水資源監(jiān)測下的質(zhì)量控制

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了水資源監(jiān)測下的質(zhì)量控制范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:對省界斷面水量、取用水戶實時水量、省界斷面和重要水功能區(qū)的水質(zhì)以及飲用水水源地的實時水質(zhì)等水資源監(jiān)測類型及監(jiān)測方式方法展開了分析?；诜治鼋Y(jié)果，總結(jié)出了適用于水資源考核要求的水文站水量監(jiān)測數(shù)據(jù)、取用水戶在線水量監(jiān)測數(shù)據(jù)、水質(zhì)實驗室水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)以及水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點及其存在的問題。同時，提出了有關(guān)水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面的原則和方法，并對現(xiàn)有的水資源管理系統(tǒng)提出了一些有待改進(jìn)的合理化建議。

關(guān)鍵詞:監(jiān)測數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)質(zhì)量控制;監(jiān)控能力;水功能區(qū);水資源監(jiān)測

1研究背景

自2012年開始，我國開展了國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項目的建設(shè)，其目的就是建立與用水總量控制、用水效率控制和水功能區(qū)限制納污相適應(yīng)的重要取水戶、重要水功能區(qū)和主要省界斷面三大監(jiān)控體系，以形成與實行最嚴(yán)格水資源管理制度相適應(yīng)的水資源監(jiān)控能力。目前，國家水資源管理系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)包括:①每小時的重要取水戶監(jiān)測點取用水量;②每6h的水源地水質(zhì)變化情況;③每天的大江大河省界水量斷面流量信息;④每個月的大江大河省界水質(zhì)斷面巡測信息。用于最嚴(yán)格水資源管理考核的數(shù)據(jù)應(yīng)力求全面、準(zhǔn)確、及時。隨著國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項目后續(xù)項目的建設(shè)，以及水利基本建設(shè)項目的投入，各類水資源監(jiān)測站點將會得到逐漸完善，并隨著新儀器、新裝備的不斷進(jìn)步，其時效性亦會得到逐漸提高。然而，水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受制于觀測手段、人員素質(zhì)以及利益博弈等方面的限制，難免會產(chǎn)生一些偏差甚至錯誤。如何確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性，已成為實施“三條紅線”考核的關(guān)鍵。

2國家水資源監(jiān)測類型

國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項目涉及的水資源監(jiān)測類型包括:省界斷面水量監(jiān)測、取用水戶實時水量監(jiān)測、省界斷面和重要水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測、飲用水水源地的實時水質(zhì)監(jiān)測等四大類。

2．1省界斷面水量監(jiān)測

省界斷面是指上下游分別穿越不同的省(自治區(qū)、直轄市)行政區(qū)界的主要河流(湖泊)的水質(zhì)水量監(jiān)測斷面，或者是不同的省(自治區(qū)、直轄市)位于左右岸的河流(湖泊)的水質(zhì)水量監(jiān)測斷面。省界斷面水量監(jiān)測主要是依托現(xiàn)有的水文站網(wǎng)。由于水文站一般被要求設(shè)立在河岸順直、水流平順的河段，省界斷面處有的不能滿足水文站設(shè)立要求，現(xiàn)有省界水文站通常并不一定位于真正的省界處。如果省界斷面上下游附近沒有大支流入?yún)R，那么其上下游水文站的水量監(jiān)測數(shù)據(jù)可以基本上代表省界斷面的或通過一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系換算成省界斷面的水量成果?，F(xiàn)階段，對絕大多數(shù)的水文站流量過程不能完全做到實時在線監(jiān)測，大多是采取流速面積法，利用機械流速儀進(jìn)行人工測流。但是流速儀只能測得一個點的流速，對一個過水?dāng)嗝娴钠骄魉傩枰獪y量幾十個點的流速才能得到較為準(zhǔn)確的平均流速，如此費時費力，達(dá)不到實時在線的目的［1］。對大江大河應(yīng)用較多的走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀，能同時測得多根垂線流速分布以及水深信息，但是其流量計算仍采用的是流速－面積法，這樣亦無法實現(xiàn)實時在線。水文站已實現(xiàn)的實時在線測流方法主要有聲學(xué)法(時差法、固定式ADCP、雷達(dá)法等)、堰槽法以及比降面積法等。(1)聲學(xué)法。①聲學(xué)時差法流速儀是通過測量順流、逆流時聲波在斷面間傳播的時間差來計算水層的平均流速，通過水層流速與斷面平均流速的關(guān)系計算出實時流量。②固定式ADCP根據(jù)測量的代表性點、水平線或垂線流速分布，通過關(guān)系模型得到斷面平均流速，從而計算出實時流量［2］。③雷達(dá)法則主要是測定水面流速，并通過率定的水面流速系數(shù)來計算斷面的流量。(2)堰槽法使用的堰槽主要有三角形薄壁堰、矩形薄壁堰、寬頂堰以及巴歇爾槽等。只要能測得水位，就可以運用較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換公式計算得到流量。因為要在河道上建一堰或槽，只能用于小流量測量，其使用限制顯而易見。(3)比降－面積法是一種通過觀測比降，利用水力學(xué)公式來推算流量的方法。該方法適用于河段順直、河床穩(wěn)定、無經(jīng)常性沖淤變化、糙率具有較好的變化規(guī)律、歷年水位流量關(guān)系較穩(wěn)定的河流或渠道。因為該方法僅需要觀測水位，所以可以很方便地實現(xiàn)在線監(jiān)測。

