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關于水文測驗中誤差的思考

文檔作者：吉呈祥文檔來源：新疆哈密水文勘測局		點擊數：	更新時間： 2024年07月06日
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2017年第5期(總第140期)
鈺；夏與芋釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVA丁10N 2017年5月
關于水文測驗中誤差的思考
吉呈祥
(新疆哈密水文勘測局，新疆哈密849000)
摘要： 闡述水文測驗中誤差分析的相關術語，分析水文測驗中的誤差理論，探討水文測驗中誤差的來源和控制方法
研究，以期對相關工作有所借鑒。
關鍵詞：水文測驗；誤差問題；思考
中圖分類號：P332 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2017)05—0097—02
Thoughts on Errors in Hydrological Test
， JI Chengxiang ．
(Hami Hydrographic Survey Bureau of Xinjiang，Hami 849000，Xinjiang，China)
Abstract：This paper elaborated the related terms of error analysis in hydrological test，analyzed the elTor theory in hydrological
test，and discussed the source of errors in hydrological te．st and the control method，hoping to provide reference for the related work．
Key words：hydrology test；error problem；thinking
0引言
為了達到高效利用水資源的目的，中國水利部門
大力支持水文測驗工作，由此可見，這項工作意義重
大。開展水文測驗工作時，信息搜集和整理離不開測
量，但是現階段受中國經濟發展水平和科技水平的制
約，導致水文測驗工作不可避免地存在或大或小的誤
差。誤差不可能完全消除，但可以通過有效手段減小
誤差，從而促進中國水利行業發展。
1水文測驗中誤差分析的相關術語
進行誤差分析時，必須了解以下幾個基本術語：
a)量值。指某個特定量值的大小，通常是某個數
與測量單位相乘，量的表現形式就是量值。一般而言，
所有能測量的量均是數值及計量單位共同組成的，如7
m、7 cm、20 S、16 g等。量的數值為數，量值表述中
和單位進行相乘的數屬于量值組成部分，上述例子中
提到的7、20、16等都屬于數值，不包括計量單位，所
以不是量值。有一些量是不可以由某個數與測量單位
相乘的，這個時候可以參照事先約定好的參考標尺，
或參考測量的程序，或用它們都參照的方式進行表示【11；
b)測量。操作的目的是確定量值，操作能夠自動
進行。有時計量等同于測量，計量活動是一種可靠的
活動，水文水資源計量或水文水資源測量包括觀測雨
量、流量、地下水、分析水質、觀測蒸發量、墑情等
活動；
c)真值。這個值是與給出的特定量定義相同，只
有利用相當完善的測量才能夠得到量的真值。一般情
收稿日期：2016—11-22
作者簡介：吉呈祥，1972年生，男，山西曲沃人，2001年畢業于新
疆大學水文水資源專業，工程師。
況下，如測量人員對某一個量的測量不夠完善是得不
到真值的，某個量的真值實際上是理想的概念，是它
在被測量時自身具有的實際大小，根據其本性，真值
其實并不確定。與給出的特定量定義相同，可能會有
多個，不確定度評定之中，會把被測量之值當成真值；
d)約定真值。在實際工作中，有時約定真值與指
定值、參考值、約定值、最佳的估計值等定義相同。
有一些值它們是給定目的的，具有一定的不確定度，
被賦予了特定的量。在這種意義上，使用參考值時，
不應當將它和參考條件中使用的參考值混淆起來。為
了明確約定真值，經常會用到某一個數量多次的測量
結果。約定真值能夠無限靠近真值，有些情況下，能
夠替代真值。實際測量時，約定真值可以是以下幾種：
(a)被測量的實際值；㈣計量標準復現的量值；(c)已經被
修正的算術平均值回。
2水文測驗中的誤差理論
之所以會出現誤差理論是因為在計量人員開展計
量工作時難免會出現誤差，所以產生了誤差理論這個
概念。然而，各個領域的工作性質是不同的，所以不
同領域使用的誤差理論也有某種差異，相關人員就能
夠利用誤差理論分析這個概念。某些形勢下，工作人
員往往會把誤差的絕對值和這種情況混淆，實際上，
兩者是不同的概念，所以，為了避免產生誤差，相關
人員應當加強相應管理。
測量過程中，真值和實際測量值兩者存在差異，
無法完全說明存在真實的測量值，因而又產生了一個
概念，即不確定度，誤差是與之不同的概念，測量數
