我國水文測驗儀器計量技術管理綜析——關于水位測量及流速觀測儀器的計量需求.docx

1、我國水文測驗儀器計量技術管理綜析關于水位測量及流速觀測儀器的計量需求陸旭（水利部水文儀器及巖土工程儀群質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，江蘇南京210012）摘夏】本文以國家水文條例為切入點，根據(jù)當前我國水資源監(jiān)測與管理的嚴峻形勢，將我國水文計量技術管理與氣象、海洋等相關行業(yè)進行對比、分析提出部分水文儀器的計做校準市場需求和存在的各種間題.深入探討未來加強行業(yè)管理的可能性、管理模式與關系等同時也充分闡述開展水文計址工作對當前和未來的意義及重要性.【關鍵詞】水文；儀器；計攜；管理；綜析【中圖分類號】TV123【文獻標識碼】A【文章編號】隨著國家進一步加強對建設一個節(jié)水型社會的政策宣傳、措施落實的不斷深入,水

2、利行業(yè)及各地水行政主管部門日益重視并加強了對包括水量、水質(zhì)在內(nèi)的水資源綜合管理，特別是今年3月國務院頒布的中華人民共和國水文條例正式出臺，更極大地促進了各級政府加大對水文事業(yè)的關注和投入，同時也使得水文測驗技術與產(chǎn)品技術裝備市場得到了快速發(fā)展，在這樣一個政策大環(huán)境下，水文行業(yè)的標準化、計景、市場準入及質(zhì)量監(jiān)督等方面，也必將受到重大而深遠的影響。1前言在我國水文行業(yè)的明渠水流觀測中，水文流最測驗主要采用國際經(jīng)典的“流速一面積法”進行測量，具體技術裝備涉及到水文儀器中的兩個基本門類儀器，即水位測械儀器和流速測驗儀器；相對而言，這兩類儀器也恰恰在水文行業(yè)中是應用最為廣泛，產(chǎn)品結構型式、工作原理等品種

3、劃分多，旦生產(chǎn)量與使用量相對較大.是眾多水文要素測量中最常用的兩類傳統(tǒng)性常規(guī)儀器。從水文流量測驗，轉(zhuǎn)化到水員（清、污水）計鼠，進而作為貿(mào)易結算的收費依據(jù)，水文行業(yè)的水位測量儀器和流速測驗儀器，不管是在服務對象、應用性質(zhì)和社會功能，還是在法規(guī)、標準、計量規(guī)程等技術支撐等方面，均已經(jīng)或正在發(fā)生著深刻變化-這正是水文行業(yè)當前需要關注和探討的重點。1008-1305（2008）05-0023-052水文條例第十九條的法理性鋪墊作為國家一項重要法規(guī)，條例在第十九條中分三段進行了正面規(guī)定，層次含義各不相同，但彼此又有一定技術關聯(lián)。如其中第一段規(guī)定：“水文監(jiān)測專用技術裝備，必須符合相關測驗規(guī)范及產(chǎn)品標準。&

4、quot;該條文中就包含了以下一層技術含義。首先是，在我國水文行業(yè)的各種測流作業(yè)現(xiàn)場，人工觀測使用或安裝自動運行著許多不同型號、品種的水文監(jiān)測專用技術裝備，即各種水文測驗儀器；除了借用其他行業(yè)的一些光學測繪、通信計算、電源等通用技術裝備外，這里主要指由國家標準水文儀器系列型譜（GB/T13336）所規(guī)定的、用于陸地水文中有關江河湖庫渠道等各種明渠水流觀測的儀器裝備。而條例規(guī)定.這些儀器裝備的配套使用，首先應滿足國家及行業(yè)有關水文測驗規(guī)范的要求，特別是關于測流精度方面的規(guī)定，其次在儀器裝備性能、功能等方面，則必須滿足相應的水文儀器產(chǎn)品標準的技術要求。這一點.業(yè)內(nèi)人士均已基本形成共識，這里就不做深