2．2取用水戶實時水量監(jiān)測

我國將取用水分為河道內(nèi)用水和河道外用水兩類。(1)河道內(nèi)用水是指河道內(nèi)水資源的利用，包括水運、漁業(yè)、旅游、沖沙以及生態(tài)環(huán)境用水等，只是利用水的動能、勢能、水域，水量全部回歸河道，不具備消耗特性，但可能會改變水資源的時空分布。(2)河道外用水是指通過提、蓄、引等不同的方式而調(diào)出的水量，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水和城市生活用水等，這類用水具有消耗的特性，只有部分水量回歸河道甚至完全不回歸。2．2．1河道內(nèi)用水的監(jiān)測河道內(nèi)取用水戶的用水情況，主要是通過現(xiàn)有的水文站進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)現(xiàn)有的水文站網(wǎng)完全不能滿足監(jiān)測水資源的時空變化需要時，則需要配合使用水工建筑物推流、電功率推流等方法來實現(xiàn)。堰、閘和涵洞等水工建筑物，只要水流情況符合水力學(xué)的計算條件，能夠確定流量系數(shù)，就能通過觀測水位和閘門開啟的高度來推算流量，并能實現(xiàn)水量的實時在線監(jiān)測［3］。在我國水資源管理中，水電站發(fā)電用水量一般是采用電功率法推算的水輪機過流量，與其他過流設(shè)施的過流量相加而得到水電站的下泄流量［4］。電功率取決于通過水輪發(fā)電機的流量和上游水頭或上下游的水位差，可由水電站的電功儀表讀得，利用水輪機的效率系數(shù)和上下游的水位差，即可推求出流量。2．2．2河道外用水的監(jiān)測河道外用水又可分為明渠和管道兩種輸水方式。其中，明渠的流量監(jiān)測與水文站的在線監(jiān)測方式類似。目前，管道流量測量的主要方式有:由超聲波管道流量計、電磁管道流量計、水表等儀器直接測量，以及由泵站機組的特性曲線推算流量兩種測量方式。無論采用超聲波流量計還是電磁流量計，均屬于非接觸式儀表，只適宜于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。以上流量計，不用在流體中安裝測量元件，不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線的運行。機械式水表由于成本較低而得到了普遍應(yīng)用，但是管路中的雜質(zhì)、水垢容易造成運行數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、堵塞等現(xiàn)象，雖然加裝濾網(wǎng)和磁性過濾器可以濾除較大顆粒雜質(zhì)及磁性物質(zhì)，但是仍有微粒雜質(zhì)無法濾除，一定累積后會影響計量的精度。通過泵站提水由泵站機組特性曲線推算流量的方法簡單，只要監(jiān)測泵站機組的功率，通過效率曲線即可推算出提取的流量。但是這樣取得的流量精度較低，滿足不了水資源管理的需求，只是在一些對流量精度要求不高，其他監(jiān)測方式困難時應(yīng)用。

