角沂水文站水位人工观测与自动监测比对分析
自动站记录与人工观测雨量测量误差原因分析
1自动站记录与人工观测雨量之间的测量误差原因分析1.1仪器测量原理与观测方法不同自动站雨量传感器原理:雨水由承水器汇集,通过装有圆护网的小漏斗及下端的引流管注入上翻斗,当上翻斗承积的水量达到一定数量值时,上翻斗翻倒,雨水经过汇集漏斗流入计量翻斗,当计量翻斗雨量承积到0.1mm 降水时,计量翻斗翻倒,使计数翻斗翻动1次,因而使干簧管接点瞬间闭合1次,送出1个电路导通信号,传输到数据采集器。
当降水量每达到0.1mm 时,就送出1个脉冲信号,实现分钟雨量、小时雨量、日降水量值的采集和存储。
人工观测雨量是每日定时(2:00、8:00、14:00、20:00)用量杯直接量取雨量筒内的降水量[1]。
由观测方法可以看出,雨量传感器实时测量降水,时间分辨率高,消除了人为操作误差,但是如果进出水管道不畅通、上下翻斗翻转不灵敏、干簧管触点多发或少发信号等,均会影响降水量的计量准确性,易造成系统性误差,从而导致雨量的测量误差。
而人工测量的降水量比较直接,在定时观测时间将储水瓶的降水倒入雨量杯读取的数值即为降水量,但也存在人为误差,如读数误差、测量过程中的操作误差等,同样会导致雨量的测量偏差。
1.2观测时间不一致根据规范规定,人工每日定时观测降水;在炎热干燥的天气,降水停止后要及时进行观测。
在2次定时观测时间段内,尤其遇连阴雨天气,由于降水未停止而得不到及时测量,同时夏天气温较高,雨水会有缓慢蒸发,造成雨量测量值偏小。
自动站降水量的测量是通过雨水注入翻斗,翻斗的翻动产生脉冲信号,传输到采集器,而采集器每分钟采集1次雨量数据,具有实时性,能够比较及时地测量到雨量真值[2]。
自动站是正点采集雨量数据,而人工定时观测时间是正点前7min ,比自动站早观测7min 。
如在日界2:00正点前7min 降水强度大,则日降水量的差异更明显,但过程降水量差异不大。
因此,这种时间差异虽然引起日降水量差异较大,但是过程降水量符合观测业务规定要求,不属于造成自动观测雨量和人工观测雨量偏差的原因。
阿勒泰地区水文站雷达和人工观测水位方法对比探讨
2020年7月第42卷第4期地下水Ground waterJul. ,2020Vol.42 NO.4D O I：10. 19807/j.c n k i.D X S.2020 -04 -055阿勒泰地区水文站雷达和人工观测水位方法对比探讨阿勒腾努尔•温尼尔(新疆阿勒泰水文勘测局，新疆阿勒泰836500)[摘要]采用先进的水位观测仪器，可以有效降低水文观测人员的工作强度，提高水文测验的时效性，为区 域水文巡测的全面开展奠定关键的基础。
文章采用对比观测分析方法，对阿勒泰某水文站雷达记录水位和人工水位 进行对比分析，并对其对比观测试验的关键要素进行分析，结果表明：雷达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自动观测。
[关键词]雷达记录水位；人工观测；对比观测分析；综合不确定度；阿勒泰地区[中图分类号]P335 [文献标识码]B[文章编号]1004 - 1184(2020)04 -0157 -03水文测验自动化是水文部门事业发展的必然趋势，水文 测验自动化也是当前水文测验新技术发展的重要平台[n。
采用先进的水位观测仪器，不仅可以有效降低水文观测人员 的工作强度，提高水文测验的时效性，从而为区域水文巡测 的全面开展奠定关键的基础[2]。
当前，雷达水位计在水文部 门逐步得到应用[3_5]，该仪器可以实现水位的观测、数据的 采集以及水位数据的自动存储，是水位观测的先进仪器，雷 达记录水位的性能较为稳定，对环境温度总体要求不高，可以实现水位的连续观测。
新的仪器使用最为关键的是其是 否能满足水文测验的精度要求，近些年来，许多区域的水文 工作者通过对比观测的方式，对雷达记录水位的测验精度进 行分析，成果均表明雷达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观测方式。
阿勒泰 地区水文站也已经安装雷达水位计，其测验精度还在分析 中，本文结合对比观测分析的方式，通过人工观测对比的方 式，对其雷达记录水位的综合不确定度进行分析，分析成果 可指导阿勒泰地区水文测验巡测方案的设置具有重要的参 考价值。
降水现象自动观测和人工观测的对比分析
降水现象自动观测和人工观测的对比分析作者：叶华忠李国栋邱逸峰来源：《科学与信息化》2020年第10期摘要本文利用德庆县国家一般气象站的降水现象仪与人工观测的降水气象观测资料，通过对降水现象人工观测和自动观测方法、观测数据和影响因素的比较分析，得出两种观测方式获取的降水现象资料序列差异特征，研究得出两种观测方式获取的降水现象资料序列差异特征和影响因素，并提出降水现象仪在仪器维护和资料应用方面的建议。