5、析。而第二段規(guī)定：“水文監(jiān)測所使用的計糧器具應當依法經(jīng)檢定合格。"則傳遞出另一層技術含義。不言而喻，水文儀器與氣象儀器、海洋儀器一作者簡介：陸翹（1957年一），男,漢族,上海人.故授級商工兼國家匚業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證注冊高級審褻員.樣，是保障國家經(jīng)濟建設與公共安全不可或缺的公益性技術手段，且具有非常明顯的行業(yè)特點，如多品種、小批量、高要求等；過去在計劃經(jīng)濟時期，水文儀器只要經(jīng)過檢測并合格，就可以用于水文現(xiàn)場測量，幾乎從未曾被列入過國家的計信器具范疇，原因很簡單，因為其觀測的水文數(shù)據(jù)主要為國家及地方各級水行政管理部門使用，似乎與貿(mào)易結算無關。但是，隨著我國水資源緊缺與水環(huán)境污染形勢日益加

6、劇，目前無論是工農(nóng)業(yè)用水、污水排放，抑或城市鄉(xiāng)村人民生活用水，均廣泛涉及到水量計量、貿(mào)易結算（收費）和儀器校準問題。至此，部分水文儀器裝備的“計量器具"特征初步顯現(xiàn)，產(chǎn)品用戶對儀器出廠的合格性與計量檢定/校準的有效性愈加重視。同時，全國各地的計量行政主管部門，對投入水量計量的儀器所開展的計糧稽查，也越來越頻繁并非常嚴格、認真。水文部門如果再不重視，顯然是不行了。因此，條例規(guī)定各種水文量水計量器具，均應由國家法定或授權技術機構進行檢定或校準，合格后方可以投入實際使用。然而第三段又規(guī)定，“水文監(jiān)測所使用的計量器具的檢定規(guī)程，由國務院水行政主管部門制定，報國務院計量行政主管部門備案。&qu

7、ot;其表達出的新一層含義為：過去二十多年來，由于我國水文行業(yè)的各種儀器產(chǎn)品不屬于國家的計量器具范疇，因此相關產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、檢測中的品質(zhì)控制與評價，主要依據(jù)于各種水文儀器的產(chǎn)品技術標準。幾乎從未有過自己行業(yè)的產(chǎn)品檢定規(guī)程，如今，對所有屬于水文量水計最器具，水文行業(yè)可以自行組織制定有關產(chǎn)品檢定規(guī)程，并報國家質(zhì)檢總局備案。如我們今年根據(jù)行業(yè)工作需要并參照借鑒氣象、海洋、交通等行業(yè)的經(jīng)驗，通過啟動標準編制緊急程序，組織編制起草了有關“專子式流速儀、浮子式水位計、超聲波測深儀等產(chǎn)品水利行業(yè)的JJG,現(xiàn)正等待上級部門批準發(fā)布。3水文行業(yè)計工作的綜合比照剖析3.1基本技術現(xiàn)狀我國水文行業(yè)的計魚工作基礎

8、一直比較薄弱，與國家氣象、海洋等相關行業(yè)相比有較大差距，目前既沒有形成統(tǒng)一的行業(yè)計量管理系統(tǒng)，也沒有一個完整的計量工作體系，在計量標準物質(zhì)體系、量值傳遞與溯源體系等方面尚處于空白。這一點，我們可以借用以下幾方面的比較進行剖析。3.1.1法律法規(guī)1982年8月23日，中華人民共和國海洋環(huán)境保護法由第五屆全國人民代表大會常務委員會第二十四次會議通過；經(jīng)過17年的司法實踐，于1999年12月25日，經(jīng)中華人民共和國第九屆全國人民代表大會常務委員會第十三次會議修訂通過，自2000年1月1日起正式施行。1999年10月31日，中華人民共和國氣象法由中華人民共和國第九屆全國人民代表大會常務委員會第十二次會