2．3省界斷面和重要水功能區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測

省界斷面水質(zhì)監(jiān)測、重要水功能區(qū)國控監(jiān)測點的水質(zhì)監(jiān)測，原則上都采用巡測的方式。由負(fù)責(zé)水功能區(qū)監(jiān)測任務(wù)的流域環(huán)境中心、流域水環(huán)境分中心、省水環(huán)境監(jiān)測中心以及省水環(huán)境監(jiān)測分中心的水環(huán)境實驗室完成。水環(huán)境實驗室按照與建立水功能區(qū)限制納污指標(biāo)體系和監(jiān)督考核的能力相適應(yīng)的要求，參照水利部頒布的《水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)》(SL276－2002)標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)備［5］。所配備的分析儀器主要包括:便攜式多參數(shù)監(jiān)測儀、水質(zhì)等比例采樣器、氣相色譜質(zhì)譜儀、等離子發(fā)射光譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀、離子色譜儀、原子吸收分光儀、紫外可見分光光度儀、分光光度儀、原子熒光分光光度儀、生物毒性分析儀、總有機碳測定儀、總α、β測定儀以及葉綠素測定儀等［6］。

2．4飲用水水源地實時水質(zhì)監(jiān)測

全國重要飲用水地表水源地水質(zhì)監(jiān)測采用水質(zhì)駐測的方式，即配備水質(zhì)自動監(jiān)測設(shè)備。水質(zhì)自動監(jiān)測設(shè)備包括采樣設(shè)施、水樣處理系統(tǒng)、自動監(jiān)測儀器設(shè)備(常規(guī)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、COD自動測定儀、氨氮自動測定儀、總磷自動測定儀、總氮自動測定儀)、數(shù)據(jù)通信傳輸系統(tǒng)、供電供水以及附屬設(shè)施等。水質(zhì)自動監(jiān)測方法主要有電磁光譜法、化學(xué)分析法等，這些方法主要用于實時監(jiān)控和預(yù)警監(jiān)視。水質(zhì)自動監(jiān)測的監(jiān)測項目除了基本的常規(guī)五參數(shù)(水溫、pH、電導(dǎo)率、溶解氧和濁度)以外，主要監(jiān)測以高錳酸鹽指數(shù)、氨氮為代表的水質(zhì)指標(biāo)［7］。

3水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點

從水資源監(jiān)測類型的角度進(jìn)行分析，則可將水資源監(jiān)測產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分為以下幾類:①利用現(xiàn)有水文站點所獲取的水量數(shù)據(jù);②取用水戶在線監(jiān)測設(shè)備獲取的水量數(shù)據(jù);③通過巡測取樣由水質(zhì)實驗室獲取的水質(zhì)數(shù)據(jù);④通過水質(zhì)自動監(jiān)測站獲取的水質(zhì)數(shù)據(jù)。

3．1水文站水量數(shù)據(jù)

