JFZ—01型浮子式数字雨量计比测分析

吴竞博 张玉林 蒲长丹 程文波

摘 要：JFZ-01型浮子式数字雨量计是一种新型的高精度的雨量自记设备，该文通过对丹江口水库蒸发站该仪器与JQR01型雨量器2014年实测降水资料的比测分析，指明JFZ-01型浮子式數字雨量计量测精度符合《降水量观测规范》要求，满足高精度降水量资料收集工作的需求，对加快水文现代化、信息化建设具有重要意义。

关键词：JFZ-01型浮子式数字雨量计 JQR01型雨量器 比测 分析

中图分类号：P41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（a）-0202-03

An Analysis on Ratio Test of JFZ-01 Float-type Digital Rain Gauge

Wu Jingbo，Zhang Yulin，Pu Changdan，Cheng Wenbo

（The Survey Bureau of Hydrology and Water Resources of Hanjiang River，Hydrological Bureau of the Yangtze River Water Conservancy Committee Xiangyang City，HuBei Province，441000 China）

Abstract：JFZ-01 float-type digital rain gauge is a new rainfall-recording equipment with high-precision. Based on the analysis of the rainfall data observed by JFZ-01 and JQR01 rain gauges in Danjiangkou reservoir evaporation station in 2014，this paper indicates that the measurement accuracy of JFZ-01 float-type digital rain gauge is in line with requirements of "precipitation observation norms" as well as meeting the needs of high-precision precipitation data collection. It is important to accelerate the modernization of hydrology and information technology.

Key words：JFZ-01 float-type digital rain gauge；JQR01 rain gauge；Ratio test；Analysis

降水量观测是水文要素观测的重要组成部分，降水量资料对水资源评估调度及涉水工程规划、防洪减灾和旱情监测预报都有十分重要的意义。随着水文现代化、信息化的不断发展，雨量资料的收集已由原先的人工观测逐步走向自动化监测，越来越多的雨量自记设备被应用于日常的降水量观测。丹江口水库蒸发站2014年成立之初，引进了由徐州伟思水文气象自动化研究所生产的JFZ-01型浮子式数字雨量计，并开展与传统的20cmJQR01型雨量器的对比观测。该文就2014年丹江口水库蒸发站降水量资料比测结果和误差情况做系统分析。

1 测站情况

丹江口水库蒸发站位于湖北省丹江口市丹江口大坝左岸，东经111°30′，北纬32°34′，属长江流域最大支流汉江水系。该站的设立是为了探求蒸发器折算系数，水面蒸发经验公式以及气象因子与蒸发量的关系等，同时也为水资源研究、降雨径流预报以及丹江口水利枢纽的调度运行和南水北调中线工程运行提供水面蒸发及其附属项目的观测数据。降水量观测是该站重要测验项目之一。

2 仪器特点及工作原理

JFZ-01型浮子式数字雨量计的特点。感雨灵敏度高（0.07mm），准确度高，仪器安装、调整、校准方法简单，智能化程度高，维护方便，有脉冲量（每0.1mm降雨量）输出和RS-485实时累计降雨量输出，可直接与数据采集器、RTU、计算机或其它上位设备连接，实现高精度数据自动采集与传输。

JFZ-01型浮子式数字雨量计的工作原理。有降雨发生时，器口聚集的雨水经漏嘴、降水开关组件进入浮子筒，筒内水体增加使浮子升高，平衡锤即带动测轮驱动光电编码器同步旋转，编码器即可输出与降水量相对应的编码数据，从而实现降水量的连续记录过程。

3 比测情况

3.1 资料选用

选用丹江口水库蒸发站2014年JFZ-01型浮子式数字雨量计自记资料和JQR01型雨量器人工观测资料（固态降水除外）进行比较分析。

3.2 资料分析

取人工观测降水量值为真值，记为P人，单位mm，JFZ-01型浮子式数字雨量计记录的降水量值为测量值，记为P测，单位mm，两者的绝对误差（mm）Δ=P测-P人，相对误差（%）δ=（P测-P人）/ P人×100%，按照《水文自动测报系统技术规范》4.3.4的要求，对于分辨率为0.1mm的雨量传感器，当自身排水量≤10mm时，允许误差为±0.4mm，当自身排水量>10mm时，允许误差为±4%。下面对丹江口水库蒸发站2014年日雨量和月、年合计雨量做比测分析。

3.2.1 日雨量比测分析

从表1可知，丹江口水库蒸发站2014年总降雨天数（固态降水除外）96天，除了9月1日和9月14日JFZ-01型浮子式数字雨量计自记雨量与人工观测雨量误差超限外，其余降雨天数两者误差均在规范要求的限差之内，准确率达97.9%。其中，最大一日降水发生在9月17日，JFZ-01型浮子式数字雨量计自记雨量与人工观测雨量绝对误差-1.6mm，相对误差-3.0%。

3.2.2 月、年总雨量比测分析

从表2可知，丹江口水库蒸发站2014年JFZ-01型浮子式数字雨量计与人工观测月、年总降水量比测误差全部在规范要求的限差之内，其中，年总降水量自记记录为806.1mm，人工观测总量为825.4mm，绝对误差-19.3mm，相对误差-2.3%。

4 误差产生原因分析

4.1 两日误差超限原因分析

9月1日和9月14日JFZ-01型浮子式数字雨量计自记雨量与人工观测雨量误差超限，分析其原因主要是这两日强风对安装在蒸发场不同位置的两种仪器造成了较大影响。分析该站气象资料可知，9月1日和9月14日平均风速较其他日明显偏大。JFZ-01型浮子式数字雨量计四周有其他气象设备，而JQR01型人工观测雨量器四周空旷无遮挡，气流更畅通，风速对其影响更大，在有降水发生时，落入人工观测雨量器中的雨量也就相对较少。

4.2 其余误差产生原因分析

（1）和3.2.1分析的原因相同，只是风速造成的误差没有超出规定范围。

（2）JFZ-01型浮子式数字雨量计倾斜未处于水平状态。会造成测得的雨量偏大或者偏小。

（3）人工雨量蒸发损失。未及时人工观测雨量，导致雨量器储水瓶中的雨量部分蒸发损失而造成人工观测值偏小。

（4）JFZ-01型浮子式数字雨量计内置时钟走时误差造成的日雨量误差。降水发生在日分界（早8时）时，雨量计内置时钟与人工观测的时间不一致，导致自记雨量将当日雨量计入上一日或者将上一日雨量计入日，造成人工观测和自记值的误差。

5 结语

通过丹江口水庫蒸发站2014年的比测资料分析证明，JFZ-01型浮子式数字雨量计能够代替传统的JQR01型雨量器进行降水量资料的收集工作。在平时的维护中，要注意使雨量计器口和盛雨部件处于水平状态，要定期或不定期地进行雨量计时钟校对，确保雨量计内置时钟走时准确。

参考文献

[1] SL 21-2006 《降水量观测规范》[S].北京：中国水利水电出版社.

[2] SL 61-2003 《水文自动测报系统技术规范》[S].北京：中国水利水电出版社.

[3] SL 630-2013《水面蒸发观测规范》[S].北京：中国水利水电出版社.

[4] QX/T 52-2007《地面气象观测规范 第8部分：降水观测》[S].北京：气象出版社.