气象水文数据复核方法与意义

2.4.2.1　降水、蒸发资料

降水、蒸发中的不合理资料或特异值，一般与观测场地、仪器类型、观测时段等有关，因此，降水、蒸发资料一般从降水、蒸发的观测场址，仪器类型，观测方法及时段等方面，检查资料的可靠性。

（1）检查观测场地周围有无影响测站雨量的高大建筑物、山坡、树木等。最好能绘制平面图，注明雨量筒周围影响物体的高度和相对距离。

（2）雨量器的型号、口径、安装高度以及量杯等设备是否符合要求，有无漏水现象。

（3）观测情况是否正常，雨量筒有无临时搬迁，观测有无中断，雨量筒（内筒）有无漫溢。

（4）观测是否准时，了解特大暴雨发生时观测分段和加测情况。

（5）原始观测记录是否完整，有无漏记或重复计算。

（6）自记雨量计（虹吸或翻斗式）有无故障，记录有无中断。

（7）虹吸式雨量计虹吸次数能否准确判定，自记曲线是否清晰可认。

（8）虹吸式雨量计换纸时间及时钟校正情况如何。

（9）自记雨量与人工雨量分段观测值是否相符。

（10）雨强特大时应作虹吸订正，订正系数是否经过核实。虹吸订正可用人工注水方法进行，尽可能对当时观测使用的雨量器直接作试验。

（11）对于特大暴雨中心地区各站资料，可绘制1d及时段（如6h、1h）雨量等值线图作面上检查，还可绘制若干测站的雨量累积曲线作比较。

（12）对于有疑问的测站资料，可根据河流洪水的水位、流量以及水库水位涨落情况作对比检查。

（13）对于未经量杯测定而是直接根据雨量筒量出的雨深，应检查雨量筒的上下口径、面积及高度，有时也可用注水称重的方法核对。

（14）在进行核实调查时，搜集其他置于室外的盛水容器（如水缸、水桶等）估算降雨总量作比照，并访问居民，记录他们提供的雨情和水情，以便综合分析暴雨中心的雨量。

在进行以上检查之后，还要对单站降水量进行合理性检查，它们一般满足如下规律：

（1）各时段最大降水量应随时间加长而增大，长时段降水强度一般小于短时段的降水强度。

（2）统计各时段最大降水量表与逐日降水量，一般24h最大量应不小于一日最大量，各时段最大降水量应不小于降水量摘录表中相应的时段量。

2.4.2.2　水位资料

水位、潮水位资料，主要要查明高程系统、水尺零点、水尺位置的变动情况，并重点复核观测精度较差、断面冲淤变化较大和受人类活动影响显著的资料。可采用上下游水位相关、水位过程对照以及本站水位过程的连续性分析等方法进行复核，必要时应进行现场调查。水位资料合理性检查可通过以下途径进行：

（1）绘制基本水尺断面平均河底高程变化过程线，检查水尺高程变动情况。在河床比较稳定的测站，相同水位的平均河底高程相同，利用这一特点可检查水尺高程系统的变动情况。

（2）绘制本站累积水位保证率曲线，检查水尺高程变动情况。在河床比较稳定，且河流水情未受水库等调节影响时，绘制水尺高程可能发生变动前后两个时期的累积水位保证率曲线。由于枯水期的水位变动较小，查出两条保证率曲线75%的水位进行比较，若两者差别小，则认为高程系统相同；否则，水尺高程系统不一样。

（3）绘制本站的水位过程线，并对该曲线进行检查。检查水位过程线是否连续，前后是否脱节，过程线的形状是否符合一般的变化规律，年际之间的水位是否相互衔接。

（4）与相邻站的水位点绘相关关系图进行检查。从图上检查不同时期的相关点据是否呈不规律分布，或是不同时期的相关点分布自成体系，以发现问题。

（5）绘制上下游站的水位过程线进行对照。当上下游各站水位之间具有相似的关系时，将上下游站的水位过程线纵排在一起，比较同时段各站水位变化趋势，检查本站与上下游站的水位过程线是否对应和协调。

当检查出水位资料有明显矛盾或突出疑点时，可通过调查或核对原始记录及有关计算底稿进行复核。水位资料复核可采用以下办法进行：

（1）核实水准基面的正确性。测站常用的基面有冻结基面（或测站基面）与绝对基面（或假定基面）等。绝对基面，我国沿用的有大连、大沽、黄海、废黄河口、坎门、吴淞、珠江等基面。同一高程系统，各流域（或地区）称谓不一，如吴淞基面因采用测量平差前后不同高程，有的流域对平差前成果称吴淞平差前基面、吴淞初算基面，而称平差后成果为吴淞平差后基面、吴淞基面，对最终平差前的初评成果常称资用吴淞基面；有的流域称新中国成立前为老吴淞基面，新中国成立后为吴淞基面等。1954年以后，全国统一采用黄海基面。要检查不同时期采用的测站基面是否统一，检查引测的水准点的高程是否因自然或人为原因有所变动。