現(xiàn)有水文站一般為收集河流主要控制節(jié)點水文資料的基本水文站、為防汛提供實時水情的防汛水文站，還有就是為水利水電工程規(guī)劃設(shè)計、科學(xué)研究及其他公共要求提供數(shù)據(jù)的專用水文站。目前，專門用于水資源管理考核的省界斷面水文站數(shù)量較少。從監(jiān)測方式的角度來看，水文站的水位過程能實現(xiàn)自動在線監(jiān)測，絕大多數(shù)測站沒有實現(xiàn)在線測流。如果需要實時流量，一般有以下2種處理方式:①采用水位和流量插值方式自動獲取;②是由測站技術(shù)人員經(jīng)過綜合分析確定相應(yīng)流量后，再通過人工置數(shù)方式報出。對于水位流量呈單一關(guān)系的測站，流量自動計算較為容易，但是對于一些較復(fù)雜的情況，則很難簡單地依靠水位流量關(guān)系來自動轉(zhuǎn)換。報送流量主要依靠水文專業(yè)人員依據(jù)有限的實測流量點據(jù)，對測站水位流量關(guān)系變化趨勢的分析判斷，通過外推插值獲取。然而受經(jīng)驗及個別測點的影響，容易出現(xiàn)偏差。往往在新的測點出現(xiàn)后，流量的臨時繩套線需要重新修正，容易造成流量計算值的誤差，并出現(xiàn)上下“跳動”的現(xiàn)象。因此，第一種方式可能會存在較大的誤差;后一種方式實際上仍然為人工方式，并非真正意義上的實時在線，與水資源監(jiān)測要求得到每天流量信息的需求存在一定的差距。從信息傳輸流程的角度來看，水文站將實時信息通過信息傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到水情分中心;水情分中心接收所轄測站的水情信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、校驗、入庫、編碼，再轉(zhuǎn)發(fā)到上一級水情分中心或流域水情中心;流域水情中心分發(fā)至流域水資源管理系統(tǒng)，由流域水資源管理系統(tǒng)將其上傳至國家水資源管理系統(tǒng)。在傳輸?shù)倪^程中，水情分中心、流域水情中心均需經(jīng)過一個嚴(yán)格的審核過程，因此有關(guān)測驗誤差會在該過程中很快被發(fā)現(xiàn)并得到改正，從而能夠保證進(jìn)入國家水資源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)正確。實時數(shù)據(jù)盡管存在著一定的誤差，但完全可用于預(yù)警，而且經(jīng)過整編后的數(shù)據(jù)可用于考核評估工作。

3．2取用水戶在線監(jiān)測水量數(shù)據(jù)

對于采用明渠取水的取用水戶，在線監(jiān)測方式與現(xiàn)有水文站的在線監(jiān)測方式基本類似。而對取用戶所采用的明渠斷面大多系人工開掘，水面較窄、斷面規(guī)則工整，且水位、流量變幅不大，水流流態(tài)較為穩(wěn)定，流量監(jiān)測條件較好。從明渠監(jiān)測方法的角度來看，①水工建筑物推流取決于流量系數(shù)，其流量系數(shù)主要通過模型試驗得到，未開展模型試驗的水工建筑物流量系數(shù)多采用水力學(xué)給出的流量系數(shù)經(jīng)驗公式和查算圖表，且主要是根據(jù)大量的試驗資料進(jìn)行綜合歸納;②電功率法推流精度取決于水輪發(fā)電機的效率，效率系數(shù)曲線均在出廠時已給出，有的需通過水力學(xué)方法進(jìn)行計算，有的需通過模型試驗得到;③聲學(xué)法是通過大量的同步流量測次率定，確定代表點、代表線與斷面流速、表面流速與斷面流速之間的相關(guān)關(guān)系。從管道監(jiān)測方法的角度來看，電磁管道流量計是應(yīng)用導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動時，測量兩端所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢來計算導(dǎo)電流體的流量［6］;運用聲學(xué)時差法管道流量計可以測量滿管水流的某一個或幾個直徑的平均流速，也可測量平行的幾個水層的平均流速，由測得的流速推算出管道的平均流速再來推算流量［7］;聲學(xué)多普勒管道流量計是測量管道內(nèi)一個或幾個聲束上的平均流速，按已率定的計算公式來計算管道的內(nèi)徑流量［8］;機械水表是通過葉片的轉(zhuǎn)速與平均流速建立的關(guān)系來推求流量，其關(guān)系一般是在儀器出廠前就已給定;泵站提水機組特性曲線已在出廠前率定，按實際工況計算即可計算出流量。從信息傳輸流程的角度來看，取用水戶將實時信息通過傳輸網(wǎng)絡(luò)直接傳送到省或國家水資源管理系統(tǒng)，再由國家水資源管理系統(tǒng)與流域和省共享，整個過程實現(xiàn)了全自動［9］。全自動采集傳輸過程，能使數(shù)據(jù)以最快的速度到達(dá)中央平臺，但數(shù)據(jù)缺乏必要的審核過程。由于利益沖突的緣故，取用水戶與上傳的取用水量數(shù)據(jù)有天然的抵觸情緒，可能會采取斷電、造假甚至損壞計量設(shè)施的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)據(jù)不連續(xù)、不真實、不穩(wěn)定的問題。盡管可以通過滑動平均等方法去除跳躍成份，但無法對數(shù)據(jù)的真實性進(jìn)行判斷，更不可能恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)。

