高坦水文站遙測水位不確定度分析

包 晶 鄧世德

（安徽省安慶水文局 246003）

高坦水文站遙測水位不確定度分析

包 晶 鄧世德

（安徽省安慶水文局 246003）

選取高坦水文站不同水位級(jí)人工與遙測連續(xù)觀測資料，對(duì)高坦水文站遙測水位進(jìn)行誤差分析。按《水位觀測標(biāo)準(zhǔn)》（GB/ T50138-2010）（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）要求，計(jì)算水位比測的系統(tǒng)不確定度、隨機(jī)不確定度及綜合不確定度。

遙測水位；人工水位；對(duì)比分析

河流水位是最基本的水文觀測項(xiàng)目，河流水位資料的準(zhǔn)確是推求河流水量的重要依據(jù)，對(duì)河道的情報(bào)預(yù)報(bào)，防汛調(diào)度及水資源管理具有重要的意義。我省不僅在基本水文站實(shí)現(xiàn)了水位數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和上傳，同時(shí)中小河流新建的水位站也都建設(shè)了遙測水位觀測設(shè)施。通過對(duì)高坦水文站平水期和漲水期自記與人工水位觀測對(duì)比分析，找出影響自記水位精度的因素以及減少、消除水位誤差的措施，以期通過對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的推廣運(yùn)用，減少人工觀測的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)促進(jìn)河道水位自動(dòng)采集的推廣應(yīng)用。

1 秋浦河高坦站水位觀測現(xiàn)狀

高坦水文站坐落在秋浦河干流上，測驗(yàn)斷面以上上游來水面積較大，水位中、高水水位流量關(guān)系較穩(wěn)定，低水采用臨時(shí)曲線法推流。本站現(xiàn)設(shè)保證水位26.50m，警戒水位23.50m。歷年最高水位28.14m（1998.6.26），根據(jù)本站測驗(yàn)任務(wù)書的布置，本站分水位級(jí)布置測驗(yàn)工作，其中高水≥22.89（m）；中水22.89～19.82（m）；低水＜19.82（m），現(xiàn)在高坦站在秋浦河左岸建有浮子式自記水位井，觀測采取人工水尺配合著遙測自記觀測，當(dāng)人工觀測與遙測誤差超過≥3cm時(shí)按照人工觀測水位予以修正。

2 水位遙測發(fā)展過程

高坦水文站水位遙測系統(tǒng)建設(shè)主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：

2.1 HCJ1型浮子水位計(jì)

高坦水文站HCJ1型浮子水位計(jì)自動(dòng)測報(bào)始建于20世紀(jì)80年代，主要由感應(yīng)傳輸部分和記錄部分組成，靠它們的聯(lián)合作用繪出水位身降變化的模擬曲線。感應(yīng)傳輸部分直接感受水位變化，由機(jī)械自記鐘帶動(dòng)記錄筆尖在記錄紙橫坐標(biāo)方向上單向運(yùn)動(dòng)，將水位模擬曲線描繪在記錄紙上。

2.2 浮子式遙測自記水位

2012年通過中小河流水位站改造新建水位站，安裝北京燕禹水務(wù)科技有限公司YY-RTU-2000型智能測控終端機(jī)，通過浮子式自記水位計(jì)的工作原理，把水位信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，通過終端機(jī)上的智能模塊借助包括GSM/GPRS、超短波、有線Modem、衛(wèi)星等種通信方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿橹行摹?/p>

3 遙測水位與人工觀測水位對(duì)比分析

按照《標(biāo)準(zhǔn)》，分析對(duì)比收集的資料應(yīng)包括高、中、低水位級(jí)自記與人工觀測的同時(shí)間水位資料，其中必須是高、中、低水位級(jí)各30個(gè)測點(diǎn)以上。根據(jù)要求，對(duì)比資料選取時(shí)段為2015年7月15日至8月15日不同時(shí)段的觀測資料（通過對(duì)平水精簡，取20個(gè)連續(xù)測點(diǎn)進(jìn)行分析），計(jì)算遙測與人工水位的絕對(duì)誤差，按《標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)公式計(jì)算不確定度。具體見表1～2。

4 比測精度分析

（1）系統(tǒng)不確定度計(jì)算公式：

（2）隨機(jī)不確定度計(jì)算公式

根據(jù)規(guī)定，置信水平95%的不確定度等于2倍標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算公式為：

表1 高坦水文站遙測水位各水位級(jí)誤差分析統(tǒng)計(jì)表

表2 高坦站遙測水位不確定度計(jì)算成果表

（3）置信水平95%的綜合不確定度計(jì)算公式：

5 結(jié)語

按照《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)遙測水位比測誤差控制規(guī)定，置信水平95%的綜合不確定度不超過3cm，系統(tǒng)誤差不超過1cm。從誤差分析統(tǒng)計(jì)表中可以看出，高坦水文站的高、中、低水位級(jí)遙測與人工水位比測誤差均在規(guī)范規(guī)定控制范圍內(nèi)，可以投入使用。

[1]《水位觀測標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50138-2010）[R].北京：中國水利水電出版社.

[2]錢學(xué)偉，陸建華.水文測驗(yàn)誤差分析與評(píng)定[M].北京：中國水利水電出版社.

鄧世德，男，助理工程師。

P332

A

1004-7344（2016）20-0112-01

2016-7-1

包晶，女，助理工程師。