水文检测论文

普通雨量器降水量观测误差的分析论文

【论文关键词】普通雨量器 降水量 观测误差 分析

【论文摘要 】 本文分析了普通雨量器降水量观测过程中引起降水量误差的原因,并依据SL21—90《降水量观测规范》的有关规定对普通雨量器降水量观测误差的控制做了明确的要求，对基层测站的实际工作具有指导性作用。

1、导言

普通雨量器是使用时间最长，而且设置最广泛的降水量观测仪器，它采取了把自然降水量通过已知一定面积的承水口收集后导入储水瓶，然后再将收集到的降水量用专用量杯量取的方法测取，所以它构造简单，使用方便，是基层测站常用的降水量观测仪器之一。但在观测过程中和其它水文观测项目一样，由于受一些因素的影响难免存在一些观测误差，下面就其存在的误差进行探讨。

2、误差来源

2.1湿润误差

普通雨量器的承雨器和储水平内壁对部分降雨的吸附造成的水量损失，称湿润误差。湿润误差是负向系统误差，使观测的降水量系统偏小。湿润误差与雨量器的材料、结构以及风速、空气湿度和气温有关。雨量器内壁越光滑，口径越小，承雨器湿润面积越小，湿润误差越小。风速大、湿度小、气温高，湿润误差就大。

湿润误差包括承雨器和储水瓶两部分，用下式计算：

△pω=（C1+C2）n (1)

式中：△pω—为等时段降雨量观测的湿润误差（mm）；

C1、C2—分别为承雨器和储水瓶一次降水量观测中的湿润误差（mm）；

n—为该时段内雨量器的湿润次数。

SL21—90《降水量观测规范》指出，每年降水量的湿润损失一般为0.05—0.3mm，一年累计湿润误差可使降水量偏小2%左右；降微量小雨次数多的干旱地区，年湿润损失可达10%。

2.2蒸发误差

降水停止到观测时刻或降水间歇期间雨量器储水瓶中水分蒸发造成的损失，称蒸发误差。蒸发误差属负向系统误差。蒸发误差可用下式计算：

Δpe=edhd+enhn （2）

式中Δpe—为时段降水观测蒸发误差（mm）；

ed、en—分别为雨量器白天和夜间蒸发损失率（mm/h）；

hd、hn—分别为时段降水观测中白天和夜间的蒸发时间（h）。

降水观测蒸发损失与观测站所处的区域的气候条件有关，而且随季节不同而变化，所以蒸发误差的有关参数必须通过实验确定，不可盲目借用。

SL21—90《降水量观测规范》指出，蒸发损失量可占年降水量的1—4%。

2.3溅水误差

较大的落在地面上，可溅起0.3—0.4m高，并形成一层雨雾随风飘入雨量器内，使观测的降水量大于实际降水量，这项误差称为溅水误差。溅水误差属于正向系统误差。

实践证明带风圈的雨量器溅水误差可使年降水量偏大1%。

地面雨量器的溅水误差可使年降水量偏大0.5—1%。

2.4动力误差

风对雨量器承受降水的干扰造成水量损失，称动力误差。动力误差由飘溢现象产生。飘溢现象是指降雨或降雪时部分降雨或降雪不落入雨量器中的现象。飘溢现象主要是由于雨量器在大风气流中发生流严重变形而产生的，此时经过雨量器上方的气流和雨点的迹线几乎与地面平行，使雨滴飘走而不是落在雨量器内，雪中的比重更小，因而飘溢现象更严重。

动力损失等于雨量器捕捉降水量与实际降水量之间的差值。由于观测降水时多种因素影响，很难确定出实际降水量或真值降水量，而地面雨量器受风的影响较小，也就是说，不管风速有多大，地面风速总为零。雨滴又总要活在地面上，所以在无雨是溅入和风吹雪的干扰时，地面雨滴是捕捉的降水量接近实际降水量。

2.5仪器误差

这里的仪器误差，是仪器作为工厂的合格产品本身具有的误差，不包括仪器现场安装调试不合格、器口安装不水平等认为原因产生的误差。

2.5.1承雨器环口直径加工误差

设实际降水量为p0，承雨器环口标准内径为D0,含有加工误差的直径为D，由此观测的降水量为p，由于

(3)

应用权对标准差传播体，得

S(p)=2S（D） （4）

SL21—90《降水量观测规范》规定，雨量器承雨器口内径采用200mm，允许误差为0.6mm,相对误差为0.3%，以此作为限差，得器口加工误差标准差S（D）=0.15%，由此引起的降水量观测误差标准差为