（2）核定水尺断面和水尺零点高程的变动情况。同一测站不同时期的水尺断面位置不同，观测的水位自然有差别。若水尺有变动，校测不及时，或测量操作不符合规定甚至有错误，都会影响水位的准确性。

（3）观测方面的核实。水位有缺测、漏测、测次不足，都会使水位过程不连续；记录混乱，伪造观测记录，更会造成水位过程线变化不合理与上下游水位线不对应。在洪水期特别是大洪水时，有时存在缺测、漏测以及伪造等问题，对上述情况应逐项进行了解审查。

2.4.2.3　流量资料

我国的流量测验，20世纪50年代中期以前一般采用浮标法，以后虽多采用流速仪法，但在大水时期由于设备等原因，有些测站还是采用浮标法测流，采用的浮标系数多为假定或根据中低水位分析的浮标系数外延确定。利用借用断面或外延的水位流量关系曲线推流，均可能影响流量的精度。因此，在复核流量资料时，应着重复核测验精度较差及大洪水资料，主要检查浮标系数、水面流速系数、借用断面、水位流量关系曲线等的合理性。

流量资料的合理性检查，可采用历年水位流量关系曲线比较、流量与水位过程线对照、上下游水量平衡分析等方法进行检查，必要时应进行对比测验。

（1）水量平衡法。取本站与上、下游站不同时段的水量，计算不同时段的区间流域水量，并比较本站与上、下游站及区间流域的水量（或径流深）、径流系数的地区分布的合理性。

水量平衡常用两种方法计算：

1）简单计算法。取同一时段（如一个月、一次洪水过程等）上下两站的水量差，即ΔQ区＝Q下－Q上（式中，ΔQ区为两站间的区间流量；Q上及Q下为河段上游和下游站的流量）。这种方法多用于两站间河道调蓄作用较小、计算时段较长的条件。

2）流量演算法。用流量演算公式将上游站的流量演算到下游站，与下游站的实测流量相减，便得到区间流量过程线。从区间过程线的形状、洪峰出现时间、水量大小检查分析上下游站水量平衡关系。此法消除了河段蓄变量对水平衡的影响，多运用于长河段的水平衡计算，计算时段的长短不受限制。

致使河段水量不平衡的因素，除了水文测验资料的质量有问题以外，有时还与工农业用水、河床水文地质的封闭条件差，以及上下两站距离较短、两个大流量数值相减的综合误差大于区间产水量等有关。因此，对于区间水量不平衡问题，要从多方面分析。

（2）相关法。绘制本站与上、下游站的洪峰或不同时段洪量相关图，从相关图上检查点据的分布趋势及偏离平均关系线的程度，以检查各年资料的合理性。

（3）水位—流量关系曲线综合比较法。绘制本站历年的水位流量、水位面积、水位流速关系曲线，综合比较历年水位—流量关系曲线的变化趋势，并分析定线的合理性。

当流量资料合理性检查发现有水量不平衡（岩溶地区河流和有明显的河道渗漏损失的地区除外）或其他明显不合理现象时，应从测流方法、浮标系数选用、水位—流量关系曲线定线及其高水部分处延等方面进行复核。流量资料复核，主要从以下几方面进行：

（1）流速仪法。流速仪法用于中高水测流，经常出现的问题有：仪器使用时间过长，或者有损坏情况，或者测速超过了仪器规定的使用范围而未经重新检定，致使施测的流速不准确。用简测法、水面一点法测流，缺乏足够的精测法的比较资料，布设的测深、测速垂线以及测点数代表性不足，洪水过程中测次不足。

（2）水面浮标法。浮标系数和水道断面是决定浮标测流精度的两个主要因素。浮标系数选用不当，会给计算结果带来10%～20%的误差。借用断面不当带来的计算误差，与断面的稳定程度关系密切。

浮标系数分析。浮标系数由同步比测的流速仪精测法测到的流量Q与浮标法测得的流量Qf之比得到，即Kf＝Q／Qf。若两者施测的水位不同，则将流速仪所测的流量改正到浮标法相应水位时的流量Qc，此时Kf＝Qc／Qf。

当仅有中低水比测资料时，可外延中低水位与浮标系数的关系。外延的途径如下：

1）绘制Q（Qc）—Qf关系外延。在以Q（Qc）为纵坐标，Qf为横坐标的图上点绘Q（Qc）和Qf关系点。通过点群中心和坐标原点画一条直线外延，直线的斜率即Kf。当点据较散乱，并有风的观测记录时，在点据旁注明风向和风速，以风为参变数，画出不同风向风速的直线。