9、議通過，自2000年1月1日起正式施行。2007年3月28日，中華人民共和國水文條例經(jīng)國務院第172次常務會議通過，以中華人民共和國國務院第496號令公布，自2007年6月1日起施行。從以上法律法規(guī)的效力層次上看，氣象法和海洋環(huán)境保護法均為國家法律，而水文條例只是國務院條例，前后兩者不在同一個法律層次上,從發(fā)布的時序上看，海洋法、氣象法與水文條例的發(fā)布時間，各自前后幾乎相差了一個年代（10年）左右。3.1.2計量建標在與水文“河流流速”要素測量相近的“風速風向”觀測中，氣象行業(yè)較早就建設有“低速風洞”等氣象行業(yè)最高計量標準（檢定裝置）；而對于“海潮流速"觀測，海洋行業(yè)則也建設有“海流

10、（計）檢定水槽”等海洋行業(yè)最高計量標準（檢定裝置）；同樣在與水文測驗中“河流水位”要素測最相近的“海洋潮位”觀測，海洋行業(yè)還建設有“潮位（驗潮儀）檢定臺”等海洋行業(yè)最高計量標準（檢定裝置）。水文系統(tǒng)的流速儀檢定水槽建設歷史可以往前追述40多年，20世紀80年代前后，我國水文系統(tǒng)曾一度擁有過15座檢定水槽，當然目前僅保留下】0座水槽仍在運行；而在“十米水位檢定臺”裝置建設方面，至今也已經(jīng)有20多年歷史了。但由于歷史原因，水文行業(yè)一直沒有開展過有關水文要素的行業(yè)最高計量標準建設工作。3.1.3計量工作體系在氣象和海洋等相關行業(yè)，均建有各自的計量檢定系統(tǒng)（站）。如設在北京中國氣象科學院內(nèi)的國家氣象計

11、量站，其下在各省建有氣象儀器（檢定）分站；而設在天津的國家海洋計量站，其下也分別在青島、上海、廣州等建有三個計量分站，另外在青島、杭州及廈門等三個海洋研究所還建有相應的監(jiān)測或檢測中心。由此可見，其行業(yè)各自均建有一套比較完整的計量管理體系和量值傳遞或溯源的工作體系。目前水文行業(yè)尚未著手建設水文計量管理系統(tǒng)或工作體系。3.1.4計量檢定規(guī)程氣象、海洋等行業(yè)分別針對自己的主要觀測儀器，建立了相應的儀器計量檢定規(guī)程體系，如氣象行業(yè)至今已組織制定了23項國家計量檢定規(guī)程；海洋行業(yè)至今已組織制定了16項國家計量檢定規(guī)程和4項部門計量檢定規(guī)程。另外，交通行業(yè)僅2004年一年也組織編制了34項與水文、巖土行業(yè)

12、相關的部門產(chǎn)品計量檢定規(guī)程。2006年，由于水量計量的實際需要，水文行業(yè)通過緊急程序組織編制起草了有關轉(zhuǎn)子式流速儀、浮子式水位計等水文專用產(chǎn)品的JJG,但目前僅通過審查報批，尚未獲得行業(yè)的批準發(fā)布。3.2水位、流速參數(shù)的溯源（1）我國明渠水流測最中的水位觀測，主要通過各種固定水尺和水位測量儀器來進行觀測，其測驗精度應滿足國家標準水位觀測規(guī)范（GBJ138）的要求；其中儀器的準確度（精度）一般均通過專用的“十米水位檢定臺”的檢（標）定測試，達到產(chǎn)品標準規(guī)定的技術要求。因此，目前水文測驗中實際水位參數(shù)的果值溯源路線主要為：（明渠水位）水位測量儀器一一水位檢定臺（企業(yè)，校準測試）卜米水位檢定臺（授權

13、產(chǎn)品檢測機構，校準測試）/其檢定裝置上觀測水位井水位上下變化量的錮鋼尺（包括實際水尺）長度計量標準（省級）長度計最基準（國家或省級），實現(xiàn)水位參數(shù)的間接溯源。但當未來作為水量計量儀器使用時，其量值溯源路線則應為：（域水水位）水位計量儀器一一水位計量標準器（企業(yè)，檢定）一水位計相:工作標準器（行業(yè)，檢定）一水位計彘標準器（行業(yè)最高計鍬標準，檢定）/其檢定裝置t觀測水位井水位變化的錮鋼尺長度計量標準（國家）-一長度計量基準（國家）.實現(xiàn)水位參數(shù)的行業(yè)內(nèi)直接溯源。（2）我國明渠水流測鍬中的流速觀測，主要通過各種流速測量儀器來進行觀測，其測驗精度應滿足國家標準河流流最測驗規(guī)范（GB50179）的要求；

