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水文业务知识资料--降水量、水面蒸发观测和资料整编

湖南水文 发布时间: 2016-01-02 【字体:

  7.1 降水量观测场地环境: 应避开强风区,其周围空旷、平坦,不受突变地形、树木和建筑物以及烟尘影响,使在该场地上观测的降水量能代表水平面上的水深。观测场不能完全避开建筑物、树木等障碍物的影响时,要求雨量器(计)离开障碍物的距离至少为障碍物高度的2倍。(特殊情况下至少为障碍物与仪器器口高差的2倍)在山区,观测场不宜设在陡坡上或峡谷内,要选择相对平坦的场地,时仪器器口至山顶的仰角不大于30度。

  7.2 降水量观测场地设置: 观测场地面积仅设一台雨量器(计)时为4×4m2,同时设置雨量器和自记雨量计时为4×6m2观测场地应平整,地面种草或作物的高度不宜超过20cm,有条件地区的地区,可利用灌木防护。栅栏或灌木的高度一般为1.21.5m;并应常年保持一定的高度;杆式雨量器(计),可在其周围半径为1.0m的范围内设置栅栏保护。观测场内的一起安置要使仪器相互不受影响,观测场内小路及门的设置方向,应便于进行观测工作。在观测场地周围有障碍物时,应测量障碍物所在的方位、高度及其边缘至仪器的距离,在山区应测量仪器至山顶的仰角。

  7.3 雨量器(计)的基本技术要求: 雨量器和自记雨量计的承雨器口径采用200mm,允许误差为0.6mm承雨器口应呈内直外斜的刀刃形,刃口锐角40°~45°。为防止锈蚀和变形,承雨器口宜用铜质或铝合金制成,内壁光滑无砂眼。承雨器口面应与器身中心轴线相垂直,与雨量器储水筒底面或自记雨量计外壳底面相平行。专用雨量杯的总刻度为10.5mm,其最小刻度与雨量站的观测记录一致,最下其实刻线应等于二分之一记录精度,制作量雨杯的玻璃质量和刻度误差应符合国家容量仪器标准仪器分辨力为0.10.2mm的量测精度要求: 排水量小于和等于10mm时,量测误差不宜超过±0.2mm±0.4),排水量大于10时,量测误差不宜超过±2%4%);仪器分辨力为0.5mm的量测精度要求: 排水量小于和等于12.5时,量测误差不得超过±0.5mm,排水量大于12.5mm时,量测误差不得超过±4%自记雨量计运行过程中的时间记录误差,机械钟的日误差不超过±5分钟,石英钟的日误差不超过±3分钟,月误差不超过±5分钟。记录笔划线清晰,无断线现象,划线宽度不超过0.3mm,记录笔的调零微调机构应方便、可靠,复零位误差不超过仪器分辨力的二分之一。用于采集降水量信息数据的固态存储器,采集信号数与输入信号数之差在±3%以内。时间分辨力不大于5分钟。

  7.4 雨量器由承雨器、储水筒、储水器和器盖等部分组成,并配有专用量雨杯。用于观测固态降水的雨量器,配有无漏斗的承雪器,或采用漏斗能与承雨器分开的雨量器。累积雨量器主要由承雨器、储水筒、泄水阀等组成。虹吸式日记自记雨量计采用浮子式传感器,机械传动,图形记录雨量,记录分辨力为0.1mm。主要由承雨器、虹吸管、自记钟、记录笔及外壳等组成。翻斗式日记自记雨量计采用翻斗式传感器,电量输出,图形记录和同步数字显示降水量,记录和计数的分辨力为0.1mm0.2mm。传感器部分由承雨器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、转换开关及外壳等组成,记录部分主要由步进图形记录器、计数器和电子传输线路部件等组成。 

  7.5 降水量单位以毫米表示,其观测记载的最小量(记录精度),应符合以下规定: 需要控制雨日地区分布变化的基本雨量站和蒸发站必须记至0.1mm不需要雨日资料的雨量站,可记至0.2mm;多年平均降水量大于800mm的地区,亦可记至0.5mm无人驻守观测的雨量站和汛期雨量站,可记至0.5mm;多年平均降水量大于800mm的地区可记至1mm