2）绘制水位与浮标系数关系线外延。关系线有直线，也有曲线；关系线外延的幅度要视关系线的形式和高水点分布稳定的程度而定。关系线为直线或高水部分的浮标系数基本稳定时，关系线顺趋势外延，外延幅度以不超过实测水位变幅的50%为宜。关系线为曲线或高水部分的浮标系数尚不稳定时，外延的幅度不宜超过实测水位变幅的20%。

3）由流速仪精测法资料分析浮标系数。由于用精测法求得的水面流速系数K0一般不能代替Kf，因此可按下述方法将K0换算成Kf。

设测流断面平均水面流速系数为K0，河槽改正系数为KA，空气阻力系数为KV，则水面浮标系数为

式中：Q为精测法流量，m3／s；Q0为水面一点法虚流量，m3／s；Afb为浮标测流段平均断面面积，m2；AC为浮标中断面面积，m2；AU、AL为浮标上、下断面面积，m2；A为浮标阻力分布系数，主要与浮标类型有关，一个测站所用的浮标，其类型和材料相同，则各个浮标的A值可以认为相等，一般采用静风条件下的实验值，由同步资料或通过试验求得；Kw为空气阻力参数；Vf为浮标运行速度，m／s；Vw为浮标运行期间的平均有效风速（顺风为正，逆风为负），m／s。

用式（2.5）计算的和实测的水面浮标系数，与水位点绘关系。

浮标系数是河段内水深、比降、流速、糙率、风向、风力等因素综合影响的结果，其数值的大小与水位、河道形式、河床平整程度等有一定关系。我国部分测站试验比测的资料表明，一般河道顺直、河床平整的测站，浮标系数变化较小，且随水位上升逐渐加大。一些中低水位受急滩控制，高水位受峡谷控制的测站，浮标系数变化较大，但高水位时随水位的上升逐渐趋于稳定。当测站上游附近有石梁、深潭时，一般其低水的浮标系数较大，且随水位上升逐渐减少并趋于稳定。

在20世纪50年代的浮标法流量计算中，有的测站用一个断面计算，有的用两个断面（1954年前多用双断面）计算。当浮标河段内断面变化较大时，这样计算的流量有较大的计算误差，因此，应按式（2.11）、式（2.12）修正原来的流量计算值：

【例】　经合理性检查，发现乌江龚滩站1939～1964年间采用的浮标系数0.85偏小。为此，利用该站1982年以后在水位237～259m内流速仪精测法测得的资料，按式（2.5）～式（2.10）分析计算了各级水位的K0、KA及KV（浮标阻力分布系数移用与本站浮标形式相同的朱家沱站的试验成果A＝0.016），计算结果见表2.4。

表2.4　龚滩站K0、Kv、KA、Kf分析计算成果表

4）用经验公式分析。当比测资料不足，且测流断面位于相对宽阔的河段时，可用经验公式计算K0，并外延。

•由弗劳德数计算垂线水面浮标系数K0。

为简化计算，式（2.13）中的诸水力要素可用断面的平均值计算，所得为测流断面的数值。将计算的K0再按式（2.5）换算为Kf。

•由谢才公式的系数计算K0。

式中：Vcp为测流断面平均流速；hcp为测流断面平均水深；I为水面比降。

水面流速系数为：

式中：A为经验常数，由实测资料分析获得。

当计算的K0不能代表Kf时，按式（2.5）～式（2.10）将K0换算成为Kf。

借用断面。对于推流借用的断面，要详细了解它的测量时间，能否反映测流当时断面的实际情况等，可绘制测站洪水期历年及当年的大断面图、水位面积关系线，对照进行检查，了解断面的冲淤变化情况，分析断面的冲淤变化规律，区别情况，分别对待。

1）河床稳定，断面面积与水位的关系为单一曲线，点据分布偏离曲线在±3%以内的，可借用当年任何一次实测大断面推算流量。

2）河床冲淤变化明显的测站，测流时虽未测得全部断面，但却抢测了部分断面，即使只测量了几条垂线水深的，可根据断面在洪水涨落过程中冲淤的特点，选用与以往情况相近的大断面。当无任何测深资料时，可在测流前期或后期测量的大断面资料中，选其中比较接近当时测流断面情况的资料，也可通过各种途径探索断面的冲淤规律，使借用的断面尽量接近实际。

3）测流断面不稳定，冲淤变化频繁，或主槽发生移动的测站，不宜借用断面计算流量。对资料复核发现的问题，如是水文测验允许误差，或对水文计算成果影响甚小可不改，情况不明时暂时不改。但是计算错误或影响较大的系统性误差，应进行改正。