14、其中儀器的準確度（精度）一般均通過專用的“流速儀檢定水槽”的檢（標）定測試，達到產(chǎn)品標準規(guī)定的技術要求。因此，目前水文測驗中實際流速參數(shù)的量值溯源路線主要為：（水流速度）一流速測量儀器一一流速儀檢定水槽（企業(yè)，校準測試）一流速儀檢定水槽/標準流速儀（水文系統(tǒng)內(nèi)省級.校準測試）一一流速儀檢定水槽車速檢定裝置（授權產(chǎn)品檢測機構，校準測試）/其車速檢定裝置上計量軌道距離變化的鋼鋼輪/計量時間變化的計時器長度/時間計量標準（國家或省級）一一長度/時間計量基準（國家或省級），實現(xiàn)流速參數(shù)的間接溯源。但當未來作為水量計量儀器使用時，其量值溯源路線則變?yōu)椋海ㄋ魉俣龋┝魉儆媐it儀器流速計量標準器（企業(yè)，檢

15、定）流速計撾工作標準器，/標準流速計量儀（水文系統(tǒng)內(nèi)省級，檢定）流速計量標準器（行業(yè)最高計量標準，檢定）/其車速檢定裝置上計量軌道距離變化的錮鋼輪/計量時間變化的計時器長度/時間計最標準（國家）一一長度/時間計成基準（國家），實現(xiàn)流速參數(shù)的行業(yè)內(nèi)直接溯源。3.3水文計體系建設規(guī)劃與建設3.3.1組織規(guī)劃我國水文計量體系水文條例第卜九條第三段規(guī)定“水文監(jiān)測所使用的計量器具的檢定規(guī)程，由國務院水行政主管部門制定，報國務院計量行政主管部門備案。"水利部水文局是負責全國水文行業(yè)管理的歸1部門，有必要參照氣象、海洋等相關行業(yè).規(guī)劃水文計量體系，組建專門機構，對水文計量工作實施統(tǒng)一管理，其計量體

16、系框架規(guī)劃應為：國家質(zhì)檢總局國家計量科學院國家水文計量站省級水文計量分站。3.3.2研究建立水文計量工作體系全國水文計量體系的建設與未來水文計量工作開展，離不開一整套專門技術機構與一定的專業(yè)工作隊伍，其工作系統(tǒng)的組建框架應規(guī)劃為：國家質(zhì)檢總局計最司水利部計量辦水利部水文局計量辦一一部級產(chǎn)品檢測機構（國家授權）省級校準技術機構。3.3.3國繞水文計量建標開展相關技術活動（1）根據(jù)國家計量法及其實施細則的規(guī)定，對水文要素中“水位”、“流速"要素建立水文行業(yè)最高計量標準-并盡快申請國家計量投權。（2）研究編制水文計量規(guī)程體系表，建立健全水文計量規(guī)程、規(guī)范、制度、計量檢定產(chǎn)品目錄、標準物質(zhì).

17、編制計量規(guī)劃。（3）積極組織編制水文行業(yè)流速儀檢定規(guī)程、水位計檢定規(guī)程、水深儀器檢定規(guī)程、量水堰檢定規(guī)程、量水槽檢定規(guī)程等。（4）研究制定水文行業(yè)計量管理規(guī)定、制度、水文計量檢定產(chǎn)品目錄等。（5）研究建設有關標準水位計、標準流速儀、標準測深儀、標準水尺及標準堰槽等水文計量標準物質(zhì)，并不斷補充和完善水文標準物質(zhì)庫。（6）研究并提出水文計鼠體系及檢定規(guī)程體系表，編制體系建設的規(guī)劃和年度計劃。（7）研究組織開展對水文行業(yè)采用的各種通用和非通用計量器具的計量校準，開展其他相關行業(yè)涉水計量器具的檢定、校準等。3.4行業(yè)管理機制與技術支撐為解決水資源管理中日益突出的“水計量"矛盾，平抑我國與周邊

