《水文测验不确定度导则》

1下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用GB/T27418-2017测量不确定度评定和表示(ISO/IECGuide98-3:2008,Uncertaintyof3.13.23.33.423.53.6注：系统效应不能通过简单增加重复测量次数减小，但可通过校准、安装调试、独立方法比对或模型修正进行识3.7注：随机效应通常可通过重复测量结果的统计分析确定；在重复测量相互不相关时，测量平均值的随机不确定度3.8GUM将测量不确定度描述为表征可合理归因于测量结果离散程度的参数，并进一步将标准不确定3̄对于连续随机过程的不确定度评定，可将任何非平稳效应的存在也纳入随机成分予以考虑。但=xx⋅p(x)dx4GUM还规定了多个来源不确定度分量的合成规则，该规则被称为“不确定度传播定律”。若被测u(xixj)——变量xi和xj的协方差,u(xixj)=cov(xixj);或流量=10.8m3/s±0.6m3/s，̄±u(Q)流量=10.8m3/s±1.2m3/s̄5面，z轴为垂直轴。需要注意的是，表示平均流速的矢量不必与x轴方向完全一致。河道中的流量可_Q=VxA(ℎ)6_Q=x(y,z)dA_7在实际应用中，通常将过水断面划分为若干垂线段，然后沿每个垂线分段的中心线频繁测量流求和法将断面划分为m×n个矩形流块，各流块Qp是指流经靠近河床、河岸及水面等区域的周界流速Vx(yizj)： 5.5.1一般规定在应用时，每一个分段∆yi−∆zj作为断面面积不确定度的一部分，与相应位置处的流速测定不确定此外，与y、z方向离散求和相关的Fy、Fz系数也存在不确定度。这两个系数还包含非恒定8u*IVx(yizj)I2=uIVx(yizj)I2+uIVx(yizj)2）；u*(∆yi)——断面宽度测量方法及设备引起的总宽度测量不确定度百分比，该值可统一应用于各分u*(yi)=u*(B)u*(△zj)2=u(△zj)2+u(△zj)2+u(△zj)25.5.2随机效应和系统效应适用于求取渠道断面的流速测定不确定度u*IVx(yizj)和水深测定不确定度u*(zj)。95.6.1一般规定5.6.2垂向扫描的不确定度流速分布。该过程可通过渠道剖面模型来实现，剖面模型通常采用幂指数为n的抛物线分5.6.3水平扫描的不确定度流速分布。该过程可通过渠道剖面模型来实现，剖面模型通常采用幂指数为n的抛物线分上述区域的不确定度估算较为困难。任何相关声明均应包括估算所依据的关键论证。一般情况这种估计方法可能会超越断面主体区域流量的不确定度。为减小u(Qp)对总流量不确定度u(Q)的影Q=KCvCbℎmu*(Q)=u*(C)+u*(Cv)+u*(b)+iH1,5），接应用。水流经短直段后，水面高程及相应的ℎ1基本保持恒定。因此，常规做法是通过测量ℎ1值，进由于是流量Q的函数，上述公式只能通过迭代法求解。迭代步骤通常如下：首先设定H=h1），u*(C)：根据特定的水文测验装置在相关国际标准中规定的特征来定义。该分量量化了装置的系统u*(ℎ)：水头测量不确定度与所采用测量系统类型（浮子式、超声波式k1—混合系数（趋近100%);uQ=uQT+uk1+uk2uQ=uQT+uk1+uk2k1—混合系数（趋近100%);u*Q=u*M+u*k16u(x)=1Δ′x63u(x)=1Δ′x3u(x)=Δ′xu(x)=u*(Table)Δ′x有效性声明应列出所有已知的、可能导致测量不确定度在68%置信水平下增加超过0.2%（或在冰是是雪是是否是是是否否测量性能规范应明确说明其适用的置信水平。若采用的是标准不确定度，则应说明其基注意，在将A类或B类评定值与95％置信水平的不确定度进行合成前，应首先利用包含因子k值值值123素u根据水文测验的既有惯例，不确定度评定结果的声明应采用95%置信水平。然而，在合许多方法均可用于不确定度分析，包括蒙特卡洛方法[4]和现场实验室对比试验[5]。Mueller不确定度与浮子直径成反比。根据制造商资料及工程经验，在68%置信水平下，根据附录D，可假定压力传感器的测量不确定度服从矩形分布。因此，若离散度假定为上述估计），uEmm），Q=CdgbH1在计算软件中，通常通过迭代算法来估计总水头。然而，如果在公式（30）中直接使用上游水Q=Q=CvCdgbℎ1确定度的函数。对于V形装置，流量是总水头的2.5次方的函数。因此，水位不确定度需要乘以水位监测仪器为静止井中的浮子传感器，在95%置信水平下，其水位测量uEmmuEmm根据ISO4360:2008，三角形剖面堰流量系数的不确定度是流速系数（Cv）的函数，其关系式95％置信水平的不确定度＝标准不确定度×2＝4.48%×2＝8.96%％（表5。1213456789 123456789GUM（ISO/IEC指南98-3）将测量不确定度描述为表征可合理归因于测量结果离散程度的参数。对于一组测量数据，不确定度与各测量值xi和平均值的差值有关。标准差，也就是不确定度GUM定义了合成多个来源不确定度的规则，即“不确定度传播定律”。对于自变量y=），且），te1234567te系统效应在测量过程中保持恒定，而随机效应可发生变化。需注意：GU然而，在某些情况下系统效应可能非常显著，此时需根据不确定度的传播规律将其计入总不确定度倒置点（底板）进行基准校准。编码器的固定高程相对河道水力基面的估算误差在±2.5mm范围内，因一种系统效应。