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1、固態(tài)存儲雨量計和虹吸自記雨量計降水量對比分析及調(diào)整意見青海省水文水資源勘測局2007年8月固態(tài)存儲雨量計和虹吸自記雨量計降水量對比分析及調(diào)整意見JDZ-1型雨量數(shù)據(jù)采集儀和WFZ-2型水位、雨量數(shù)據(jù)采集儀是水利部南京水利自動化研究所生產(chǎn)的兩種自動測量、采集、存儲資料的較先進儀器。我局從1999年起陸續(xù)安裝了89臺，其中30臺安裝在具有虹吸自記雨量計的水文站進行對比觀測。為真實客觀的反映對比觀測情況，使其在降水觀測中發(fā)揮更大的作用，按照局里的安排，我處對現(xiàn)有30個水文站觀測的固態(tài)存儲雨量計和虹吸自記雨量計數(shù)據(jù)進行了對比分析，旨在通過科學(xué)合
2、理的分析，尋找兩者差異的原因，為更好地使用固態(tài)存儲降水量資料提供建議和依據(jù)，同時也對今后固態(tài)雨量計站點的布設(shè)提出了調(diào)整意見和建議。1、固態(tài)存儲雨量計的工作原理及基本性能主要工作原理：降雨時，翻斗式雨量計的承雨口承接降水，經(jīng)引水管導(dǎo)入翻斗，當(dāng)降雨量達到雨量計的翻斗容量時，翻斗翻轉(zhuǎn)，帶動磁鋼翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)干簧管開關(guān)，產(chǎn)生一個脈沖信號送入數(shù)據(jù)采集器，采集器接受脈沖信號，進行累計。當(dāng)一個采樣周期（5分鐘）結(jié)束時，自動喚醒采集器，按照采樣周期的累積雨量和發(fā)生日期、時間，按軟件預(yù)定的格式，存入固態(tài)RAM中，如此不斷重復(fù)，從而達到連續(xù)、長期的測量、記錄降
3、水過程的目的。當(dāng)需要降水資料時，通過采集器的RS232通信接口及通信電纜，利用便攜式計算機或?qū)懣ㄆ鲗?shù)據(jù)采集器中的降水?dāng)?shù)據(jù)讀出，利用中心站計算機及專用軟件，建立小型數(shù)據(jù)庫或打印輸出各種成果表。主要技術(shù)指標(biāo)：工作溫度為－20～55℃；適宜雨強范圍為0.01～4mm/min；儀器分辨率0.2mm，即翻斗感量為6.28g/斗，降水達到0.2mm時，可翻轉(zhuǎn)一次進行一次記錄；翻斗計量誤差小于4%；輸出信號方式為磁鋼～干簧管接點接通信號，磁鋼與干簧管工作距離為2mm。固態(tài)存儲雨量器的翻斗是量測準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵所在，翻斗的翻倒水量可按下式計算：P=G·
4、N式中：P—翻斗理論上的翻倒雨量；G—儀器感量；N—翻斗翻轉(zhuǎn)倒水次數(shù)。2、對比觀測2.1測站基本情況30個水文站分布在青海省境內(nèi)內(nèi)陸河、長江、黃河流域，覆蓋面較廣具有較強的代表性。各站的固態(tài)存儲雨量計、虹吸自記雨量計和人工雨量計安裝在同一觀測場內(nèi)，觀測場地均符合SL21—90《降水觀測規(guī)范》要求。測站所屬流域劃分見表1。表1、測站流域劃分表流域站名內(nèi)陸河德令哈(三)、上尕巴、都蘭、香日德(二)、納赤臺、格爾木(四)、布哈河口、剛察(二)、下社黃河大米灘、上村、同仁、化隆、清水、海晏、董家莊、石崖莊、西納川、牛場、黑林、橋頭、朝陽、西寧、
5、王家莊、樂都、八里橋、吉家堡、青石嘴長江直門達、新寨2.2資料的選用30個水文站中，海晏、牛場、青石嘴三站因氣溫偏低，采用固態(tài)存儲雨量計觀測時間為6~9月，其余站觀測時間為5~9月，當(dāng)各站出現(xiàn)固體降水時采用人工觀測，不參加統(tǒng)計分析。2.3資料分析對30個同時使用固態(tài)存儲雨量計和虹吸自記雨量計觀測的水文站的降水資料采用匯編成果進行分析，資料真實可靠。參照SL21—90《降水觀測規(guī)范》中關(guān)于測量精度的要求，以下分析均以虹吸自記雨量計記錄雨量作為真值，固態(tài)存儲雨量計記錄雨量作為儀器記錄雨量，用絕對、相對誤差來評價降水量的合格率。2.3.1月降
6、水量的統(tǒng)計分析對30個站（其中5月份參加統(tǒng)計26站，9月份29站）汛期采用固態(tài)存儲雨量計觀測的月降水量進行統(tǒng)計，5月份參加統(tǒng)計的26個站的月降水量相對誤差︱δ︱﹥4%的站有8個，6月︱δ︱﹥4%的站有12個，7月︱δ︱﹥4%的站有8個，8月︱δ︱﹥4%的站有7個，9月︱δ︱﹥4%的站有10個，參加統(tǒng)計月份145個，合格率69.0%；5～9月月降水量總量︱δ︱﹥4%的站為6個，合格率80%。各站固態(tài)—自記月降水量對比分析見表2。經(jīng)統(tǒng)計，誤差超過范圍的月降水量多集中分布在風(fēng)沙較大，降水量稀少的內(nèi)陸河流域的水文站。2.3.2日降水量的統(tǒng)計分析
7、用絕對、相對誤差來評價日降水量的合格率，根據(jù)規(guī)范儀器分辨率為0.1、0.2mm的雨量量測精度如下：1）排水量小于等于10mm，以絕對誤差表示，量測誤差宜不超過±0.2mm，不得超過±0.4mm，︱絕對誤差︳≤0.4mm為合格；2）排水量大于10mm，用相對誤差表示，量測誤差宜不超過±2%，不得超過±4%，︱δ︱≤4%為合格，相對誤差計算式如下：=×100%··式中：δ—量測誤差，用百分?jǐn)?shù)表示（%）；W自——虹吸自記雨量計記錄雨量（mm）；W固—固態(tài)存儲雨量計記錄雨量（mm）。各站日降水量對比分析見附表，日降水量統(tǒng)計見表3。日降水量統(tǒng)計了
8、30個站，2306天，在誤差范圍內(nèi)的有2078天，合格率為90.1%。其中，降水量＞10mm天數(shù)294天，統(tǒng)計相對誤差合格天數(shù)193天，合格率65.6%，最大相對誤差19.4%，9月21日出現(xiàn)在香日德站；降