  7.6 仪器的检查: 1、新安装在观测场的仪器,必须按照仪器使用说明书认真检查仪器各部件安装是否正确,并按下列要求检查仪器各部件安装是否正确。(分别以每分钟大约0.524mm的模拟降水强度向承雨器注入清水,检查记录器记录和计数器显示值与排水量比较,其量测误差是否在允许范围以内。注水量要满足连续记录35量程。由电量输出的仪器,应分别检查交流、直流电源供电时仪器各部件运转是否正常。经过运转检查和调试合格的仪器,经过试用7天左右,证明仪器各部件性能合乎要求和运转正常后,才宁正式投入使用。在试用期内,检查自记钟的走时误差是否符合限差。)2、对停止使用的自记雨量计,在恢复使用前按上述要求进行注水运行试验检查。3、每年用分度值不大于0.1mm的游标卡尺测量观测场内各个仪器的承雨器口直径12次。4、每年用水准器或水准尺检查承雨器口面是否水平12次。5、宜每年对虹吸式自记雨量器进行一次器差检查。

  7.7规定观测降水起止时间的雨量站,应加测降水起止时间,并统计一次降水量。当降水中间有间歇时,若间歇时间大于15分钟,间歇前后就作为两次降水进行观测记载;若间歇时间小于或等于15分钟,则作为一次降水进行观测记载。为减少蒸发损失,无论是否观测降水起止时间的雨量站,均应在降水停止后及时观测降水量,并记录在与降雨停止相应的时间(记起止时间者)或时段(不记起止时间)降水量栏。

  7.8 固态降水量观测: 1、在降雪或雹时,应取去雨量器的漏斗和储水器,或换成承雪器,用储水筒承接雪或雹,在规定观测时间以备用储水筒替换,并降换下来的储水筒加盖带回室内。2、固态降水量的量测方法【待取回室内的储水筒的雪或雹融化后(禁止火烤),倒入量雨杯量测。取定量温水加入储水筒融化雪或雹,用量雨杯测出总量,减去加入的温水量,即得雪或雹量。配有感量为1g台秤得站,可用称重法。称重前应将附在筒外得降水物和泥土等清楚干净。】

  7.9 特殊观测: 1、雪深【当观测场四周视野地面被雪覆盖超过一半时,测记雪深。用有厘米刻度得直尺测量雪深,每次测量必须测三点,求其平均值作为该次测量得雪深,记至厘米。在测雪板上观测,三点相距0.5m;在附近场地上观测,三点相距510m,且每次测点位置应不重复。为了将雪深正确折算成降水量,当雪深超过5cm时,可用体积法或称重法测量与雪深相应得雪压(记至0.1g/cm3),同时注意观测降雪形态。】2、冰雹直径【遇较大冰雹时,应选测几颗能代表多数得冰雹粒径作为冰雹直径,并挑选测量最大冰雹直径。被测冰雹的直径,为三个不同方向直径的平均值,记至毫米,注在降水量观测记载簿与降雹时间相应的备注栏。】3、降水强度【仅使用雨量器观测降水量的测站,凡需要取得暴雨强度资料者,在暴雨时,可根据降水强度变化主动增加观测次数,并将加测降水的起止时间和降水量记入观测记载簿。】

  7.10 用雨量器观测降水量注意事项: 每日观测时,注意检查雨量器是否受碰撞变形,检查漏斗有无裂纹,储水筒是否漏水。暴雨时,采取加测的办法,防止降水溢出储水器。如已溢出,应同时更换储水筒,并量测筒内降水量。如遇特大暴雨灾害,无法进行正常工作时,应尽可能及时进行暴雨调查,调查估算值应记入降水量观测记载簿的备注栏内,并加文字说明。在冬季结冰期,每次观测后,储水筒和量雨杯内不可有积水,以免冻裂。

  7.11 能保证虹吸式自记雨量计长期正常运转的雨量站,可停用雨量器,但有下列情况之一者,需使用雨量器观测降水量。【少雨季节和固态降水期。当自记雨量计发生故障不能迅速排除时,用雨量器观测降水量,观测段次按《测站任务书》要求确定。需要同时用雨量器进行比测时,可按两段次观测。需要根据雨量器观测值报汛时,观测段次应符合报汛要求。】

