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阿勒泰地区水文站欧冠赛程2020赛程表-首页水位计和人工不雅观测水位方法对比探讨

作者: 来源: 发布时间:2020-11-14 10:27:18

 [摘要]采用先进的水位不雅观测仪器,可以有效降低水文不雅观测人员的工作强度,提高水文测验的时效性,为区域水文巡测的周全开展奠定要害的基础。文章采用对比不雅观测阐发方法,对阿勒泰某水文站欧冠赛程2020赛程表-首页水位计记录水位和人工水位进行对比阐发,并对其对比不雅观测试验的要害要素进行阐发,成果注解:欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位在不同水位级下综合不确定度0.022%~0.035%之间,满足基本水文站水文测验误差规范要求,可用来进行阿勒泰地区水位的主动不雅观测。

 
水文测验主动化是水文部门事业成长的必然趋势,水文测验主动化也是当前水文测验新技术成长的主要平台[1]。采用先进的水位不雅观测仪器,不仅可以有效降低水文不雅观测人员的工作强度,提高水文测验的时效性,从而为区域水文巡测的周全开展奠定要害的基础[2]。当前,欧冠赛程2020赛程表-首页水位计在水文部门逐步得到应用[3-5],该仪器可以实现水位的不雅观测、数据的采集以及水位数据的主动存储,是水位不雅观测的先进仪器,欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位的性能较为不变,对环境温度总体要求不高,可以实现水位的持续不雅观测。新的仪器使用zui为要害的是其是否能满足水文测验的精度要求,近些年来,许多区域的水文工作者通过对比不雅观测的方式,对欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位的测验精度进行阐发,成果均注解欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位总体精度可满足水文测验的规范要求,基本可替代传统的人工水位不雅观测方式。阿勒泰地区水文站也已经安装欧冠赛程2020赛程表-首页水位计,其测验精度还在阐发中,本文结合对比不雅观测阐发的方式,通过人工不雅观测对比的方式,对其欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位的综合不确定度进行阐发,阐发成果可指导阿勒泰地区水文测验巡测方案的设置具有主要的参考价值。
 
1、欧冠赛程2020赛程表-首页水位计主要工作原理
欧冠赛程2020赛程表-首页水位计主要采用非接触式的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计,结合欧冠赛程2020赛程表-首页脉冲方式对河流表面的水位进行测定,高效以及性能不变的欧冠赛程2020赛程表-首页脉冲以及非接触式测验方式也使得欧冠赛程2020赛程表-首页水位计在水位测定过程中受外界环境的影响程度较低,外界环境包罗水位不雅观测时的温度、河流中的污染物以及沉淀物的综合影响,使得其水位不雅观测值变化较为不变。
 
欧冠赛程2020赛程表-首页水位计主要是应用欧冠赛程2020赛程表-首页脉冲技术来进行水位的不雅观测,欧冠赛程2020赛程表-首页水位计示意图见图1,其前部的夹板有有2个发射脉冲信号和接收信号的天线,每次水位测定是通过前端的发射天线发送欧冠赛程2020赛程表-首页脉冲信号到河流水体的表面,脉冲信号经过水体表面发射后,通过接收天线接收反射信号,从发射信号到接收到信号的时间长短取决于水位计探头距离水面之间的距离,欧冠赛程2020赛程表-首页水位计通过该距离以及信号发射和接收的时间间隔来阐发其水位测定值。
欧冠赛程2020赛程表-首页水位计示意图
2水位对比不雅观测留意事项及误差阐发方法
2.1水位对比不雅观测留意事项
拔取2019年阿勒泰某水文站1月至8月的欧冠赛程2020赛程表-首页以及人工不雅观测数据进行同步对比阐发,有效不雅观测数据组为255组,数据有效率为95.6%,数据分布包罗高、中、低三个水位级。在划分水位级的时候,按照水文测验规范要求,以该水文站年zui高瞬时水位作为计算依据,10%频率对应的水位可以划定为该站点的高水位级,90%频率对应的水位相应为低水位级,50%的频率对应下可以为中水位级。按照水位不雅观测尺度(GB/T50138-2010)中的相关规定,采用自计水位进行对比不雅观测阐发时,可以按照河流水位的变换范围进行多个时间段的不雅观测对比阐发,每一个时间段不雅观测的次数应大于30次。
 
人工水位不雅观测的误差主要来自于水文测验人员视线与水面不服行造成的折射不雅观测误差,因此在进行人工水位不雅观测时,测验人员应尽量蹲着,使得本身的视线与水面相平行,降低光线折射产生的误差,并在河流水面较为平稳时,通过基本水位尺进行水位数值的读取,也可以通过水位变化峰顶或者峰谷值,取平均值。当水位尺受到阻水影响,首先要对产生阻水的因素进行排查,消除阻水因素,再进行水位的人工不雅观测。应对水位不雅观测时的时钟进行不竭的校对,通过对此水位不雅观测取其平均值,有效降低人工不雅观测的误差。
 