3．3實驗室水質(zhì)數(shù)據(jù)

從采樣分析方法的角度來看，因斷面數(shù)量巨大，很難大面積采用在線監(jiān)測的方式［10］，只能采取巡測取樣結(jié)合實驗室分析的方法，而且采樣頻次不可能很多。國家對室驗室水質(zhì)分析方法有著嚴(yán)格的規(guī)定，所配備的設(shè)備均是市場上成熟可靠的產(chǎn)品，具有國家質(zhì)量監(jiān)督局頒發(fā)的產(chǎn)品生產(chǎn)許可證、計量認(rèn)證;每年對各水質(zhì)實驗室進(jìn)行的計量認(rèn)證，確保了水質(zhì)實驗室分析的精度和可靠性。但是傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場水樣采集、化驗方式周期太長，難于及時、準(zhǔn)確地反映水質(zhì)變化的性質(zhì)和過程。從信息傳輸流程的角度來看，通過巡測得到水樣，由水質(zhì)實驗室分析獲得數(shù)據(jù)，經(jīng)過校核、審查等過程輸入水質(zhì)數(shù)據(jù)庫。省界斷面及省界緩沖區(qū)的水質(zhì)數(shù)據(jù)需經(jīng)各省水環(huán)境監(jiān)測中心和流域水環(huán)境監(jiān)測中心審核后進(jìn)入國家水資源管理系統(tǒng)，水功能區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)則需經(jīng)各省水環(huán)境監(jiān)測中心審核后進(jìn)入國家水資源源管理系統(tǒng)。因此，實驗室的水質(zhì)數(shù)據(jù)在分析、傳輸?shù)倪^程中，均會受到嚴(yán)格審核過程的控制，其質(zhì)量和精度均能夠得到保證。盡管監(jiān)測頻次略顯不足，但是可供考核評估工作使用。

3．4水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)

從監(jiān)測儀器工作方式的角度來看，由于自動監(jiān)測數(shù)據(jù)之間，自動監(jiān)測與手工監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的不一致問題嚴(yán)重，國家關(guān)于自動監(jiān)測技術(shù)的各項標(biāo)準(zhǔn)體系還未建立起來，運用這些數(shù)據(jù)的法律地位比較尷尬［11］。由于水質(zhì)自動站大多數(shù)都位于較偏僻的地方，供電環(huán)境較差，有時會出現(xiàn)臨時斷電等情況，可能會導(dǎo)致停止運行而缺測量數(shù)據(jù)。因此水質(zhì)自動站一般用于預(yù)警，而考核評估則仍主要采用的是實驗室監(jiān)測數(shù)據(jù)。從信息傳輸流程的角度來看，由于水質(zhì)自動站大多都是依托于水文機構(gòu)或水環(huán)境保護(hù)機構(gòu)，傳輸至省或流域管理系統(tǒng)后，根據(jù)自身的質(zhì)量管理要求，會對發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和處理，并會將不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動剔除或修正。同時，每隔一定時期或在更換化學(xué)試劑時，會對實驗室標(biāo)準(zhǔn)分析方法與自動監(jiān)測儀器方法的結(jié)果進(jìn)行比對分析，從而保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于自動站的大量建設(shè)，現(xiàn)有的人力已無法面對海量水質(zhì)的在線數(shù)據(jù)，有較多水質(zhì)自動站是采用委托方式進(jìn)行觀測的，因此在其質(zhì)量控制體系未建立之前，其數(shù)據(jù)的可靠性值得懷疑。

4監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

從水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點來看，水文站、水質(zhì)實驗室因受到嚴(yán)格的質(zhì)量體系控制，數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。取用戶水量自動監(jiān)測數(shù)據(jù)、水源地水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)因質(zhì)量控制不嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)質(zhì)量有待提高。