S (p)=2S（D）=0.3 %

当降水量p=10mm时，承雨器器口误差引起的降水量误差标准差S（p）=0.03mm。

2.5.2量雨杯示值误差

量雨杯的内径为40mm，截面积为12.6mm2，承雨器截面积为314.2cm2，是量雨杯的25倍，亦即将雨器收集到的1mm深的降水倒入量雨杯内，水柱则有25mm高；这就等于将降水深度放大了25倍，从而提高降水测量精度。

2.6测记误差

SL21—90《降水量观测规范》要求，降水量观测要求记至0.1mm，其相应标准差为0.029mm。

2.7其他误差

观测场距离建筑物或树木太近、仪器承雨口不水平等，都可以给降水量带来较大误差，但只要按SL21—90《降水量观测规范》的要求操作，这些误差时可以减小或完全避免的。

3、消除误差的'方法

3.1溅水

雨水溅失对于大多数雨量器来说约为0.1-0.2mm，可视为器差，很容易消除。

3.2蒸发

蒸发引起的误差则与许多因素有关，基层测站站的地理位置，气象条件（温度、风、湿度），还有仪器本身的结构、材料等。据多年工作经验得知,各种类型的雨量器由于蒸发引起的平均误差占年降水量的3-6%,单独的观测误差是0.3-0.5mm。

为了减小蒸发的影响，一是要求承雨器的接雨面一定要光滑，使雨水到达接雨面很快通过漏斗；减少雨水的沾附；二是降雨一经停止时，立即进行测量，特别是在炎热的夏季和湿度较小的干燥季节，要及时量取由蒸发引起降水量的损失。

3.3动力

风是造成影响准确地测量降水量的主要原因，风往往导致仪器测得的降水量偏小，降雨时，观测误差取决于降雨类型，确切地说取决于雨滴大小和风速。而在固态降水时，被风吹走的降雪量随风速的增大而增加。所以理想的条件应该是：雨量器器口上空能形成平行的气流，避免有风的局地加速度，尽可能减少冲击器壁气流或湍流。在仪器安装时，避免装在过于空旷和四周有高大的树林或建筑物的地方。风是随着高度的增加而增大的，因此雨量器内收集的降水量随着仪器安置高度的增加而减少。所以雨量器的器口高度应尽可能低一些，低到能防止从地面可能溅入雨水为度。《降水量观测规范》统一规定为为普通雨量器的高度70cm。

4、结论

湿润误差、蒸发误差和动力误差属于负向系统误差，其中湿润误差和蒸发误差的确定还比较容易，但确定动力误差却比较复杂，为探讨动力损失与相关因素的关系，可在区域内选择若干雨量站展开地面雨量器与标准高度雨量器对比观测实验。动力损失Δpa用捕捉率来表示，两者关系为

Δpa=pm（1- ） (5)

(6)

式中pm—为标准高度雨量器观测降水量；

Pg—为地面雨量器观测降水量；

R—为捕捉率，捕捉率越大，动力损失越小，当R=1时，Δpa=0。

基层测站对降水量观测值，一般不对上述系统误差进行修正；但应对这些误差有所认识，在观测中按SL21—90《降水量观测规范》要求采取措施尽量减少上述误差。尽可能将误差控制在1—2%以内。

在要求较高的水平衡分析和水资源评价中，如需考虑上述误差，可通过实验确定有关参数。

参 考 文 献：SL21—90《降水量观测规范》。

水文资料质量的影响因素及有效策略论文

水文资料作为水文工作中不可或缺的重要内容，其对水资源的开发利用及水利工程建设提供重要的依据，能够满足不同部门对水文资料的实际需求。因此通过努力提高水文资料的质量，可以更好的确保水文资料重要作用的发挥，使其在促进社会经济发展过程中发挥其重要作用。

1 影响水文资料质量的因素

1.1水文原始资料的误差

1.1.1水资源的开发与利用对水文资料质量的影响

我国农业和工业作为国民经济的基础性产业，对于我国经济的建设具有非常重要的意义。随着工农业发展速度的不断加快，对水资源的开发利用力度也在不断加大，给水资源所带来的污染也不断加重，这就对水资源资料整理的工作量提出了更高的要求。而且在水资源开发利用过程中，水文资料在收集过程中不确定性因素不断增加，这对于水文资料的质量带来了较大的影响。

1.1.2城市化进程对水文资料质量的影响

在当前我国城市化建设进程不断加快的新形势下，我国土地利用形式发生了较大的改变，这也给水文资料的收集工作带来了较大的影响。

1.1.3水利工程建设对水文资料质量的影响

通过加强水利工程建设，可以有效的实现水资源的合理调配，更好的促进水资源的开发和利用。但在当前我国大部分水利工程建设工作中，由于直接给水文特征带来了较大的影响，这必然会影响到水文资料整编数据的准确性。