2.2误差阐发方法
首先是阐发欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位和人工记录水位之间的比测偏差,其计算方程为:di=xci-xsi(1)
在方程中di暗示为比测偏差;xci暗示为欧冠赛程2020赛程表-首页水位记录数值(m);xsi暗示为人工不雅观测水位数值(m)。比测偏差的尺度差计算方程为:
偏差的尺度差计算方程
在方程中s(di)y暗示为比测偏差的尺度差;m暗示为对比不雅观测的次数;d暗示为比测偏差的平均值,其计算方程为:
比测偏差的平均值
按照水位不雅观测尺度(GB/T50138-2010)中的相关规定,进行水位比测时应对不雅观测的系统不确定度进行阐发,阐发方程为:
比测时应对不雅观测的系统不确定度进行阐发
其中在方程中xy″暗示为系统不确定度;Pyi暗示为欧冠赛程2020赛程表-首页水位计的水位(m);Pi暗示人工不雅观测的水位(m);N暗示为对比不雅观测的次数。随机不确定度的计算方程为:
随机不确定度的计算方程
在方程中xy'暗示为随机不确定度。在随机不确定和系统不确定的基础上,计算其综合不确定度,计算方程为:
计算其综合不确定度,计算方程
在方程中XZ暗示为综合不确定度。
 
3对比不雅观测阐发成果
3.1站点测验设施
研究水文站点有基准站点,基本水尺可有效满足不同水位级别的对比不雅观测要求,主要的水文测验设施有基本水尺、基准点、液位测验缆道、起点距的相关标识表记标帜。测验设备包罗流速仪、水准仪、秒表以及浮标等。
 
3.2比测偏差阐发成果
拔取2019年阿勒泰某水文站1月至8月的欧冠赛程2020赛程表-首页以及人工不雅观测数据进行同步对比阐发,有效不雅观测数据组为255组,数据有效率为95.6%,数据分布包罗高、中、低三个水位级,统计不同组欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位与人工不雅观测水位的比测偏差成果,统计阐发成果见表1。
 欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位与人工不雅观测水位比测偏差阐发成果欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位与人工不雅观测水位比测不确定度阐发成果
水位不雅观测尺度(GB/T50138-2010)中对水位对比不雅观测的偏差进行了相关规定,要求不同比测的系统随机误差应在1%以内,从各不雅观测组数的相对偏差可看出,相对偏差均在1%以内,随着组数的增加,其相对偏差有所增加,这是因为组数增加后,加大了不雅观测的随机误差,使得相对偏差有所增加,但均在水位对比不雅观测的尺度范围之内。此外,从其不雅观测的对比偏差可看出,综合绝对偏差均在2cm之内,满足不雅观测尺度要求的综合误差3cm之内,由于随机误差的增加,使得随着组数的增加,其不雅观测综合偏差也相应增加。从统计阐发成果可看出,在255组不雅观测试验中,研究站点的欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位偏差满足水位不雅观测尺度(GB/T50138-2010)中的误差要求。
 
3.3对比不雅观测综合不确定度阐发成果
在比测偏差阐发的基础上,对各不雅观测组数的系统不确定度、随机不确定度以及综合不确定度进行统计阐发,阐发成果见表2。
 
从各不雅观测指数的综合不确定度可看出,不同不雅观测指数下其综合不确定度在0.022%~0.035%之间,而水位不雅观测尺度(GB/T50138-2010)中规定主动不雅观测水位计的综合不确定度应控制在3%以内,因此该站点欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位可满足站点水位监测的规范要求,符合计算成果的综合评定。从表中还可看出,随着不雅观测组数的增加,其随机不确定度有所增加,这主要是因为对比不雅观测组数的增加后,其水位不雅观测随机误差有所增加,从而增加了其随机的不确定度,而随机不确定度的增加,使得其综合不确定度也相应增加,但总体均满足水位不雅观测尺度(GB/T50138-2010)中的对比不雅观测不确定度的要求。
 
3.4不同水位级下对比不雅观测误差阐发成果
在划分水位级的时候,按照水文测验规范要求,以该水文站年zui高瞬时水位作为计算依据,10%频率对应的水位可以划定为该站点的高水位级,90%频率对应的水位相应为低水位级,50%的频率对应下可以为中水位级。按照水位不雅观测尺度(GB/T50138-2010)中对比误差规定,统计不同水位级下的不雅观测误差值,阐发成果见表3。
不同水位级下欧冠赛程2020赛程表-首页记录水位与人工不雅观测水位比测误差阐发成果
从表3中可看出,高、低水位下的综合不确定度均小于中水位下的综合不确定度,欧冠赛程2020赛程表-首页水位计结合欧冠赛程2020赛程表-首页脉冲方式对河流表面的水位进行测定,高效以及性能不变的欧冠赛程2020赛程表-首页脉冲以及非接触式测验方式也使得欧冠赛程2020赛程表-首页水位计在水位测定过程中受外界环境的影响程度较低,因此在高、低水位影响较小,而在中水位时,由于及随机不确定度有所增加,使得其综合不确定度相应增加。
 
4结语
(1)欧冠赛程2020赛程表-首页水位计可以作为阿勒泰地区水文站常规的不雅观测设备,尤其是可在中小河流地区进行安装,实现中小河流站点的巡测;(2)需重点关注欧冠赛程2020赛程表-首页水位计的跳变,可通过增强其欧冠赛程2020赛程表-首页水位计的发射功率,增加信号传输强度,并对水位测定数据进行过滤和均值计算,解决相应的跳变问题;(3)建议在汛期每日的8时进行水位的对比不雅观测,从而避免欧冠赛程2020赛程表-首页探头呈现故障使得水位数据丢失或采集的数据失效。

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