  7.12 降水量观测误差及控制: 用雨量器(计)观测降水量,由于受观测场环境、气候、仪器性能、安装方式和人为因素影响,使降水量观测值存在系统误差和随即误差。风力误差(空气动力损失)【是降水量观测系统误差的主要来源,一般可使年降雨量偏小2%10%,降雪量偏小10%50%。应从观测场的选择、仪器安装高度等方面将其控制在3%以内。】湿润误差(湿润损失)【在干燥情况下,降水开始时,雨量器(计)有关构件要沾滞一些降水,导致降水量系统偏小。每次降水量的湿润损失,一般为0.050.3mm,一年累积湿润损失量,可使年降水量偏小2%左右;降微量小雨次数多的干旱地区,年湿润损失达10%左右。应从下列两方面进行控制提高雨量器(计)各雨水通道、储水器和量雨杯的光洁度,保持各仪器部件洁净、无油污、杂物,以减少器壁沾滞水量。在降水之前,用少许清水湿润雨量器(计)各部件。】蒸发误差(蒸发损失)【蒸发损失量占年降水量的1%4%,应按下列要求将蒸发损失控制在1%2%以内。用小口径的储水器承接雨水。向长雨计的储水器或浮子室注入放蒸发油,防止雨水蒸发。每次降水停止后,及时观测储水器承接的降水量。尽量提高各接水部件的密封性能。】溅水误差: 导致水量偏大,防风圈的溅水误差可使年降水量偏大1%左右;地面雨量器的溅水误差可使年降水量偏大0.5%1.0%积雪漂移误差: 偏大仪器误差测记误差。

  7.13 虹吸式雨量计的订正: 1、时间订正(一日内使用机械钟的记录时间误差超过10分钟,且对时段雨量有影响时,必须进行时间订正。如时差影响暴雨极值和日降水量者,时间误差超过5分钟,即进行订正。)2、记录雨量的订正【虹吸订正: 当自然虹吸雨量大于记录量,且按每次虹吸平均差值达到0.2mm,或一日内自然虹吸量累积差值大于记录量达到2.0mm时,应进行虹吸订正。(自然虹吸量不应小于记录量,否则应分析偏小的原因。若偏小不多,可能时蒸发或湿润损失;若偏小过多,应检查储水器是否漏水,或仪器其他故障等。)倾斜订正: 以放纸时笔尖所在位置为七点,划平行于横坐标的直线,作为基准线;通过基准线上正点时间各点,作平行于虹吸线的直线,作为“时间坐标订正线”;时间坐标订正线与记录线交点的纵坐标雨量,即为所求之值。如遇虹吸倾斜和时间快慢同时存在,则线作时间订正,再作倾斜订正。】3、凡记录线出现下列情况,以储水器收集的降水量为准,进行订正。【记录线在10mm处呈水平线并带有波浪状,则此时段记录雨量比实际降水量偏小。记录笔到10mm10mm以上等一段时间才虹吸,记录线呈水平顶状,则从开始平顺处顺趋势延长至与虹吸线上部延长部分相交为止,延长部分的降水量不应大于按储水器水量算得的订正值。大雨时,记录笔不能很快回到零位,致使一次虹吸时间过长。】4、下列记录线虽簿正常但可按实际记录线查算降水量。【虹吸时记录笔不能降至零位,中途上升。记录笔不到10mm就发生虹吸。记录线低于零线或高于10mm部分。记录笔跳动上升,记录线呈台阶状,可通过中心绘制一条光滑曲线作为正式记录。】

  7.13 翻斗式雨量计记录雨量的订正: 记录降水量与自然排水量之差达±2%,且达±0.2mm,或记录日降水量与自然排水量达±2.0mm,应进行记录量订正。记录量超差,但计数误差在允许范围以内时,可用计数器显示的时段和日降水量的数值。

