水文测量误差的成因及对策分析

【摘要】水资源是地球上的重要资源之一，人类要进行水资源社会建设，就需要对与水资源相关以及影响水资源变化的各种因素进行探索。在进行水文要素观测时，会因为各种不定因素的存在而产生误差。本文着重对水文测量误差的成因以及对策进行分析。

【关键词】水文要素；水文测量；误差

中图分类号：P331 文献标识码：A 文章编号：

水，乃万物之源。对于整个地球来讲，如果没有水，世界将是一片荒芜。寻找水的变化规律，并探测与之相关的各种自然因素，对于人类的各种工程设施建设具有基础性的作用。从水文工作的角度来讲，其主要是研究水的现象、数量、性质以及其分布变化的规律。根据研究对象的不同，水文还可以更为细致地划分为陆地水文、海洋水文、湖泊水文、沼泽水文、冰川水文等等。简而言之，凡是自然界中有水存在的地方，都可以被划为水文学科研究的范畴。

一、水环境

地球上有超过70%的面积被海水覆盖着。相对于地球上的水的总量来讲，超过97%的水资源分布在海洋中，很显然，淡水量是微乎其微的了。冰盖、冰川和地下水都属于淡水中的一部分。要对地球上的水文状况进行研究，首先需要对水环境有所了解。

从地理学的角度来理解，水环境是指由地球表面上所存在的水，经过了汇集之后，所覆盖地段的自然综合体。通常而言，河流、湖泊、海洋、冰川、沼泽以及水库和地下水等都是构成水环境的基本要素。但事实上，水环境并不局限于水物质本身，还包括与其相关的一切内容，如水体中的水生生物、悬浮物和溶解物质，甚至于包括水下的底泥都是构成水环境的要素。

二、形成水文误差的原因

在水文测量工作中，所产生的误差来自于诸多方面的因素。从普遍意义上来讲，水文测量误差主要源于环境变化、人员素质、方法不当、系统性误差和模型误差。

（一）环境变化

水文测量工作人员的工作环境并不是恒定不变的，而是存在着很多的变化因素，因此而给测量工作带来许多的不便，并产生了测量上的误差。

水文测量工作一般都是要在野外作业，而自然环境中的气候、温度、日照以及湿度都会或多或少地影响着水文测量的结果。那么工作人员根据自己的经验，就要将这些自然因素对于水文测量所造成的影响尽量弱化。

1.温度变化

随着温度的不断变化，大气的温度也随之发生变化，此时，对于折射光的影响是非常大的。如果阳光照射到水准管上面，根据物理学上的热胀冷缩原理，水准管的温度会升高，随之管内的液体就会因受热而膨胀，而管内所形成的气泡也会很自然地向温度高的方向移动。针对这种情况，为了让水文测量的误差尽量减少，工作人员就需要选择在白天工作，并采取各种措施将阳光遮住。

2.水面波动

如果测量区域的水面出现了波动，对于水文测量工作就会造成干扰，从而影响到了测量数据的准确性。

3. 尺垫下沉和水准仪下沉

如果出现尺垫下沉与水准仪下沉的现象发生，那么，水文测量的数据必然会出现误差。此时可以对数值进行技术性处理。

（1）尺垫下沉

在尺垫下沉的作用下，会造成后视读数的增大以及高差的增大，这时候，可以采取往返的观测方法，取读数的中值作为结果。虽然采取这种方法所得出的测量值并不是很精确，但是可以将误差的影响尽量降到最低。

（2）水准仪下沉

当出现水准仪下沉现象的时候，所产生的误差为由于下降而产生了高程误差。那么，进行水文测量的过程中，就可以在三等水准测验中，采用后、前、前、后的程序来进行观测，以达到弱化误差的效果。

（二）人员素质

水文测量工作是一项理论与实际相密切结合的工作。一个具备了高水平专业技术知识的人，如果再具有丰富的测量经验，那么其工作质量就会相对较高。除此之外，还有两个因素虽然与水文测量技术不存在直接的关系，但是会间接地影响到水文测量的准确性，即职业道德操守和测量工作中的心理状态。职业道德操守是指测量工作人员的素质，也就是要求测量工作人员要提高职业素质；测量工作的心理状态，属于是偶然因素，但是鉴于其会影响到测量工作的质量，要求测量工作人员要具备良好的心理素质是必要的。

（三）方法不当

水是不断流动着的。在测量水位和流量的时候，就会面对许多的困难。对于特定水体的测量，因为流动的水其流量和水位都会随着时间的推移不断地变化着。那么，在某一时间内测量所获得的数值，都属于是瞬时值。瞬时值当然不能作为实测值来应用。所以在水文测量过程中，要注意具有针对性，使用科学的方法来进行分析和测量，并适当地采取技术加权的方式以免造成测量误差。为了获得水文观测的实测值，就需要在一定的时间内，对特定的水体进行实际观测。将在一定的观测时间段内所获得的多个内流量和水位值的瞬时值综合起来，通过技术处理后所获得的综合值或者是平均值，就可以作为水文测量值了。通过这种方法所获得的数值，误差会在一定程度上被弱化。

（四）系统性误差

系统性误差与水文测量设备的关系是非常密切的。由于测量环境的特殊性，给水文测量带来了很大的难度，同时对设备的要求也是非常高的。水准仪或者水准尺在使用之前要进行校正，尽管如此，在其校正后还会有残余误差出现，那么就会导致视准轴和水准管轴不平行而造成了误差。由于这种误差是由于各种相关因素的影响下而造成的，所以被视作系统性误差。

为了尽量将这种误差减小，在观测的过程中，就需要调整好前后视距，保持相等。使用标准的水准尺，如果缺乏刻度或者是尺形不平直，对于水文测量工作中的水准测量的精度都会带来影响。

三、控制水文测量误差的对策

要弱化水文测量误差数值，针对以上形成水文测量误差的成因采取相应的对策。

（一）人为优化水文测量环境

自然环境不断地变化着，会对水文测量工作带来了影响。为了获得更为准确的水文测量数据，在展开工作的同时，还要选择适宜的环境。如果在较为恶劣的环境中进行水文测量工作，不但会给工作但来诸多的不方便，严重者还会发生一些意外事故，如测量仪器损坏等等。那么，在进行水文测量工作的过程中，就需要考虑选取合适的水文测量环境，并且人为地优化环境，如尽量避免光照等等，将水文测量误差减小到最低。

（二）提高水文测量人员的职业道德素质和专业素质

水文测量人员的个人素质，直接关系到水文测量测量结果的准确性。

1.重视对水文测量人员的职业道德教育，使工作人员的积极性得以提高，并保证水文测量人员以良好的心理状态投入到工作中去。

2. 为了提高水文测量人员专业素质，可以通过定期培训的方式来实现。同时，还有必要让一些老员工将自己所具有丰富测量经验分享给大家。

总结：

水文测量人员的工作是繁琐而复杂的。面对诸多不断变化的因素，在直接面对的同时，还要采取各种措施来避免这些因素给测量结果带来的影响。所以，水文测量工作人员在减少水文测量误差方面的作用必须得到重视。如果在对水文要素进行观测的时候，由于人为因素或者是计算方法而产生的误差造成了水文测量结果错误，那么其后果是非常严重的。正确面对水文测量误差的成因，并采取相应的对策，对于水域测量研究，乃至水资源建设，都有着非常重要的意义。

参考文献：

[1]刘颖，张成龙，李迎春.水文测量误差的成因及对策 [J].产业与科技论坛，2012.11（17）.