岢岚（二）水文站水位数据比测分析研究

侯 伟

（忻州市水文水资源勘测站，山西 忻州）

水位是指河流或水体的自由水面，相对于某一水准基面的高程，是所有水文站观测的常规项目。通过水位观测，可以及时了解河流水体情况，为水旱灾害防御、工程规划建设等提供服务。

为深入贯彻落实“水利工程补短板、水利行业强监管”水利改革发展总基调，转变观念，改革创新，以信息化、先进技术和仪器设备应用为重点，增强水文测报和信息服务能力，加快推进水文现代化建设。

近年来，基层水文站配备了新的水文监测设施，加大了技术装备配置和应用，水位监测作为水文三要素之一，安装了最新式的雷达波自记水位计。相比人工观测，雷达波自计水位计可以大大提高观测效率，解放基层测站人力；同时可在第一时间记录数据，比人工观测时效性更强。

1 水位站概况

岢岚（二）水文站位于山西省忻州市岢岚县岚漪镇东关，岚漪河上游。1958年12月由黄河水利委员设立的国家基本水文站，属区域代表站，控制流域集水面积476 km2，断面以上主河道长43.8 km，平均坡度为7.1‰，流域形状系数0.248。

岢岚（二）水文站测验断面平整，设置人工观测水位的水尺清晰可见，水尺设在基本水尺断面，布设点段河流顺直、河床稳定、水流集中且与流向垂直，观测数据代表性较强，可靠性良好。雷达波自记水位计，选用由河南安宏科技有限公司研发制造的自动化设备，该设备采用一体化设计，一次安装固定后无特殊情况无需人工调整，无活动部件，不存在机械磨损，无需进行机械保养，同时自计水位计的雷达波，可在空气中顺畅传播，不受温度、湿度、风、雾等客观气象条件的影响，测量基本没有盲区，最大测量范围可达35 m。该设备布设于岢岚（二）水文站基本水尺断面，雷达波测验探头垂直于水面，雷达波波束范围内无障碍物。

2 比测方案

本次比测选取的地点为岢岚（二）水文站。采用人工观测数据和河南安宏科技有限公司的雷达波自记水位计数据进行对比，数据比测的技术依据主要有《水位观测标准》（GB/T 50138-2010）、《水文仪器显示与记录》（GB/T 19704-2019）、《水文测验实用手册》《山西水文计算手册》等，保证比测过程及结果符合国家技术规范和规定。

比测前再次清理岢岚（二）水文站基本水尺断面，对水尺进行详细清洁，做到读数清楚明了。对雷达波自计水位计进行技术维护，加固雷达波探头，使其牢固可靠，校正雷达波探头的方向与水面垂直，检查数据传输连接顺畅，数据收发正常，校正数据端时间，同时清理雷达波探头周围杂草杂物，防止其对监测数据有影响。

比测时段为岢岚主汛期6月1日—8月28日，每日北京时间8:00整理数据，同时对水位变化较大的时段增加观测数据。详细记录比测数据，尤其是加测水位变化较大时段，对比测结果进行数学统计，分析误差值及产生具体原因，以便后期对人工观测和雷达波自记水位计进行有效的数据校对和误差控制。

3 比测

3.1 比测情况

比测时段采用2017年6月1日—8月28日人工观测水位与同时间的雷达波自记水位计水位数据值，每日北京时间8:00数据均已记录，同时增加水位变化较大时段数据，使比测数据更加精准。

人工观测与同步时间的雷达波自计水位计观测共计120测次，比测水位在17.58～18.08 m之间，比测数据分布均匀，获得水位平稳期、中水期及高水期和急剧变化期的连续比测值，记录数据完整可靠，代表性强，可以进行分析研究，比测数据见表1。

3.2 误差统计

经过对2017年人工观测数据和雷达波自计水位计观测数据比测分析，统计得出在2017年6月1日—8月28日间人工观测水位数据和雷达波自计水位计观测水位数据最大误差为0.15 m，最小误差为0 m，平均误差为0.04 m，误差统计见图1。

图1 岢岚（二）站水位比测图

4 比测结论

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本次比测主要采用了2017年人工观测水位数据和雷达波自记水位计观测数据，因岢岚水文站河道宽60 m，17年最大过水断面水面宽10 m。分析比测数据后得出：在低水及中水位时，数据误差相对较小，误差产生原因主要是水面波纹及其他杂物影响。在高水时，河道水面升高导致探头监测的渠道水面抬高至渠道外，测量误差相对偏大，比测得出最大误差为0.15 mm，误差主要是由于水位高过渠道漫滩所致。

总体分析，岢岚（二）水文站雷达波自记水位计和人工观测数据差值较小，低水位时测量结果比较可靠，中高（漫滩）水位时可结合人工观测。同时在本次比测时发现自计水位计有数据丢失现象，可能是由于天气原因导致信号中断，需要厂家进一步升级改良。

通过本次比测分析研究，雷达波自记水位计和人工观测数据总体差值较小，仪器比较可靠，本次分析数据也将和厂家对接，以便校对仪器，更好地为防汛减灾、预报预警提供有力的数据支持和技术保障。