JDZ05-1型翻斗式雨量计在大连地区应用的比测分析

2015-02-28李虎

东北水利水电 2015年7期

李虎

（辽宁省大连水文局，辽宁大连 116023）

随着水文信息化的推进，2012年辽宁省局已经为大连地区所有国家基本雨量站安装了遥测雨量计—JDZ05-1型翻斗式雨量计，其本身的观测精度可以满足水情自动化测报的要求，但是作为永久保存的资料刊印入《水文年鉴》是否符合要求，还需要跟使用了几十年的虹吸式自记雨量计资料进行比测分析。

1 流域基本情况

大连市位于辽东半岛的最南端，东临黄海，西濒渤海，南与山东半岛隔海相望，北依东北平原，属低山丘陵区。全境地形分为山地、丘陵、海岸阶地和岛屿4个基本类型，属于长白山系的南延部分、千山山脉的余脉。

大连属于海洋性特点的暖温带大陆性季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明。据气象部门统计，全区年平均气温10℃左右，其中8月最热，平均气温24℃，日最高气温大于30℃的最长连续日数为10～12 d，年极端最高气温达35℃左右；1月最冷，平均气温南部-6～-4.5℃，极端最低气温可达-20℃左右。

大连地区年平均降水量空间分布不均，各雨量站点多年平均降水量在550～800 mm之间，通常，东部多于西部，北部多于南部，分布趋势自西南向东北方向递增，以庄河北部山区最多，瓦房店、旅顺最少。大连地区降水量年际变化很大，丰水年可达900～1200 mm，枯水年仅 290～490 mm。多年平均降水量为676.9 mm。

2 两种雨量计工作原理

2.1 虹吸式自记雨量计

虹吸式自记雨量计是利用虹吸原理对雨量进行连续观测，降雨由承雨器收集，经大小漏斗和进水管进入浮子室，持续的降水引起浮子室内水位升高，浮子室内的浮子亦因受浮力作用而随之升高，并带动浮子杆上的记录笔在记录纸上运动，作出相应记录。当降雨量累计达10 mm时，浮子室内的水位恰好到达虹吸管弯头处，启动虹吸，排空浮子室内的降水，笔尖回落到零位，重新开始记录。随着自记钟的转动，自记纸会清晰的记录下降雨量随时间的累计过程。

2.2 JDZ05-1型翻斗式雨量计

JDZ05-1型翻斗式雨量计工作时，进入承雨器内的降雨，在其锥形底部汇集后，流入翻斗部件的漏斗，再注入翻斗。当翻斗居上的一侧斗室累积到0.5 mm降雨量时，由翻斗自重、翻斗内水的重量、支承力、转动摩擦阻力、磁阻力和流水冲击作用力等组成的力平衡关系被打破，使翻斗状态产生突变，翻斗反转。固定在翻斗架上的干簧管受到磁激励，便产生一次断通信号，0.5 mm的降雨量被记录。

3 资料的选用及误差统计分析

3.1 资料的选用

选用两种仪器2013年6—9月份资料中的总降雨量及场降雨量进行误差统计分析。以虹吸式自记雨量计为真值，即仪器排水量，以JDZ05-1型翻斗式雨量计所记录雨量为观测值，即仪器排水记录，以绝对误差和相对误差来评价降雨量的合格率。

3.2 误差计算和要求

3.2.1 误差计算

仪器在野外使用过程中，记录水量和自身排水量的量测误差，可用下式计算：

式中：Es——量测误差，%；Wt——仪器排水记录，mm；Wd——仪器排水量，mm。

3.2.2 误差要求

雨量观测误差一般采用相对误差表示，但对较小的降水，可采用绝对误差表示。对仪器分辨力为0.5 mm的仪器，要求：排水量不大于12.5 mm时，量测误差不得超过0.5 mm；排水量大于12.5 mm时，量测误差不得超过4%。

3.3 JDZ05-1型翻斗式雨量计降雨量误差统计分析

1）2013年6 —9月份总降雨量误差统计分析，结果见表1。

由表1可以看出两种仪器所观测的降雨数据误差均在4%以内，JDZ05-1型翻斗式雨量计观测资料完全满足误差要求，可以使用。

2）2013年7月1-2日暴雨过程场降雨量误差统计分析，结果见表2。

由表2可以看出，在场雨量方面，JDZ05-1型翻斗式雨量计表现依然很好，误差也能控制在4%以内。

3.4 对于降雨日数的分析

在分析过程中，两种仪器所观测的降雨日数相差很大，主要原因是观测精度不同，降雨量小于0.5 mm的降雨JDZ05-1型翻斗式雨量计无法记录。如果剔除虹吸式自记雨量计小于0.5 mm的记录天数，那么降雨天数也基本符合4%误差要求。另外，大连地区多年平均降水量为676.9 mm，主要降水集中在汛期，汛期雨强又特别大，降水量占全年超过75%，降水量允许记至0.5 mm。因此JDZ05-1型翻斗式雨量计完全可以在大连地区使用，不但能满足水情自动化测报系统要求，还可以满足资料年鉴刊印，以及日后的各种分析计算。