精確；

（2）在選擇水文測量方法的基礎上，在需要的時候，要測量手段注意信息技術和計算機網絡的結合，在不斷提高測量的技術水平的前提下，不斷地對測量結果進行完善，以達到減少測量結果誤差的目的。

4 結束語

正確運用各種措施，可以有效地解決水文測量中的誤差問題，提高相應的測量結果的準確性，從而避免不良因素影響到水文元素分析工作的開展。所以，今后在進行水文的相關工作時，相關工作人員應該重視其測量誤差的產生原因和相應的應對措施，提高對水文測量誤差的認識，擴大對水文要素進行分析的工作思路，從而為我國的經濟發展水平的逐漸提高提供一個有力的保證。以此為基礎，可以進一步完善水文測量方法，提高測量技術水平。