  7.14 长期自记雨量计记录雨量的订正: 当计时误差达到或超过每月10分钟,且对日、月雨量有影响时,应进行订正;当自记周期内的降水记录总量与储水器或浮子室积累的排水量相差大于±4%时,进行记录量订正。

  7.15 蒸发场的选择: 选择蒸发场,首先必须考虑其区域代表性。场地附近的下垫面条件和气象特点,应能代表和接近该站控制区的一般情况,反映控制区的气象特点,避免局部地形影响。必要时可脱离水文站建立蒸发场。应避免设在陡坡、洼地和有泉水溢出的地段,或邻近有丛林、铁路、公路和大工矿的地方。在附近有城市和工矿区时,观测场应选在城市或工矿区最多风向的上风向。陆上水面蒸发场离较大水体最高水位线的水平距离应大于100m选择场地应考虑用水方便,水源的水质符合观测用水要求。

  7. 16 蒸发场四周障碍物的限制: 蒸发场周围必须空旷平坦,以保证气流畅通。观测场附近的丘岗、建筑物、树木、篱笆等障碍物所造成的遮挡率应小于10%。如受条件限制其遮挡率应小于25%,凡遮挡率大于25%的,必须采取措施加以改善或搬迁。

  7.17 蒸发场场地大小应根据各站的观测项目和仪器情况而定。设有气象辅助项目的场地不小于16m(东西向)×20m(南北向);没有气象辅助项目的场地应不小于12m×12m。仪器的安置应以相互之间不受影响和观测方便为原则。高的仪器安置在北面,低的仪器顺次安置在南面。仪器之间的距离,南北向不小于3m,东西向不小于4m,与围栏距离不小于3m

  7.18 水面蒸发观测的标准仪器是改进后的E601型蒸发器。凡属国家基本站网的站,都必须采用这一蒸发器进行观测。在稳定封冻期较长的地区,蒸发器的采用,原则上以E601蒸发器为主,但若满足以下条件,可选用其它型式的蒸发器。(E601型蒸发器为准,选用的蒸发器观测冰期蒸发总量,与标准蒸发器相比,冰期一次蒸发总量偏差不超过±10%在类似气候区,至少有一个站进行比测。新,旧仪器有三年以上的比测资料。)

  7.18 E601型蒸发器主要由蒸发桶、水圈、测针和溢流桶四个部分组成。在无暴雨地区,可不设溢流桶。蒸发桶(是蒸发器的主体部分,器口面积3000cm2,内径61.8cm,允许误差0.3cm,圆柱高60cm,锥体高8.7cm)。水圈(水槽宽20cm)。E601型蒸发器的埋设要求如下: 【蒸发器口缘高出地面30.0cm,并保持水平,器口高差应小于0.2cm水圈应紧靠蒸发桶,蒸发桶的外壁与水圈内壁的间隙应小于0.5cm。水圈的排水孔和蒸发桶的溢流孔底,应在桶溢水平面上。蒸发器周围设一宽50.0cm(包括防坍墙在内)、高22.5cm的土圈。在土圈的北面留一处小于40cm的观测缺口。蒸发桶的测针座应位于观测缺口处。埋设仪器时应力求少扰动原土,坑壁与桶壁的间隙用原土回填捣实。】应从以下几方面对E601蒸发器进行维护【每年至少对仪器进行一次渗漏检查。不冻地区可在年底蒸发量较小时进行,封冻地区可在解冻后进行。如由渗漏现象,应立即更换备用蒸发器,并查明或分析开始渗漏时期。根据渗漏强度决定资料的修正或取舍,并在记载簿中注明。要特别注意保护测针座不受碰撞和挤压。如发现测针座遭碰撞挤压时,应在记载簿中注明日期和变动程度。测针每次使用后应用布擦干放入盒内。经常检查蒸发器的埋设情况,发现蒸发器下沉倾斜、水情位置不准、防坍墙破坏等情况时,应立即修整。经常检查器壁油漆是否脱落、生锈。一经发现,应及时更换蒸发器,将已绣的蒸发器除锈并重新油漆后备用。】