1.2水文资料整编技术

在水文工作中，通常都是应用水文整编来实现原始水文资料的收集，从而更好的`实现水文资料自身的价值。这也使水文资料的质量直接受到水文整编技术的影响。当水文整编技术具有较强规范性时，也会有效的确保水文资料整编方法的科学性，使水文资料的质量得以提升，否则，则会对水文资料的质量带来不利影响。

1.3水文资料的整编人员

水文资料整编工作的质量与整编人员的自身素质息息相关，整编人员在整编工作中发挥着主体的作用，这就使水文资料的质量会直接受制于整编人员工作能力及职业道德的影响，所以为了能够有效的提高水文资料的质量，需要做好整编人员的培训工作，确保水文资料整编人员综合素质的提升。

2 提高水文资料质量的对策

2.1促进水文行业的健康发展

水文资料的精度和质量会对水资源的开发利用及水利工程建设带来直接的影响。因此需要在水文工作中不断完善水文检测和整编技术，水文从业人员也需要努力提高自身的专业知识，掌握各种新技术和新方法，确保自身业务素质的提升，从而更好的服务于水文工作，确保水文资料质量的提升，使水文资料能够在经济建设中发挥重要作用。

2.2严把好水文资料整编关

2.2.1合理审计水文资料

一是加强对水文测验精度的审计。水文资料测验的精度是影响水文资料质量的关键性因素之一，除了在测验时必须把握好精度外，必须在资料整编工作中加强对测验精度的审计，审查测验技术与实际是否符合，测验方案、技巧等是否与实际情况相吻合，所测验的结果误差有多大，是否进行了弥补，有无补救措施等。二是对水文资料内在质量，包括是否真实、完整等，都要进行审计，对于审计中发现的虚假信息，应该予以清除，发现问题，要及时整改到位。

2.2.2着力提高审查的正确合理性

一是要加强对原始资料的审查，以夯实水文资料的质量基础。在收集原始资料过程中，难免会受到诸多因素的影响与干扰，因此就会导致所收集到的资料具有一定的误差。因此，在进行资料整编时，必须加大对原始资料的审查力度，确保资料的真实性、准确性和完整性。二是加大整编成果的审查力度。对相关项目、数据之间的进行对照、分析与检查，如对日降雨量与年降雨量，日水位与时水位数据等进行对照检查，最大可能地降低资料的错误程度，避免出现较大的资料错误。

2.2.3切实加强资料整编

为了提高水文资料的质量，则需要加强资料整编工作，这可以有效的提高测验和整编联系的紧密性，而且在资料整编过程中，对于发现的测验中存在的问题需要及时进行反馈，并进一步对测验工作进行完善。而且能贯彻加强资料整编，有利于测验人员能够在测验工作中对整编要求进行充分考虑，确保测报和发报等制度都能够得到有效的落实和执行。

2.3提高水文工作人员的综合素质

水文资料整编工作中人具有主导性的作用，通过全体工作人员的共同努力才能编制出高质量的水文资料，可以说水文工作人员的综合素质会对水文资料的质量带来直接的影响，需要努力提高水文工作人员的综合素质，确保水文资料整体质量的提升。因此需要加强对水文工作人员业务能力的培训，使其能够熟练掌握水文测绘发外人内容，并利用其作为工作中的重要指导。由于水文工作具有较强的实践性，而且在水文特征出现变化时也会对水文资料的整编工作带来较大的影响，所以需要水文工作人员要在实践工作中加强经验的积累，确保水文资料质量的提升。

2.4强化水文测验精度

水文监测作为水文资料整编工作中非常重要的一个环节，其具有较强的实践性特点，所以在具体实施过程中需要针对水文测验的实际情况来选择适宜的测验技术和方法。在水文测验工作中，在对测验方案进行制定及测验技巧选择时具有较强的灵活性，但需要满足水文测验精度的要求，而且在具体测验过程中需要及时发现存在的误差，并及时进行纠正和弥补。

结语

水文资料作为水文工作中非常重要的内容，提高水文资料质量并不是一朝一夕就能完成的，这是一项系统的工程，需要一个漫长的过程中，需要我们在实际工作中能够对水文资料质量的影响因素进行正确认识，并制定具有针对性的措施，从而有效的提升水文资料的质量，加快促进水资源的开发利用和水利工程的建设，为我国社会经济的发展起到积极的推动作用。

参考文献

[1]夏林.浅谈影响水文资料质量管理的主要因素及优化措施田.科技展望，2015-05一10.