值時，假如兩者混淆，會影響最終結果【3]。
為了應對這個問題，測量單位大量引入測量儀器，
這一狀況由此得到了一定程度地改善。考慮到誤差不
·97·
萬方數據
2017年第5期缸；夏占芋釷2017年5月
可能完全避免，想要無限接近實際效果，應當盡最大
努力減小誤差。通常測量儀器中，都會有一個數值，
這個數值是允許的最大誤差，在這個范圍中測量的數
值都符合相關標準，其中又涉及到許多相近的定義，
如系統誤差、隨機誤差等，工作人員只有明確這些概
念，才能確保測量結果的有效性【4]。
a)隨機誤差。在測量過程中，會產生隨機誤差，
即便在重復的情況下，測量結果也會表現出差異，整合
這些結果，隨機誤差就是最終算出的平均差，其實無限
測量僅僅是理想的一種狀態，測量過程中，測量人員的
測算次數是有限的。隨機測量會呈現出隨機性，與影響
量的關系密切，以往水文測量工作中，經常使用的概念
是偶然測量，但是隨機測量已經取代了偶然測量；
b)考慮到系統誤差及原因是無法完全獲知的，因
而對系統誤差的補償都是有限度的，通常是利用修正
值補償系統誤差。當測量得到的結果用代數和及修正
值進行相加后，它的系統誤差的模會小于修正之前，
但不會是0。系統效應指已經識別的效應，其來源是影
響量。修正測量結果時可以使用系統誤差，修正值指
反符號的值，用在跟測量結果相加上，用來補償其中
的系統誤差值。但是系統誤差自身有一定的不確定度，
所以這種補償是不完全的。這些內容，在原有的一些
書里被稱作未知的系統誤差，不過，它已經不屬于誤
差的概念了，而是屬于已經計算出的系統誤差的不確
定度[51。
通過上面的分析，能夠區分出隨機誤差和系統誤
差兩者的不同。根據隨機誤差的定義，隨機誤差并非
不確定度，它并非分散的區間。不過，在復現性狀況
下或重復性狀況下，得到的某些測量結果呈現的隨機
誤差分量具有分散性，這屬于不確定度。這種分散性
不應當稱之為誤差的分散性，應當稱之為測驗結果的
分散性。表述測量結果是否可靠時，不應繼續使用測
量誤差。測量誤差和不確定度兩者的概念不同，不能
互相替代，它們各有各的價值和用處【q。
3水文測驗中誤差的來源和控制方法研究
3．1水文觀測誤差研究和應對措施
a)風浪、回流、雍水造成的誤差。對于這種誤差，
可以運用以下方法縮小誤差：相關人員實地勘察被測
流域的特殊階段，設置水尺時，最好避免跌水、回水、
漂浮物等造成的影響；把水尺樁制成菱形或流線形，
能夠在某種程度上降低急湍對它的沖擊，并且減輕雍
水與晃動對測驗結果造成的誤差；降低風浪對水尺的
影響；
b)工作人員直接讀取水尺時造成的人為誤差。這
種誤差產生的原因通常是測驗人員的失誤，進行水文
測驗時，測驗人員必須保證工作嚴謹。觀測水位時，
測驗人員應當蹲下身體，確保視線與水面盡量接近，
盡可能降低視覺誤差；開展水文測驗工作時，考慮到
風浪的影響，獲取觀測數據時，最好取大于三次波峰
·98·
和波谷讀書的平均值。最關鍵的是，測驗人員進行數
據記錄和觀測時，應當具有強烈的責任心，始終保持
高度的工作熱情，謹慎負責地展開測量工作陰。
3．2流量觀測誤差研究和應對措施
測驗流量時，使用頻率最高的方法是利用常規流
速儀。使用常規流速儀產生誤差的原因包括測流斷面
鋪設的垂線數量較少、測量設備的影響、計算斷面面
積方法不當、水流紊流和回流影響等。因為引起流量測
驗誤差的原因很多，所以縮小誤差的方法也很多。如常
規流速儀在出廠前應當經過嚴格地質檢，另外，在測驗
時，應當注意不同的水流及輸沙特性狀況下對水文情況
的測驗，從而提升流量測驗的可靠性；盡可能降低斷面
面積測驗造成的影響，測驗工作中，對水位的觀測不精
確、河床的變化都會影響斷面面積流量的計算，因而，
在實際操作過程中，必須控制好測驗環境。
4結語
中國存在各種各樣的與水文測驗相關的規范，為
了達到與國內外計量方面的要求及技術規定相符合，
相關部門應當根據水文實際，對測驗的精度重新修訂。
水文測驗人員開展水文測驗工作時，必須搜集和整理
數據信息，這一過程必然會受到誤差的影響，應當仔
細分析影響誤差的原因，研究降低誤差的措施，進而
提高水文測驗工作的精確性和時效性，保證水資源管
理工作能夠順利進行。
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金田，2013(4)：329．
(責任編輯：季鑫)
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地下水污染
由于礦體、礦化地層及其它自然因素引起地下水
某些組分富集或貧化的形象，稱為“礦化”或“異常”，不
應視為污染。地下水污染是由于人為因素造成地下水
質惡化的現象。地下水污染的原因主要有：工業廢水向
地下直接排放，受污染的地表水侵入到地下含水層中，
人畜糞便或因過量使用農藥而受污染的水滲入地下
等。污染的結果是使地下水中的有害成分如酚、Cr、Hg、
As、放射性物質、細茵、有機物等的含量增高。污染的地
下水對人體健康和工農業生產都有危害。

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