水文水资源监测计量问题探讨

® 水资源计量解决方案
采用闸门过闸流量推算的方式时，闸位计和水位计都应是计量 设备，采用转子流速仪或计量设备ADCP对该闸位/水头/流量关 系进行率定以保证其关系是稳定可靠并具有应有的精度。通过 计量设备水位计、闸位计对水位、闸位监测和闸位/水头/流量关 系完成该过闸流量监测的计量。
采用泵站效率曲线测流法和以电折水测流法也应该通过计量设 备计电表和水头（泵前/后水位差）或埋深，泵站效率曲线测流 法采用采用转子流速仪或计量设备ADCP对该泵站电量/水头/流 量关系进行率定，以电折水测流法采用管道流量计对该地下水 井的水泵电量/埋深/流量关系进行率定，以保证其关系是稳定可 靠并具有应有的精度。通过电量推算出相关对应的流量。
® 实际水文水资源监测中计量设备安装使用过程中， 也会对监测精度产生影响，使得计量设备不能真正 起到应有的计量要求。
A）H-ADCP安装位置不妥，无法全时间段测流； B）采用没有溯源检定过的设备进行监测或比测率定； C）采用水位/流量关系推算流量时，监测点不具备测点满足单一水 位/流量关系的条件； D）管道测流时，没有保证满管流水，出现管内大量气泡影响测流； E）管道流量计安装时没有保证管道的稳态，安装位置不正确； F）雷达表面测流在小流量时，受风影响无法测流；
® 水资源计量的特点
管道流量监测仪器主要有超声波流量计，电磁流量计 和冷水表。这些仪器现在基本上已经是计量设备，需 按照计量设备要求进行检定即可。
渠道（河道）测流一般采用水位/流量法，流速仪法。
建筑法测流采用标准堰槽测流可以通过水位监测推算 流量。闸门过闸流量需要监测闸位、闸前后水位通过 闸位/水头/流量关系推算出水量。
® 水资源监控能力建设已经完成了两期，建 设现状凸显了计量的需求和迫切性。
® 水资源费改水资源税，形势倒逼水资源监 测的计量工作。
® 水文水资源计量具有基础性、应用性和公 益性特点。
® 水文水资源计量根据其作用与地位，可分 为科学计量、工程计量和法制计量三类， 分别代表水文水资源计量的基础性、应用 性和公益性三个方面。
采用水位/流量关系推算流量，首先要保证测点满足单一水位/流 量关系（自由出流，顺直河道，断面和流态稳定）。在此基础 上采用转子流速仪或溯源传递计量后的ADCP对改断面的水位/ 流量关系进行率定，以保证其关系是稳定可靠并具有应有的精 度。通过计量设备水位计对水位监测和水位/流量关系推流，完 成该断面的流量监测的计量。
ADCP测试现场的比测和率定。走航ADCP或水平 ADCP在测试点（断面）通过转子流速仪进行流速流 量的比测和率定，转子式流速仪通过水槽流速标准数 值的溯源检定已成为流速标准数值，由它作为溯源数 值对ADCP测流检定，使之完流速流量时，ADCP、超声波流速仪或雷 达表面测流仪测流速流量的计量，方法与水文计量方案相同。 但是雷达表面测流仪在低流速被风影响时应该有补救措施，因 为水资源对流量的监测需要是7*24小时不间断监测。
量值传递是通过对计量器具的检定或校准,将国家基准 所复现的计量单位的量值,通过各等级计量标准传递到 工作计量器具,以保证被测对象量值的准确和一致。
量值溯源的原则是全部测量设备必须是可溯源的。在 量值溯源时，必须按照国家计量检定规程或有关规定 的技术方法进行。
® 水文量值传递与溯源的方式
用行业计量标准进行逐级传递。即把受检计量器具送到具有高一等级 计量标准的计量技术机构进行检定。这种量值传递方式比较费时、费 钱，有时检定好的计量器具经过运输后，受到震动、撞击、潮湿或温 度的影响，丧失了原有的准确度。而且它只对送检的计量器具进行检 定，而对其使用时的操作方法、操作人员的技术水平、辅助设备及环 境条件等均没有考核；
® 《中华人民共和国水文条例》要求：“水文监
测所使用的计量器具应当依法经检定合格。水文监测 所使用的计量器具的检定规程，由国务院水行政主管 部门制定，报国务院计量行政主管部门备案。”
® 加强水文计量工作是国家法律法规赋予水文 行业的神圣职责。
® 水文计量工作是水文工作的重要组成部分， 是提高行业管理能力必不可少的重要方面， 也是维系水文行业科学发展的重要阵地。因 此，加强水文计量工作也是水文行业自身科 学发展的需要。
对于该计量器具两次周期检定之间缺乏必要的技术考核，因此很难确 保用该计量器具在日常测试中量值的可靠。尽管有这么多的缺点，但 到目前为止，它还是量值传递的主要方式。
® 水文计量器具量值溯源体系是通过对水文 监测要素和主要计量工作器具的分类，建 立不同监测参数的检定标准装置和相应的 计量检定规程，确定计量器具的量值溯源 路线。