4．1省界斷面質(zhì)量控制

鑒于水文監(jiān)測與水資源監(jiān)測對成果要求有所區(qū)別，水文監(jiān)測以控制過程量及轉(zhuǎn)折點為目的，并以防洪測報為重點開展工作;水資源監(jiān)測要求流量過程具有完整性，應(yīng)重點關(guān)注枯水過程和最小流量。因此，為了滿足水資源監(jiān)測的要求，對已成熟的水文質(zhì)量控制提出了更高的要求。由于常規(guī)水文監(jiān)測不能滿足水資源監(jiān)測的逐日流量過程要求，需大量采用水位流量關(guān)系轉(zhuǎn)換。目前，我國常用的流量轉(zhuǎn)換方法主要包括:水位流量單一線法、變動綜合線法、經(jīng)驗繩套法、綜合落差指數(shù)法以及繩套水位流量直接轉(zhuǎn)換的差分方程模型等方法。因此，為了滿足水資源監(jiān)測的要求，測站或分中心人員應(yīng)密切關(guān)注水位流量關(guān)系的變化，視流量實測點據(jù)對水位流量關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。為滿足考核評估要求，除按年進(jìn)行整編以外，還應(yīng)盡可能地縮短整編歷時。對于采用在線測量的水文站，其選擇的代表點線是在特定地點、配合特定安裝方式建立的，因此不具有普遍性。一旦更換地點和安裝方式后，需重新對其關(guān)系進(jìn)行率定。為了尋找最優(yōu)的代表點線，應(yīng)采用多種方案參數(shù)進(jìn)行比較，開展大量的合理性分析，進(jìn)而優(yōu)選出最好的關(guān)系。每年還應(yīng)安排必要的巡測測次，率定代表點線是否發(fā)生變化。對于使用堰槽法測流，雖然水位流量關(guān)系較為穩(wěn)定，但是為了適應(yīng)實際環(huán)境的變化，提高流量測量精度，還是應(yīng)運用流速儀法測得的流量對堰槽水位流量關(guān)系進(jìn)行校核。而對于堰槽法、電磁法，則需實施停水改渠和定期維護(hù)。對于使用比降面積法測流，比降水尺的設(shè)立需通過在兩岸不同地點的對比觀測予以確定。糙率不僅會隨著水位、比降等因素發(fā)生變化，而且會隨時間而發(fā)生改變，因此河道形狀、床面組成的變化以及測站附近水工設(shè)施對水流形態(tài)的影響等，都會引起糙率發(fā)生變化。所以，對于糙率應(yīng)采用當(dāng)年或鄰近年份的實測資料進(jìn)行計算校正。

4．2取用水戶在線監(jiān)測水量數(shù)據(jù)

對于采用水工建筑物推流，由于受試驗的條件和技術(shù)水平的限制，流量系數(shù)產(chǎn)生誤差是不可避免的。因流量系數(shù)會受多種因素的影響，如泥沙沖淤會使流量系數(shù)與有關(guān)水力因素的單值關(guān)系受到破壞，會導(dǎo)致率定成果不穩(wěn)定或采用成果不可靠。因此，每隔一定時期就應(yīng)開展流量系數(shù)的率定工作，該項工作主要通過在其下游開展水文巡測進(jìn)行。對于采用電功率法推流，無論何種方式得到的效率曲線，均會與實際情況存在著一定的差異。電廠運行后應(yīng)根據(jù)實測流量來率定效率曲線，得到單機或綜合的功率與效率的關(guān)系曲線，然后根據(jù)開機的情況運用不同的曲線來推算流量。管道超聲波流量計、電磁流量計測量誤差的原因很多，包括儀表選型、安裝環(huán)境、安裝方法、使用及其維護(hù)等諸多因素，其誤差主要來源于管道內(nèi)非滿管或含有氣體、空間電磁波干擾、管內(nèi)附著層及非對稱流動等。因此，為了保證精度，應(yīng)盡量將流量計安裝在自下而上流動的垂直管道上，如果需水平安裝，則應(yīng)安裝在管道的最低端。電磁流量計為克服空間電磁波干擾，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離如大電機、大變壓器和電力電纜附近等強磁場，采用縮短電纜長度、將電纜單獨穿在接地鋼管內(nèi)等屏蔽措施。針對管內(nèi)的附著層，在選擇管道時，應(yīng)盡量選用難附著沉淀的襯里，采用機械法或化學(xué)定期清洗法，還可以通過管徑的選擇來提高流速，起到自動清洗管道的目的。為了保證流速按同心圓分布，不造成管道的非對稱流動，流量計的上游應(yīng)有足夠的直管段(5D以上)，而且流量計的內(nèi)徑應(yīng)與上下游一定范圍內(nèi)的管道內(nèi)徑相同。所有使用儀器監(jiān)測的取用水戶，應(yīng)確保儀器在有效使用期內(nèi)，并1a一次或定期到有資質(zhì)的機構(gòu)進(jìn)行儀器鑒定和認(rèn)證。由于取用水戶數(shù)據(jù)缺乏必要的校審程序，同時國家與取用水戶之間存在著利益博弈關(guān)系，因此對取用水戶監(jiān)測應(yīng)指定監(jiān)管單位，最好由監(jiān)管單位對在線數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行評判。而現(xiàn)有的水資源管理系統(tǒng)缺少有關(guān)這一部分的設(shè)計，取用水戶的監(jiān)測數(shù)據(jù)不能實時到達(dá)水資源監(jiān)管單位，缺乏必要的連通信息途徑。一旦大量有錯誤的信息進(jìn)入國家水資源管理系統(tǒng)，則將會導(dǎo)致無法對用水戶實施考核。