系统分量必须采用概率分布以另一种方式进行预先估计。A.3该函数存在无限离散，因此在水文测验中实际应用价值有限。然而，将函数从x=-∞积分至x=+∞,可得其标准差，也即：u(x)=σ n n uu图A.2所示的三角形分布，若随机变量X的取值范围为a,b，最可能值（众数）为c，其中u本节以高斯分布为例，证明由公式（A.11）得出的不确定度仅涵盖该函数所表示数值的不确定度范围从一个标准差扩展至两个标准差，则概率函数在扩展区间内的面积占比将从总区域的），为表示95%置信水平的不确定度，需在计算的标准不确定度基础上引入一个系数，即包含因子对于A类评定，该近似仅适用于大样本数据组。小样本需要引入一个调整因子，即t因子。表234568求所有不确定度评定首先均以标准差形式（k=1）表示。只有在不确定度合成之后[参见公式示例Cr=Bxyn测量结果的不确定度用下标“c”表示：uc(p),uc(q),uc(r),uc(s)。其值受主测变量的不确定度（u(x),u(y),u(z)）影响，即由测量结果对主测变量的敏感性（即偏导数）决定。换言之，在此重述公式uc(y)=∂x1u(x1)+∂x2u(x2)+…+∂xnu(xn)uc(p)2=(u(x))2+(uy))2+(u(z))2uc(r)2=(·u(x)2+(u(y))2uc(s)2=(·up2+(u(r))2ss观测数量,n456789ISO/IEC指南98-3:2008/S蒙特卡洛模拟不依据不确定度传播定律（见公式A.4）来合成不确定度，而是直接基于定义过程的数学公式进行运算，即fx1,x2....xi..复杂的计算公式y=fx1,x2.....xn，信号输入可能具有特殊的概率分布（即矩形、三角形等之外的其他步骤1：为待确定变量定义公式y=fx1,x2....xi....xn的每个输入变量，即xdi—di=−yi；—=∑=1yi。为16.66%。若某个骰子的六个面上写有如下（表B.1）不同的数字组合，则它就是一个“作弊”骰表B.1面1面2面3面4面5面6表B.2可以看出，掷出125的概率是50%，掷出126的概率是33.33%，而掷出124的概率通常为在计算机中模拟MCS时，“作弊”骰子会通过更多的表B.3数2568742Q=KCbhE=Href+RrefQ=KCbHref+Rref−R表B.4u*C=3.5%B.3.1一般规定多元概率分布由两个部分构成：(a)各单变量的概率分布，以及(b)多个随机变量之间的相互关蒙特卡洛方法的计算机实现通过生成样本来解决问题。在生成随机变量时，试验次数必须足够Despax等人（2016）[15]对比了四种方法后，发现所得不确定度结果差异显著，且对测点数量和插值方差估计法（Interpolatedvariandi=Dxi+εi∆i,d=di−di,est=Dxi+εi−ωiDxi−1+εi−1−1−ωiDxi+1+εi+1132434586789755443B最小值值%值点流速式校准证书是04式校准证书是00线流速声速路径夹角是00粒子依懒低流速分辨率是00法粒子依懒是00面流速式需现场校准00人工测读不适用mmmm2mmmm接触式方法统需定期维护mmmm3mmmm器零点漂移0mmmmm4mmmm波水面波动影响是0mmmmm2mmmm非接触式方法波水面波动和c气温影响是0mmmmm2mmmm水面波动影响量0mmmmm2mmmm天然河道声呐或液位S(通用分组无线服m0mmm0m务）或追踪仪器人工渠道人工测量mmmm2mmm3m表D.1中列出的许多数值为暂定值，旨在作为不同测量技术a水头测量的不确定度百分比不能由设备制造商直接规定，应根据以下关系式推导c性能数据假设已就温度对声速的影响进行了精确补偿。声速计算的实用近似公式为：声速20.08空气绝对温度d若存在非稳态条件，应定义一个随时间变化的不确定度分量。不具备此能力的仪器应要求制造商提供关于logQ=loga+blog(h−h0)表E.1Qᵢ123456789Qᵢ注：yi__yc=lnQi__lnQF.1.1垂线分段法_Q=FyFzℎiVxyi∆yi+Qp面积项ℎ1∆y1的评估。F.1.2水平分段法_Q=FyFzbjVxzi∆zj+Qp与垂线分段法相比，水平分段法使用的水平分段相对较少，因此Fz不等于1。其数值和不确定度测船速度矢量b,可在无“动底”时通过GPS或底跟踪技术来确定。注意船速无需与船轴y′平Vx,,Vy,=V,x,−Vbx,,V,y,−Vby,测船坐标系（x,,y,）相对于航道坐标（x，y）的夹角可表示为γxx,yxy，其中cosγxx2+cosγxy2=1Vx,,Vy,,Vz,=V,x,−V,bx,,V,y,−Vby,,V,z,−Vbz,VX=V,x,−Vbx,cosγx+V,y,−Vby,cosγy+V,z,−Vbz,cosγz或VX=yizj=V,x,yizj−V,bx,yizjcosγxxyizj+V,y,yizj−Vby,yizjcosγxyyizj+V,z,yizj−Vbz,yizjcosγxzyizjγxx,γxy,γxz—分别为相对于测船坐标系（x,,y,,z,）的夹角，其中cosγxx+cosγxy+cosγxz=1。当测船无偏航或纵摇分量时，即γxz=90，关系式可简化。在此情况下，cosγxz=0且cosγxyyizj=sinγxxyizj。因此，公式（F.4）变成Vxyizj=V,x,yizj−Vbx,yizjcosγxxyizj+V,y,yizj−Vby,yizjsinγxxyizj对于走