JDZ-1型固态存储雨量器在通化地区的应用分析
1 基本介绍
固态存储器是水文数据存储记录的发展方向，正在逐步取代传统的记录方式。水利部2003年8月颁布《水文自动测报系统技术规范》（LS61—2003）已要求各站点必须配有固态存储器，以满足水情自动测报系统的要求。全国多数省市也已普及使用固态存储设备。通化水文水资源勘测局于2004年安装使用JDZ-1型固态存储雨量器，并于2004年和2005年与虹吸式雨量计进行了2年对比观测，现将我局使用固态存储雨量器的情况进行分析，感到固态存储器的使用可节省人力，减少错误，大大减轻了基层测站水文工作者的工作强度，便于自动报汛，并且数据传递迅速、快捷，有效促进了水文测报工作的现代化建设步伐，提高了水文信息采集的现代化程度。
2 固态存储雨量器和虹吸式雨量计的使用原理
2.1固态存储雨量器
JDZ-1型固态存储雨量器是以承雨翻斗交替翻转的次数计量雨量，是一种自动测量、采集、存储降水资料的较先进仪器。其测量器为两个三角形翻斗，每次只有其中的一个翻斗正对受雨器的漏水口，当翻斗盛满0.2或0.5毫米降雨时，由重心外移而倾倒，将斗中的降水倒出，同时使另一个翻斗对准漏水口，翻斗交替的次数和间隔时间自动记录下来。主要技术指标是：工作温度为-20℃~+55℃；适宜雨强范围为0.01~4mm/min；仪器分辨率为0.2mm或0.5mm；翻斗计量误差小于4%；输出信号方式为磁钢~干簧管接点通断信号，磁钢与干簧管工作距离为2mm。由于吉林省地处东北，冬季寒冷，只能在汛期6-9月使用该仪器，并且根据降雨特点采用0.2mm分辨率。该仪器可在房间内快速显示出当日的雨量值和时段值，不受室外条件的影响。
2.2虹吸式雨量计
虹吸式雨量计是以浮子升降带动记录笔根据虹吸原理排水的雨量记录仪器，目前水文测站普遍使用，主要用于人工观测。虹吸式雨量计由承雨器、浮子室、自记钟、虹吸管等组成。每l0 mm雨量虹吸一次，工作温度为0℃~+50℃；连续降雨强度记录范围为0.01~4mm/min，仪器分辨率为0.1mm。优点：不需要人守候，精度高，但必须定时到现场去更换记录纸。在测定较小雨量时效果较好，但在降雨强度较大或降水时间较长时，误差大，易出故障。
3 对比观测分析
对固态存储雨量器与虹吸式雨量计平行观测的6-9月份月降水量进行误差分析如下：
由表3.1（略）可看出，以虹吸雨量计观测降水量为标准,将固态存储雨量器观测降水量与之计算的相对误差进行比较，有7个站为负误差，有2个站为正误差，梅河口站对比效果最佳，基本无误差。固态雨量器雨量值（6—9月）584.5mm，较虹吸雨量值（6—9月）593.7mm偏小，相对误差平均值为-1.3%，其中铁厂站最多偏小6.3%，仅柳河站和三源浦站偏大，柳河站最多偏大2.0%。各月对比，9月份误差偏离较大，9月份单月降水量偏小最多为三棵榆树站，达-12.3%。
3.2日降水量统计分析
固态存储雨量器最大日雨量值（6-9月）总数169.4mm，较虹吸雨量计最大日雨值总数（5-10月）172.4mm，系统偏少1.6%，最多偏少8.9%，最少偏少0.1%。其中6月份均值偏少2.5%。见表3.2（略）。
表3.3 固态存储雨量器与虹吸式雨量计降水日数对比表（略）
从统计结果看，固态存储雨量器降水日数561天，虹吸观测天数544天，相对误差为3.2%，其中八里哨站相对误差达20.8%，其9月份固态观测值有6天日量0.2mm而虹吸无观测值。再对小于0.2mm的天数进行统计，11个站6-9月虹吸雨量计共44天，固态存储雨量器共58天，其中只有通化站虹吸雨量计比固态存储雨量器降水观测日数多，为6月27日和7月11日虹吸雨量计日雨量观测值0.1mm，而固态存储雨量器无观测值。其它站也只有东村站8月、柳河站7月各1天虹吸雨量计日雨量观测值0.1mm而固态无观测值。分析表明：固态存储雨量器观测降水日数正常高于虹吸雨量计观测的降水日数，差别主要表现在微量降水的天数，基本在小于或等于0.2mm左右处的日降水量，较大日降水不会影响其降水日数。
4 雨量误差原因分析
影响降水量大小的根本原因是仪器本身，固态存储雨量器其翻斗是测量准确的关键。一是由于仪器水平状态未调整好，会使翻斗处于非正常平衡状态，造成系统偏大或偏小；二是控制漏斗翻转的旋转螺钉偏低造成降水观测值偏小；三是翻斗内有灰尘或其它杂物沉积后，必然会增加翻斗的重量而提前翻转，使测得的雨量偏大。四是翻斗的翻转需要短暂而有限的时间，在其翻转的前半段时间，可能有额外的雨水流入已经容纳规定雨量的斗内使观测值偏小，在雨强较大时，这一误差是十分显著的，而且这种误差虽能减少但是无法根除。一般的小雨情况下，固态存储雨量器所记载的雨量与虹吸式雨量计相比误差不大。
在雨强很小时，固态存储雨量器会造成记录不连续，雨水可能附于斗壁或斗边上，导致斗内残存水，下次翻转时间不确定，即雨止时间无法准确界定，尤其在跨日分界（早8时）时易造成观测日数的不同。如铁厂站6月7日由于前期降水影响，8-9时固态存储雨量器观测值为0.2mm，而虹吸雨量计观测为8时停止降水。
通过以上分析，再考虑虹吸雨量计本身存在的误差，认为比测结果是令人满意的，雨量数据误差率基本能控制在允许范围以内，满足汛期发报和资料整编要求。
4 结语
固态存储雨量器的优点是安装方便、操作简单、易于管理和维护，提高了工作效率，降低了劳动强度，通过整编软件，可直接将数据导入计算机（导入数据与观测值对比未出现偏差，无数据“丢失”现象），提高了测验整编精度。从我市固态存储雨量器几年运行情况来看，数据稳定，故障率低，安全性好，使用过程中我们感到，固态存储雨量器具有很高的集成精密度，该设备应用的好坏，关键在于平时对它的检查与维护，如：注意内置后备电池是否缺电，注意翻斗内部清洁等等，只要设备运行正常就不会出现缺测、漏测现象，通过维护和简单调试，完全可以保证资料质量精度。从2006年起，通化地区已有18处雨量站点观测资料（6-9月）直接应用于整编，效果良好。
（由通化水文水资源勘测局供稿）
参考文献：
1、 郭洪财,乔万亮,谢坤,《JDZ-1型固态存储雨量器观测数据分析》,《水文》,2004年4月
2、 《降水量观测规范》SL21-90，水利电力出版社，1990
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