4．3水質(zhì)實驗室監(jiān)測數(shù)據(jù)

目前，所有水功能區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)全部來源于各省、各流域機構(gòu)的水質(zhì)室驗室，因此水質(zhì)實驗室的儀器設(shè)備應(yīng)全部采用國家認(rèn)可的水質(zhì)監(jiān)測儀器，以確保精度能夠滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。各水質(zhì)實驗室應(yīng)每隔一定時間開展一次水質(zhì)計量認(rèn)證，對正在使用的各類儀器采用盲樣測驗檢驗，做到不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)就不讓投入運行。同時，對于水質(zhì)實驗室的各類儀器應(yīng)按要求定期率定，對提供的數(shù)據(jù)應(yīng)校審手續(xù)齊全，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)正確。

4．4水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)

水質(zhì)自動監(jiān)測采用的儀器、方式、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與審核等方面與水質(zhì)實驗室之間有較大的差異。為了保證水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠，需要構(gòu)建完善的質(zhì)量控制體系，才能保證水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完整。無論對于托管站還是水文、環(huán)境部門自已運行的水質(zhì)自動站，實驗室技術(shù)人員均應(yīng)實時跟蹤檢查數(shù)據(jù)，對發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)及時予以判斷和處理，并做好記錄。有條件的應(yīng)建立計算機數(shù)據(jù)審核系統(tǒng)，將不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動剔除或修正，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)要執(zhí)行三級審核制度，按周報告監(jiān)測結(jié)果。應(yīng)定期檢查各種儀器輸出量程與軟件控制輸出量程的一致性、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)下載的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實時顯示的數(shù)據(jù)與儀器表頭顯示的數(shù)據(jù)的一致性。當(dāng)自動站意外斷電且再度上電時，應(yīng)能自動排出斷電前正在測定的試樣和試劑、自動清洗各通道、自動復(fù)位到重新開始測定的狀態(tài)。應(yīng)將自動站運行的故障信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)同步傳輸至監(jiān)測部門，由實驗室人員對其數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行評判。應(yīng)確保所有使用的試劑均在有效期內(nèi)，而且應(yīng)為分析純或優(yōu)級純級別;標(biāo)準(zhǔn)溶液貯存期除有明確的規(guī)定外，一般不得超過3個月。應(yīng)定期對實驗室標(biāo)準(zhǔn)分析方法與水質(zhì)自動監(jiān)測儀器方法的分析結(jié)果進(jìn)行比對，定期對各種化學(xué)試劑或標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行抽查，一旦發(fā)現(xiàn)試劑或標(biāo)準(zhǔn)溶液變質(zhì)，應(yīng)及時予以更換。每次更換試劑后均應(yīng)對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，將其與實驗室的結(jié)果進(jìn)行對比試驗，并保留水樣，建立關(guān)系。