  7.19 20cm口径蒸发皿为一壁厚0.5mm的铜质桶状器皿。其内径为20cm,高约10cm。口缘镶有8mm厚、内直外斜的刀刃形铜圈,器口要求正圆。口缘下设一倒水小嘴。安装(在场内预定的位置上,埋设一直径为20cm的圆木柱,拄顶四周安装一铁质圈架,将蒸发皿安放其中。蒸发皿应保持水平,距地面高度为70cm,木柱如土部分应涂刷沥青防腐,木柱地上部分和铁质圈架应涂刷白漆。)维护(经常检查蒸发皿是否完好,有无裂痕或口缘变形,发现问题及时修理。经常保持皿体洁净,每月用洗涤剂彻底洗刷一次,以保持皿体原有色泽。经常检查放置蒸发皿的木柱圈架是否牢固,并及时修理。)

  7.20 降水量资料整编的工作内容: 对观测记录进行审核,检查观测、记载、缺测等情况。对于自记资料,除检查时间和虹吸订正外,还应检查故障的处理情况。数据整理。整编逐日降水量表、降水量摘录表等整编报表。单站合理性检查。编制降水量整编说明书。

  7.21 当一个站同时有自记记录和人工观测记录时,应使用自记记录。自记记录有问题的部分,可用人工观测代替,但应附注说明。自记记录无法整理时,可全部使用人工观测记录,同时期的降水量摘录表与逐日降水量表所依据的记录,必须完全一致。

  7.22 降水量的插补与改正应符合以下要求: 插补,缺测之日,可根据地形、气候条件和邻近站降水量分布情况,采用邻站平均值法、比例法或等值线法进行插补。改正,如自记雨量计短时间发生故障,使降水量累积曲线发生中断或不正常时,通过分析对照邻站资料进行改正。对不能改正的部分采用人工观测记录或按缺测处理。

  7.23降水量摘录应符合以下要求: 1、自记站可选择一部分按24段制摘录,其他自记站根据需要确定一种段制摘录。选站的原则是: 【水文站一般均列入。降水径流分析需要的站。山区、丘陵、平原交界处及水文站以上(区间)集水区中心应有站。考虑面上分布均匀,在暴雨中心区、山区、暴雨梯度大的地区适当加密。选系列较长、观测质量较好的站。降水站较少的地区,也可规定自记站全部列入。选定的站应尽量维持历年稳定。】2、人工观测的站按观测段制摘录。3、雨洪配套峰的摘录: 中小河流水文站以上的配套雨量站,其资料主要是为了满足暴雨洪水分析的需要,可采用与洪水配套的摘录方法,摘录段制可按涨洪历时的1/3确定。4、稀遇暴雨的摘录标准可有复审汇编单位确定。

  7.24 降水量单站合理性检查应符合以下规定: 各时段最大降水量应随时间加长而增大,长时段降水强度一般应小于短时段降水强度。降水量摘录表或各时段最大降水量表与逐日降水量对照检查相应的日量及符号,24h小时最大量应大于或等于一日最大量,各时段最大量应大于或等于摘录中相应的段量。

  7.25 水面蒸发资料工作内容包括: 编绘陆上(漂浮)水面蒸发场说明表及平面图。数据整理。整编逐日水面蒸发量表及水面蒸发量辅助项目月年统计表。单站合理性检查。编制水面蒸发量资料整编说明表。

  7.26 水面蒸发插补: (当缺测日的天气状况前后大致相似时,可根据前后观测值直线内插,亦可借用附近气象站资料。观测水气压力差和风速资料的站,可绘制有关因素的过程线或相关线进行插补)。改正: (当水面蒸发量很小时,测出的水面蒸发量是负值者,应改正为“0.0”,并加改正符号)。换算(一年中采用不同口径的蒸发器进行观测的站,当历年积累有20cm口径蒸发器与E601型蒸发器比测资料时,应根据分析换算的系数进行换算,并附注说明)。

  7.27 单站合理性检查: 逐日水面蒸发量与逐日降水量对照。对突出偏大、偏小确属不合理的水面蒸发量,应参照有关因素和邻站资料予以改正。观测辅助项目的站,水面蒸发量还可与水气压力差、风速的日平均值进行对照。水气压力差与风速愈大,则水面蒸发量愈大。


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