18、多國間國際界河的水權糾葛，推動我國水文事業(yè)的現(xiàn)代化建設，國務院新頒的水文條例于今年6月1日起正式實施。3.4.1行業(yè)管理機制水文行業(yè)主管部門有必要參照相關行業(yè)，獨立組建或設置一個能夠統(tǒng)領水文行業(yè)計量工作的專門技術機構，如國家水文計量站（或辦公室），這樣可以與國家氣象計量站、國家海洋計量站遙相呼應，無縫對接。國家水文計量站理論上應由國科司主管，業(yè)務歸口在部水文局，并納入水利部計總辦公室管理體系，同時在國家質(zhì)檢總局的計毋授權和計匿監(jiān)督下開展工作；在國家水文計量站之下，m視條件設若干個水文計量分站，如借助目前水文系統(tǒng)的兩級專門技術機構的部分資源，即一個部級產(chǎn)品質(zhì)檢機構（部水文儀器質(zhì)檢中心）及九家省級

19、儀器檢定校準機構，以總體形成一套水文行業(yè)比較完整的計屆工作系統(tǒng)，并實現(xiàn)計量傳遞與量值溯源的分層管理。3.4.2技術支撐（1）資質(zhì)性基礎支撐。我國氣象儀器的產(chǎn)品檢測歸口掛靠在長春氣象儀器研究所的“國家氣象儀器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗測試中心”；而在海洋儀器的產(chǎn)品檢測方面，國家認監(jiān)委正式批準并對由國家海洋標準計量中心年初在天津新組建成立的“國家海洋儀器設備產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心"進行了檢測授權。目前水文行業(yè)有一個部級產(chǎn)品質(zhì)檢機構和五家省級儀器檢定校準機構，具有國家計量認證（CMA）資質(zhì)，所出具的檢測或校準數(shù)據(jù)具有法定效力。（2）服務性基礎支撐。部級產(chǎn)品質(zhì)檢機構承擔部分國家質(zhì)檢總局行政許可產(chǎn)品的授權檢測

20、職能，負責全國水文儀器及巖土工程儀器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試工作，并負責水文系統(tǒng)九家省級流速儀器檢定校準機構的專用校準測試系統(tǒng)的量值傳遞、資質(zhì)性審檢工作。有專業(yè)的水文儀器檢測與校準技術人員和多年成熟的水文儀檢、校準工作經(jīng)驗；有一支本專業(yè)的國家計量認證評審員、行業(yè)計量認證內(nèi)等員及國家注冊審查員的基本隊伍，有豐富的計量工作基礎和經(jīng)驗。各省級水文儀器技術機構有多年開展儀器檢定校準工作經(jīng)驗，有一定的水文計量工作理論基礎，也有一定的水利行業(yè)計量認證內(nèi)審員及水文專業(yè)儀器檢定員的技術隊伍。（3）技術性基礎支撐。目前，部水文儀器產(chǎn)品質(zhì)檢機構是水文行業(yè)產(chǎn)品標準化的專業(yè)研究機構，擁有一支業(yè)務熟、技術能力強的標準化專家

21、隊伍。在積極推動水文儀器及巖土儀器產(chǎn)品標準化體系、計量規(guī)程體系建設方面，發(fā)揮著行業(yè)骨干技術力量的作用。目前，由質(zhì)檢中心主要起草、制修訂的水文儀器國家、行業(yè)標準有50余項，水文產(chǎn)品檢定規(guī)程（JJG.SL）有三項（已報批），巖土工程儀器方面的國家或行業(yè)標準也有近20余項。（4）硬件性基礎支撐。部級產(chǎn)品質(zhì)檢機構具備各種水文學環(huán)境、巖土力學環(huán)境、氣候環(huán)境、運輸環(huán)境、電氣環(huán)境、電磁干擾環(huán)境等模擬試驗設備與檢測能力，可以提供部分國家實驗室所具有的實驗設備及檢測能力，爭取按照國家級重點實驗室進行建設，并爭取通過國家實驗室認可。各個省級水文儀器技術機構有一定水文流速、水位檢定校準試驗設備及長度、時間等計量器具

