遙測雨量計與人工雨量觀測對比分析

摘 要：為了評價遙測雨量計的可靠性，更好地推進(jìn)水文現(xiàn)代化建設(shè)，起到水文尖兵的作用，積極為各級防汛決策部門，提供及時準(zhǔn)確的水文信息數(shù)據(jù)，提高防汛抗旱能力，現(xiàn)就寶雞轄區(qū)16處遙測雨量設(shè)備與人工雨量觀測設(shè)備作了對比分析。

關(guān)鍵詞：遙測雨量計；對比；分析

1 概況

寶雞地處關(guān)中平原西部，是國家規(guī)劃建設(shè)的關(guān)中-天水經(jīng)濟(jì)區(qū)副中心城市，陜西省第二大城市，陜甘川寧毗鄰地區(qū)區(qū)域性中心城市。全市總面積1.82萬平方公里，常住人口372.7萬人。跨黃河、長江兩大流域、屬于暖溫帶半濕潤氣候，全年氣候變化受東亞季風(fēng)（包括高原季風(fēng)）控制，年平均降水量在590～900mm之間，是關(guān)中降水量最多的地區(qū)。隨著水文現(xiàn)代化的發(fā)展，我局通過水情分中心建設(shè)、省級水情站建設(shè)、中小河流監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，已基本形成了水文自動監(jiān)測系統(tǒng)，目前已建成296個遙測站，95個基本雨量站，已建設(shè)79個遙測站，基本實現(xiàn)了水位、雨量信息自動采集傳輸系統(tǒng)。

遙測雨量計是用于野外環(huán)境的降雨自動監(jiān)測，具有雨量數(shù)據(jù)采集、長期固態(tài)存儲及遠(yuǎn)距離傳輸功能，可通過無線實現(xiàn)近距離顯示、人工置數(shù)及設(shè)備配置。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝靈活方便、操作簡單、技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、運行穩(wěn)定可靠的特點。其設(shè)備由翻斗雨量計、遙測終端、GPRS/GSM模塊、太陽能板、蓄電池、充電控制器組成。

2 資料的選用及比測分析

2.1 資料的選取

本次分析選取2014年16個基本雨量站兩套數(shù)據(jù)（人工和遙測站），其中6個為水文站，這16站在渭河流域有12站、嘉陵江流域有3站、涇河流域有1站。水文站及委托雨量觀測人員均為經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，從事雨量觀測10年以上的專業(yè)技術(shù)人員觀測，觀測資料精度符合要求，在觀測時段上有非汛期、汛期雨量觀測時段，具有一定的代表性。

2.2 比測分析方法

本次比測分析利用16站基本雨量站人工及遙測站觀測數(shù)據(jù)，采用“南方片水文資料整編程序”，分別進(jìn)行資料整編計算，統(tǒng)計4-10月各日、月誤差、4-10月月總量誤差，按照誤差≤土5%、土5%<誤差≤土10%、10%<誤差分別統(tǒng)計，進(jìn)行比測分析。

2.3 對比分析結(jié)果

寶雞水文局選用2014年資料共16站，對比誤差R≤5%，有5站；5%≤R≤10%，有3站；10%≤R≤15%，有5站；R>15%，有3站。雨量資料良好程度水文站與雨量站相當(dāng)，無明顯優(yōu)勢，有8站自記雨量計出廠調(diào)試不合格，3站系統(tǒng)偏大土15%，5站系統(tǒng)偏小約土15%。滿足水文資料整編規(guī)范可直接參與整編的雨量站有8處，占50%；部分資料修正后，可參與資料整編站有5處，占31%；數(shù)據(jù)誤差較大，僅作為防汛水情參考的站有3站，占19%。綜合分析遙測雨量站，基本可以滿足水情報汛站，其數(shù)據(jù)距水文資料整編規(guī)范還有一定差距。月、年雨量誤差統(tǒng)計表詳見表1。

3 遙測雨量計誤差原因分析

通過近幾年遙測雨量計的應(yīng)用分析，遙測雨量計存在以下問題：

（1）自動雨量站的遙測設(shè)備系無人看管，缺乏維護(hù)與清理，集雨口若被泥漿、樹葉等雜物覆蓋堵塞，會造成雨水淤積，導(dǎo)致降水不能實時滴入漏斗，從量上和時間上對降雨的記錄及信息傳輸造成較大影響；淤積的雨水會緩慢下滲滴入漏斗，使得遙測降雨歷時被強(qiáng)行拉長，降雨量也發(fā)生變化。

（2）自動站采用0.2mm精度的設(shè)備，每0.2mm降水漏斗一翻，這種構(gòu)造，在雨強(qiáng)不大的情況下，觀測精度能夠保證，當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)到一定程度的時候，可能有下水太快導(dǎo)致漏斗無法正常翻轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)，影響遙測。

（3）該設(shè)備采用太陽能供電，電池容量較少，在陰雨連綿天氣段，不能正常供電，影響雨量觀測精度。

（4）個別儀器出廠調(diào)試不合格，個別雨量計存在系統(tǒng)偏大或偏小現(xiàn)象。

（5）個別雨量站RTU可靠性不足，從數(shù)據(jù)的采集、存儲、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)，存在漏采、多采，量值與實際相差過大，數(shù)據(jù)存儲格式不統(tǒng)一，傳輸數(shù)據(jù)有丟失等現(xiàn)象。

（6）維修資金不到位，不能進(jìn)行正常的維修，使遙測雨量計帶病作業(yè)，不能正常工作。

（7）人工站依靠人工觀測，會有主觀誤差、操作誤差，這是不可避免的，會對降雨歷時、降雨量的觀測產(chǎn)生影響，本次對比選取數(shù)據(jù)較少，歷時較短，會對評價結(jié)果產(chǎn)生一定偏差。

4 結(jié)論與建議

本次對比分析采用的降雨數(shù)據(jù)僅一年，通過對這些降雨數(shù)據(jù)的分析，得出如下結(jié)論。

4.1 結(jié)論

（1）從本次分析結(jié)果來看，若以人工觀測站數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，校對遙測站數(shù)據(jù)，人工觀測站與自動站觀測降雨仍有一定的差距，這些差距有主觀因素，也有客觀存在，不可避免。

（2）我們認(rèn)為自動站遙測雨量站可以為水情防汛站服務(wù)，從面上對照分析可以看出，大部分自動站遙測數(shù)據(jù)可以逐步代替人工觀測數(shù)據(jù)納入報汛、進(jìn)行整編；個別站數(shù)據(jù)目前尚不能滿足水文資料整編規(guī)范直接整編，需要部分修正，但在這個期間，仍需保留部分人工雨量站進(jìn)行輔助觀測，對某些遺漏或者錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。

4.2 建議

（1）聯(lián)系儀器廠家，加強(qiáng)對儀器設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試，對存在出廠系統(tǒng)偏大或者偏小的問題進(jìn)行解決。

（2）加快對接收程序統(tǒng)一，更有利于資料整編程序中的計算。

（3）加大資金支持，加強(qiáng)遙測雨量維修養(yǎng)護(hù)，保障設(shè)備正常運行。

參考文獻(xiàn)

[1]水文資料整編規(guī)范[S].

作者簡介：白佳卉（1986，05-），女，陜西省西安市，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)位：碩士，研究方向：水文水資源分析。