® 水资源计量的需求
水资源监测的是水量，因此水资源计量就是对水量监 测的计量。 水资源计量分成管道流量监测仪器类和渠道（河道） 流量检测类。另外还有建筑法测流、泵站效率曲线测 流法和以电折水测流法等。 泵站效率曲线测流法和以电折水测流法都必须对其水 泵用电与流量关系推算出水量。
® 水文计量的特点
水文计量主要是水文监测要素监测器具的量 值溯源，计量检定。从水文要素来看主要是 水位计、流速仪、流量计、降水仪器、蒸发 器、测沙仪器、墒情监测仪器等，这些仪器 基本上都能直接测出相关的水文要素数值， 所以对这些监测仪器的量值溯源和计量检定 基本上可以解决监测仪器的计量需求。
泵站效率曲线测流法和以电折水测流法都必须对其水 泵用电与流量关系推算出水量。
® 水文计量的难点
现在的水文仪器基本都不是计量设备，计量工作只能 从零开始。从计量的机构队伍，标准规程，检定设备 等都必须统筹规划，逐步建设。有关领导和相关部门 都非常重视并且正在紧锣密鼓地开展。
从目前水文计量器具量值溯源体系来看，现在只有供 常规单一的水文仪器溯源，例如水位，降雨，测流， 蒸发，含沙量和墒情。
溯源性是指任何一个水文水资源测量结果或测量标准 的值，都能通过一条具有规定不确定度的不间断的比 较链，与测量基准联系起来的特性。
法制性是指计量的法律行为，是水文水资源计量必需 的法制保障方面的特性。水文水资源测量量值的准确 可靠不仅依赖于科学技术手段，还要有相应的法律、 法规和行政管理的保障。
® 量值传递和溯源体系规划建设各项水文水资源计 量检定标准装置，制定合理的水文计量检定系统 表、检定规程，确定水资源水文计量器具的量值 传递与溯源线路。
雷达表面测速仪器因为其监测的是表面流速，也应采 用转子流速仪或采用完成溯源传递的ADPC对其表面 流速流量与断面流速流量溯源检定计量。要注意的是 当表面流速比较低时，风速风向对流速的监测会造成 较大误差，有的甚至无法监测。因此应该避免此类情 况的出现。
® 水文计量解决方案
针对水文计量溯源检定的难点，需要建设计量溯源检 定标准装置，这不是一朝一夕能够解决的。现在还无 法对现代综合性水文仪器直接提供溯源的情况下，只 能提供间接溯源，现场比测检定。
对现代综合性水文仪器无法直接提供溯源，只能提供 溯源传递，例如ADCP，雷达表面测速等。
® 水资源计量的难点
由于水资源监测的特点，除了管道流量的监测已经列入计量设 备之外，其他水量的监测都存在计量的要求和问题。
渠道（河道）测流一般采用水位/流量法，流速仪法。
水位/流量法不仅仅对水位计设备计量，还要对测点的水位流量 关系率定的计量，如果光是前者准确后者不准是没有用的。
® 水文计量检定装置与基础设施，水文行业 的计量检定标准装置是根据水文监测要素 进行分类建设，主要有水位计、流速仪、 流量计、降水仪器、蒸发器、测沙仪器、 墒情监测仪器等检定标准装置。水文计量 检定标准装置由计量检定装置及其基础设 施组成。
® 水文计量的需求
水文监测的是水文要素，主要是是水位、流速、流量、 降水、蒸发、含沙量、墒情等，因此水文计量就是对 水文要素的监测计量。
® 水文水资源计量是实现水文数据一致性、 准确性、溯源性及法制性的基本工作。
一致性是指在统一计量单位的基础上，无论在何时何 地采用何种方法，使用何种水文水资源计量器具，以 及由何人进行水文水资源测量，只要符合有关水文水 资源计量的要求，其测量结果应在给定的区间内一致。
准确性是指水文水资源监测参数（要素）测量结果与 被测量真值的一致程度。所谓量值的准确性，是在一 定的测量不确定度或误差极限或允许误差范围内，测 量结果的准确性。
流速仪法采用的ADCP、超声波流速仪、雷达表面流速仪都必须 对其进行测点现场的率定的计量。
闸门过闸流量需要监测闸位、闸前后水位及闸位/水头/流量关系 率定的计量。
泵站效率曲线测流法和以电折水测流法都必须对其水泵用电与 流量关系率定，这和泵站水头相关，与地下水的埋深相关。
® 水文计量解决方案
超声波流速仪的测试现场的比测和率定可以比照 ADCP的方式进行，也可以采用完成溯源传递的 ADPC对其溯源传递计量设备。
® 科学计量是指基础性、探索性、先行性的水文水 资源计量科学研究，为水文水资源科学乃至水科 学发展提供可靠的测量基础。
® 工程计量是实用计量，又称工业计量。例如为降 低工业生产耗水量的监控性水文计量，它已成为 工业节水生产过程控制不可缺少的环节。
® 法制计量是指由政府或授权机构根据法制、技术 和行政的需要进行强制管理的一种社会公益事业， 其目的主要是保证与贸易结算、环境监测、资源 控制、社会管理等有关的测量工作的公正性和可 靠性。