关键词降水现象仪;对比分析;特征;评估1 资料来源德庆站是国家一般气象观测站，本站于2017年3月份做好了降水现象仪的建设调试工作，试运行期间仪器一切正常。
平行观测开展时间 2017年9月1日起正式开展降水现象平行观测工作。
分析的数据是从2017年11月1日到2018年9月30日。
包括降水现象观测数据整编文件，每月的A、J文件，主要是用J文件的分钟雨量来对比分析。
按照夜间和白天段来分析，夜间段人工观测不记录时间只记录现象，白天段记录时间和现象。
2 数据分析2.1 数据吻合率分析自动与人工观测记录的吻合率，主要利用两种采集手段记录的降水时间出现吻合的分钟数，分析设备对天气现象捕获的准确度与降水量、降水过程持续时间的相关性。
采用2017年11月1日到2018年9月30日降水觀测数据进行吻合率分析。
从表1可以看（1）<0.1mm/h雨强天象60的降水起止时间绝对误差为1740分钟;绝对误差大于15分钟的比率20.00%，次数29/145;不大于15分钟的比率80.00%，次数116/145。
（2）0.1～1mm/h雨强天象60的降水起止时间绝对误差为1656分钟;绝对误差大于15分钟的比率32.06%，统计次数25/78;不大于15分钟的比率67.95%，次数53/78。
（3）>1mm/h雨强天象60的降水起止时间绝对误差为1224分钟;绝对误差大于15分钟的比率8.93%统计次数5/56;不大于15分钟的比率91.07%，次数51/56;分析比较可知，>1mm/h雨强期间吻合率比较高，其次是雨强<0.1mm/h，雨强0.1～1mm/h 期间吻合率比最低。
自动和人工观测降雨量结果差异探讨
自动和人工观测降雨量结果差异探讨
魏燕华
【期刊名称】《陕西水利》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】通过实时对比山西省阳泉市阳泉水文站自动与人工两年观测数据资料,对自动观测雨量计与人工观测雨量计的各自特点进行分析,最终得出,自动观测雨量计测量数据稳定,受外界影响因素较少,精确度高.
【总页数】2页(P158-159)
【作者】魏燕华
【作者单位】山西省水文水资源勘测局阳泉分局山西阳泉045000
【正文语种】中文
【中图分类】P412
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1.前向散射式能见度仪与人工观测结果差异分析 [J], 钟金莲;周璐;周建坤;吴瑾
2.自动与人工观测降雨量的差异及相关性 [J], 任芝花;冯明农;张洪政;鞠晓慧;王颖
3.四川自动与人工观测降雨量的差异分析 [J], 苑跃;王英;王小兰
4.自动气象站与人工观测降雨量的差异及原因 [J], 李亚丽;曾英;张红娟
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人工与自动土壤水分平行观测资料对比分析
用误 差分析 、 值 概 率及 相 关 法 。 由于 目前 针 对 土 差
壤水 分资料 的对 比分 析研 究 区域 多集 中在 我 国北方
１ ０ ， 算 土 壤 相 对 湿 度 ， 中 Ｒ 为 土 壤 相 对 湿 ０ 计 其
干旱 区 ， 涉及 的 自动设 备多 为 Ｚ — １型 土壤水 且 ＱＺＤｓ 分测量 仪 ］ ０ ５年 ５月 ， 西 省南 城 县 建 立 了 。２ Ｏ 江
第 ３ ８卷第 ２ 期
２１ ０ ０年 ４月
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Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ２ １３ 。 ．
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ＭＥＴＥ０Ｒ０Ｌ０Ｇ１ ＣＡＬ Ｓ Ｅ Ｃ１ ＮＣ ＡＮＤ Ｅ ＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ
人工与 自动土壤水分平行观测资 料对 比分析
胡 新 华 杜 筱 玲 全 根 元 。
测 代表 站 ， 自动与 人 工 观 测 资料 的对 比分 析 研 究 其
尤 其显 得重 要 。本文采 用 对 比差 值 、 差值 概 率 、 关 相 统计 等 方法 ， 析南城 ＨＹＡ— Ｆ型 士壤 水 分 自动 监 分 Ｓ
测 站与人 工平 行 观测资 料 ， 为评 价 ＨＹ Ｓ Ａ— Ｆ型 自动
法 ， 于分 析人 工 与 自动站 差 值 的平 均 、 大 、 小 用 极 极 分布 ， 以及 差值 在不 同数 据段 出现 的概 率 、 两种数 据 的相关 等 。在 对 比过程 中排 除 了因土壤 水 分测量 仪
