水文测验成果评定与控制之我见
摘要:本文笔者从现代社会的进步对当代水文测验的要求、水文测验成果质量的评定、控制成果质量的手段这三个方面对水文测验进行了浅层的剖析。
关键词:水文测验;辩证;控制；要求；评定；手段；
1现代社会的进步对当代水文测验的要求
当前社会正飞速发展,各行各业在齐头并进的同时,出现了许多新的问题,如局部洪涝灾害、水资源浪费、水资源短缺、水环境恶化、污水的控制处理、水资源的配置、水权水市场的建立等都日显突出,这些问题的解决都必须建立在基本水文资料的收集应用基础上。因此,水文工作的作用不仅限于水利领域,而是融入社会生活的各个方面。水文资料的应用范围扩大后,对水文工作的要求也在提高,如何应对水利发展和社会进步,这是水文工作的新挑战。因此,抓住社会需求,调整传统水文测验方式,并实现水文测验技术创新已成为急需解决的课题。
1.1测验规范和标准的适用性
长期以来,水文测验质量管理主要依据现行的国标或部颁的水文测验行业技术规范以及区域水文测验技术补充规定,因此,规范或规定的适用性和科学性就显得十分必要。许多现行规范是根据当时的社会需求和技术手段等具体情况而编制的,虽然规范中的绝大部分仍然适用,但部分内容与当前的社会需求还有许多不相适应或值得商讨的地方。通常把国家基本水文站网内测站所进行的水文测验称之为基本测验,而把专用站或为某项目进行的测验称为专项测验。基本站的设置时限相对较长,为了能以一种统一的方法和一致的质量标准反映水文的时空变化,基本站断面的选定,均严格按水文测验技术标准实施。而专项测验则因目标的多样性,只能按照工程建设等特有的目的设站,测验地点往往不具备基本站的条件,甚至相差甚远,故目前所颁布的各项技术标准,其内容都未提及专项成果应达到的质量指标,有的更明确地表示其内容只适用于基本站。因此若把基本测验的准则直接套用到专项测验上进行成果质量评定,其结果难以达到测验的要求。对于现行规范与社会需求的不适应性,首先应该思考水文测验精度到底需不需要那么高;传统的水文测验方式方法的精度是不是就一定很高。对于这些问题,唯一的途径就是要解放思想,以实事求是的态度,采用先进的测量仪器设备,对资料进行科学的分析,逐步理清水文测验规范的合理性,并体现其应有的前瞻性和科学性。
1.2测验手段的多样性和科学性
测验手段即收集水文基本资料所采用的方式方法,它包含了测验管理模式、采用的技术、仪器设备的应用和资料计算整理方法等。
2水文测验成果质量的评定
水文测验资料收集的目的是为社会生产服务,满足用户的需求,因此,成果质量必须得到充分保证。
2.1基本站水文测验与专用站的区分
水文测验成果质量的评定对于基本水文站都有明确规定,只要对不同类别、不同项目的系列水文资料进行误差分析,按照质量评定标准对应评定即可。而专项水文测验则有其特殊性,既要考虑用户的需要,又要受测验条件约束,往往在完成的某一项任务时还涉及多个专业,需要测验人员多方兼顾,特别是对于时间要求紧的临时性水文测验更存在许多与规范要求不相适应的情况,为使管理者有的放矢,需制订出一个与此相匹配的质量指标。在实际中,水文测验大多数情况是在野外进行,测验条件有限,有些测验环境非常差,测验的环境或多或少地影响着资料收集的质量。通过多年的外业实践经验,可在对受环境影响较大的专用站进行分析,并结合基本站质量评定办法,按环境条件对成果质量的影响划分为3个等级,取用不同的允许误差值。
2.2不同测验仪器的区分
为保证外业测验资料收集的精度,规范对水文测验仪器的使用也有较为明确的要求。但许多指标都是基于野外环境较为正常情况下的理论试验值,很多时候难于真正达到要求。
流量测验中,采用流速仪法和ADCP法以及其他方法,因测量原理不同会导致流量测值的差别。目前,许多先进测验仪器的应用使测验方式有了很大的改变,测验精度也有较大的提高,但在使用不同测验仪器情况下,应分测验项目统一测验精度,消除测验中因仪器的不同而导致测量精度不一致的问题;同时,不能简单地把不同仪器的测量结果放在一起进行比较,硬性寻求不同仪器测验成果的系统性和一致性,若因测量原理不同造成测量值的差别,那么只要满足了仪器性能要求,符合规范规定的精度,就应认为是合格的。
2.3误差指标体系的区分
目前各项目观测技术标准中,都存在分项和单次成果允许误差指标,但没有列出系列成果总体质量指标,这样在测验中就不能很好地把握某一区域或某一时段资料的质量。
单项指标和单测次指标是保证测验成果精度的误差控制指标之一,但仅有这些还不够,试想若某一时段流量各单测次误差都符合要求,但误差却都存在系统性,这样在推流中就会造成水量的不准确性;又如在某一个区域各测站单项指标均满足要求,但综合检查却存在水沙的不稳定性,这种不稳定性很容易引起区域特性的假象,影响后续成果精度。
有些水文部门,为了控制测区质量,保证本测区水沙量平衡,根据本测区水沙特性,补充规定区域水量误差应控制在5%～10%。但在实际工作中,这些误差指标没有考虑区域性和时段性,有的小闭合区域或者沿程距离较短的河段,这一指标很容易满足,但有些区域较大、成果系列较长的河段这一指标就很难得到满足了。即使能得到满足,有时其误差绝对量也是较大的,这对控制区域时段水沙量的平衡,还是存在科学依据的不足。因此,有效控制水沙量,必须充分考虑区域性和时段性。
3控制成果质量的手段
对于水文测验成果质量的控制,过去大都只注重资料的后处理及校核,对资料的前期计划、收集以及资料过程的控制关注较少。随着社会对水文资料要求的增强,特别是ISO国际质量体系贯穿于水文行业之后,人们对成果质量的认识也在不断提高。以流量、悬移质输沙率等水文测验项目为例,除了每项标准都设有专门章节叙述“误差来源和控制”外,还可以从以下几方面指导测验人员对误差的来源加以有效控制。
3.1目标与计划相结合
水文测验就是通过收集外业资料以满足推求时段水、沙量和各种特征要素为目的。为此,编制水文测验任务书等策划文件。根据本河段水沙特性编制完成目标的实施计划。实施计划过程中应紧扣目标,对人力、物力资源进行合理分配,在规定时间内分步骤和阶段进行。同时对可能出现的问题应进行综合分析研究,以足够的策略应对,为资料收集做好前期准备,这也是传统水文测验较为薄弱的环节。工作中应特别注意目标与计划脱节的现象,或者说目标不明确、计划不实际,导致说一套做一套的局面,从而增加成果质量的不确定性。所以目标的确立与计划的制定是整个资料收集的基础,也是关键。