阿勒泰地区遥测水位计与人工观测水位对比分析

阿依古丽·孟古别克

(新疆阿勒泰水文勘测局，新疆 阿勒泰 836500)

1 对比分析观测要求

1.1 探头高程的测定

从遥测水位计探头下方采用水准仪从引据水准点进行高程的测定，水面与探头以及水面高程之间的距离为探头高程，本次阿勒泰地区水文站水位计探头高程与人工观测水尺的零点高程同步进行校测，从而保证人工水尺与遥测水位计探头高程的标准的统一[1-5]。

1.2 加密对比观测次数

按照《水位观测标准》(GB/T 50138—2010)和测站任务书要求对人工水位计和遥测水位计之间的精度进行对比观测，按照汛期涨水情况进行对比观测次数的加密，其中平水时段按照水位变幅加密2～4次，洪水期按照水位变幅加密4～6次。

2 比测统计分析数据的选取

按照《水文自动测报系统技术规范》(GB/T 41368—2022)的要求，对于遥测水位计的传感器分辨率而言，当其分辨率为1.0 cm时，95%的观测数据点在20 m量程下的误差允许值要低于全程量的0.3%，遥测水位计可满足水位对比观测的要求，此外在进行遥测水位计和人工水位计比测时，在规定时间和规定条件下水文自动测报系统的完成率按照数据收集畅通率和完成率进行衡量，其畅通率和完成率应分别高于95%和99%。

3 对比分析

3.1 对比分析过程

对选取的阿勒泰地区2处水文站按照《测验任务书》分为5个时段进行同步对比观测，按照实时统计的方式对比人工水位和遥测水位之间的误差，在同步对比观测中对人工水尺零点高程和探头高程进行测定，并对探头横杆的受力进行稳定性分析，实测断面风速通过风速仪进行测定，对遥测水位计接收设备进行定期检查[6-9]。

(1)探头高程测定。按照水文四等水准测量要求采用水准仪从水边引高程至校测水准点，对多次水位观测值采用间接法进行测算，对不同对比观测阶段水面高程进行反复测量，对遥测水位计的探头高程进行测定和校准。

(2)探头横杆受力稳定性分析。通过对遥测水位计探头支架和自然条件下的安装工艺进行综合受力分析，选取的阿勒泰地区2处水文站遥测水位计支架受力和稳定性整体均满足设计规范要求。

(3)外界影响因子分析。为避免水流波浪、温度等外界影响因子对遥测水位计观测的影响，对同步观测水位计探头下方是否具有较大波浪、脱流现象进行实时观测，并对天气状况和温度条件进行观测。

3.2 误差分析

选取2个涨水段和3个平水段对阿勒泰地区2处水文站的遥测水位计和人工观测水位进行对比观测，并分别对各站点0.03 m、0.05 m、0.07 m误差允许百分率进行统计，各站点对比观测误差统计结果如表1所示。

表1 阿勒泰地区1#、2#测站不同误差允许百分率统计结果

由表1可见，1#水文站0.03 m的误差允许百分率均值为58.9%，0.05 m的百分率均值为59.6%，0.07 m的百分率为61.6%。2#水文站在0.03 m、0.05 m、0.07 m的百分率均值为60.3%、60.7%、61.4%。按照规范GB/T 41368—2022满足误差允许要求，也符合《感潮水文测验规范》(SL 732—2015)中对水位资料整编的有关规定。

3.3 比测综合不确定度分析

在阿勒泰地区2处水文站遥测水位计和人工水位计误差对比分析的基础上，对各水文站不同量级观测次数的系统和随机不确定度进行计算，并对其综合不确定度进行统计，结果如表2所示。

表2 阿勒泰地区1#、2#水文站遥测水位计和人工观测水位不确定度分析结果

由表2可见，各测站不同观测次数下的系统不确定度和随机不确定度均<2%，满足规范GB/T 41368—2022对于比测分析的不确定指标的要求。在各站点系统和随机不确定度分析基础上，对其综合不确定度进行统计，各站点综合不确定度在0.018%～0.052%之间，均<2%，满足规范要求[10-12]。

4 结 论

(1)阿勒泰地区2处水文站遥测水位计在设备稳定时，可用于断面水位的自动采集，但当测验断面发生较为重大变化或者河势发生明显变化后，不可避免遥测水位计探头出现脱流情况，因此对于阿勒泰地区2处水文站河床断面不稳定情况，可采用遥测水位计和人工观测相结合的方式进行水位观测，当遥测水位计出现脱流或者设备出现故障时应及时进行补测。

(2)需定期对2处水文站遥测水位计和人工观测水位进行比测，当比测精度不能满足规范GB/T 41368—2022精度要求时，需立即对遥测水位计进行重新调整，以满足测验精度要求。