5結(jié)論

(1)依靠現(xiàn)有水文站的水量監(jiān)測數(shù)據(jù)，雖然其數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，但流量監(jiān)測的頻次不能滿足水資源監(jiān)測的實時性要求。采用水位流量插值推求的流量過程，雖然滿足了實時性的要求，但存在著較大的誤差，與能用于水量考核的水文整編數(shù)據(jù)之間存在著一定的偏差。水文站只需按照有關(guān)規(guī)范開展測驗，并保證測驗儀器處于有效期，其精度就能得到保證。對于考核，只需將監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整編即可。(2)取水用戶在線水量監(jiān)測數(shù)據(jù)大多數(shù)具有較高的精度。但是在線監(jiān)測設(shè)備的種類眾多、采用的方法各不相同，現(xiàn)有取用水戶的技術(shù)力量不能滿足或不愿開展日常的代表性率定、計量認(rèn)證及定期儀器送檢鑒定工作。同時，還存在著利益博弈的關(guān)系，對于突然出現(xiàn)的諸如斷電、儀器故障等問題解決的積極性不高。因此，為了保證數(shù)據(jù)的正確性，應(yīng)盡快建立取用水戶在線水量監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量保證體系，由取水用戶監(jiān)督管理單位負(fù)責(zé)監(jiān)控所管取用水戶在線數(shù)據(jù)的校驗，并監(jiān)督取用水戶進(jìn)行儀器定期送檢、代表點線率定、計量認(rèn)證。(3)水質(zhì)自動監(jiān)測光電法采集的數(shù)據(jù)誤差較大，化學(xué)試劑法的數(shù)據(jù)較為接近實驗室的數(shù)據(jù)，但即使這樣，仍應(yīng)經(jīng)常性地開展儀器的重新校準(zhǔn)和實驗室數(shù)據(jù)的比對工作。對于化學(xué)試劑法，每次在更換試劑時都必須與實驗室的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)不連續(xù)等問題。水質(zhì)自動監(jiān)測站應(yīng)建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理辦法，由實驗室技術(shù)人員或委托有資質(zhì)和經(jīng)驗的第三方單位進(jìn)行實時跟蹤檢查數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)應(yīng)及時予以判斷和處理。(4)水質(zhì)實驗室數(shù)據(jù)受到嚴(yán)格的質(zhì)量控制，只要保證所有儀器均處于有效期，并嚴(yán)格地經(jīng)過校審程序，其數(shù)據(jù)是能夠用于各類考核的。

參考文獻(xiàn):

［1］王俊，熊明．水文監(jiān)測體系創(chuàng)新及關(guān)鍵技術(shù)研究［M］．北京:中國水利水電出版社，2015．

［2］齊勇，吳玉尚．ADCP的分類及其研究進(jìn)展［J］．氣象水文海洋儀器，2016(1):109－114．

［3］戴榮法．關(guān)于水工建筑物測流幾個問題的探討［J］．水文，1986(6):36－39．

［4］王增海．水電站發(fā)電流量計算方法探討［J］．人民黃河，2012(8):117－119．

［5］SL276－2002水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［6］李忠虎．電磁流量計測量誤差原因剖析及對策［J］．計量技術(shù)，2006(9):64－66．

［7］王飛，官龍騰．?dāng)?shù)字式時差法超聲流量計的設(shè)計與實現(xiàn)［J］．自動化儀表，2014(9):80－83．

［8］孫新新，翟媛媛．基于多普勒原理的管道流量測量系統(tǒng)的設(shè)計［J］．儀表技術(shù)與傳感器，2013(7):92－94．

［9］丁強，王美玲．水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約的研究和應(yīng)用［J］．水利信息化，2012(6):60－62．

［10］彭剛?cè)A，梁富生，夏新．環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理現(xiàn)狀及發(fā)展對策初探［J］．中國環(huán)境監(jiān)測，2006(2):46－49．

［11］劉偉，黃偉．中國水質(zhì)自動監(jiān)測評述［J］．環(huán)境科學(xué)與管理，2015(5):131－133．

作者:熊明 梅軍亞 杜耀東 吳瓊 單位:長江水利委員會水文局