22、。3.5最高計量標準根據(jù)目前水文行業(yè)的技術發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)有的試驗條件，水利部已經(jīng)原則同意在原部級產(chǎn)品質(zhì)檢機構的試驗手段條件下，按計劃分階段投資建設大型水文計量校準設備，以滿足建立水文行業(yè)最高計量標準的需要。（1）在原有“十米水位試驗臺”實驗室房屋結構基礎上，即將建設一個嶄新的、并具有10m量程、40100cm/min水位變率、高分辨力與準確度、可實時自動跟蹤記錄水位變化、且適用于多種原理水位測量儀器的水位檢定試驗系統(tǒng)裝置（檢定臺），該裝置完成后將作為水文行業(yè)開展水位儀器計量檢定與校準的大型計量標準器，并盡快申請國家的計量授權，以作為水文行業(yè)水位要素的最高計量標準。此外在時間上，爭取用兩年左右完成

23、該領域的行業(yè)計量建標工作。（2）研究擬在新實驗環(huán)境（預留條形廳）建設一個全新的、并具有0.013.50m/s量程、40m測量穩(wěn)定段、高準確度、可自動記錄計算實時流速變化、且適用于多種原理流速測量儀器的流速檢定試驗系統(tǒng)裝置（檢定水槽），該裝置完成后將作為水文行業(yè)開展流速儀器計量檢定與校準的大型計量標準器，并盡快申請國家的計星授權，以作為水文行業(yè)流速要素的最高計量標準。理論上計劃用三年左右時間完成該領域的行業(yè)計量建標工作。3.6未來計技術管理模式（1）行政歸口：為向全社會提供科學準確公正的水文數(shù)據(jù)，確保節(jié)約用水和科學調(diào)水.合理配置和依法管理我國的水資源，為實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用提供一定的技術依據(jù)和支

24、撐，水利部水文局作為歸口部門，對水文計量工作專門機構及技術機構，負有行使規(guī)劃、建設和行政管理、監(jiān)督等權限.并且有貴任組織制定本行業(yè)有關水文計量工作的政策法規(guī)、部門規(guī)章、技術規(guī)程、管理制度等。其向上主要對水利部負責。（2）計玷技術：水文計質(zhì)工作專門機構（如國家水文計量站），是水文行業(yè)計量工作具體領導和組織實施的技術管理部門，負有制定水文計ffl：工作近遠期發(fā)展規(guī)劃、年度工作計劃和水文計量管理體系、水文計量實施細則等業(yè)務管理權限與實施效果評價權，負有將水文計量標準向國家計量基準進行最值溯源和向下級機構進行稍值傳遞的技術管理權，并且有責任組織制定本行業(yè)有關水文計量工作體系、量值傳遞及溯源體系、產(chǎn)品檢

25、定規(guī)程體系、水文標準物質(zhì)體系等。其向上主要對水利部水文局和水利部計最辦公室負責。（3）量值傳遞：水利部技術機構（部質(zhì)檢中心）是水文行業(yè)計量工作的系統(tǒng)運行、具體組織與技術實施的工作機構，負有組織建設或?qū)嵤┧挠嬃堪l(fā)展規(guī)劃和工作計劃等具體技術操作、進度及質(zhì)雖控制權，井且有責任具體組織起草有關水文產(chǎn)品檢定規(guī)程、研制水文標準物質(zhì)、進行水文特定參數(shù)的極值傳遞及溯源，組織對重要水文產(chǎn)品的檢定規(guī)程進行宣貫等。其向上主要對水文汁雖工作專門機構及水利部水文局負責。（4）儀器校準：有關省級儀器檢定校準機構.是保證水文行業(yè)計員工作系統(tǒng)運行、并就水文特定參數(shù)進行量值傳遞及溯源的具體執(zhí)行機構.負有組織落實水文計量發(fā)展規(guī)劃，執(zhí)行計量工作計劃，開展水文量值傳遞及溯源活動等具體技術操作權，并有責任按有關產(chǎn)品檢定規(guī)程開展儀器檢定或校準工作，并利