所 在 地 段 的 安 装 因 素 造 成 的 误 差 ， 量 避 开 外 界 因 尽
素 干扰 ， 观测 数据具 有充 分 可 比性 。 使
站 的监 测能力 、 挥 资 料 应用 价 值 与 服 务 效 益 提供 发
益门镇水文站超声波水位计比测分析
益门镇水文站超声波水位计比测分析发表时间：2019-04-24T16:31:05.377Z 来源：《基层建设》2019年第2期作者：王桂芳[导读] 摘要：通过对益门镇水文站超声波水位计与人工水位观测对比数据分析，验证了超声波水位计观测精度完全能满足该站水位观测的要求，为今后该站实行水文自动化测报奠定了基础.陕西省宝鸡水文水资源勘测局陕西宝鸡 721006摘要：通过对益门镇水文站超声波水位计与人工水位观测对比数据分析，验证了超声波水位计观测精度完全能满足该站水位观测的要求，为今后该站实行水文自动化测报奠定了基础.关键词：益门镇；超声波水位计；对比分析1基本概况1.1测站概况清姜河为渭河一级支流，控制面积219km2，河长37.6km，距河口距离5.4 km。
益门镇水文站建于1955年，是清姜河重要控制站，属国家二类站，观测项目有水位、流量、含沙量、降雨、水质监测等。
主要是收集淸姜河水文特征资料，分析研究该流域暴雨径流关系及产汇流变化规律，为渭河下游及宝鸡市建设工业用水、防汛工作提供水情服务。
建站以来实测最高水位642.00m，相应流量734m3/s，发生在1981年8月21。
建站以来实测最大流量734m3/s，发生于1981年8月21日，实测最大流速7.87 m/s，发生于1981年8月21日，实测最大含沙量446 kg/m3，发生在1982年6月28日。
多年平均降雨量742mm，多年平均径流量1.279×108m3。
1.2测验断面情况该站测验河段较顺直，河槽为宽浅形河床，河床系沙卵石组成。
测验河段共布设上、中、下三个断面，流速仪测流断面兼浮标中断面，基本水尺断面与流速仪测流断面重合，浮标断面上下断面间距100m。
比降断面上下断面间距200m。
超声波水位塔位于基本断面左岸26.5处。
测流缆道为开口式单跨主索，主索跨度65.1m，测洪能力为20年一遇，流量为533 m3/s，相应水位为640.45m。
水利部工作人员在水文监测与数据分析中的方法与技巧
水利部工作人员在水文监测与数据分析中的方法与技巧近年来，随着水资源管理的重要性逐渐凸显，水利部工作人员在水文监测与数据分析方面的方法与技巧也显得尤为关键。
有效的水文监测和准确的数据分析有助于及时了解水资源的状况，为水资源的合理利用和保护提供可靠的支持。
本文将讨论水利部工作人员在水文监测和数据分析中应采用的一些方法与技巧。
一、水文监测在水文监测方面，水利部工作人员需要掌握并应用多种方法和技巧来收集和分析各类水文数据。
以下是一些常用的水文监测方法：1. 水位测量：通过测量河流、湖泊和水库的水位，可以及时了解水体的蓄水和排放情况。
水利部工作人员应熟练掌握各类水位测量设备的使用，如浮子式水位计、压力式水位计等。
2. 流量测量：准确测量河流水体的流量是水文监测的重要内容之一。
工作人员可以使用流速仪、流量计等设备进行现场测量，或借助数学模型和计算方法进行间接测算。
3. 降水量测量：降水量对水资源管理和气象预测具有重要意义。
水利部工作人员需合理设置降水量观测站，并运用标准的降水量计进行准确测量。
在水文监测中，工作人员还需掌握数据的记录和整理技巧。
他们应熟悉各类数据记录表格的使用，并及时整理和存档监测数据，确保数据的完整性和可靠性。
二、数据分析水利部工作人员在数据分析中应善于运用各类统计方法和工具，以揭示数据背后的规律和趋势。
以下是一些常用的数据分析方法和技巧：1. 趋势分析：通过对长期水文数据的趋势分析，可以判断水资源的变化趋势，并为水资源管理提供科学依据。
水利部工作人员应熟悉线性回归分析、指数平滑等方法，准确分析水文数据的变化规律。
2. 相关性分析：水文数据之间存在着复杂的相互关系。
通过相关性分析，可以揭示各类水文要素之间的关联程度。
工作人员可以运用相关系数、散点图等方法，来判断不同要素之间的关系。
3. 风险评估：水资源管理中的风险评估是重要的工作环节。
水利部工作人员应掌握风险评估方法，如灰色关联分析、模糊综合评价等，以评估水资源的可持续利用风险。
五圣宫水文站雷达水位计与人工观测水位比测分析
五圣宫水文站雷达水位计与人工观测水位比测分析
马燕芝
【期刊名称】《地下水》
【年(卷),期】2022(44)2
【摘要】以位于新疆吉木萨尔县泉子街镇公圣村的五圣宫水文站为例,选择满足相对偏差规范要求的52组水位数据作为相关分析的水位数据系列,对雷达自记水位计与人工观测水位数据进行比测分析,对雷达自记水位计观测精度进行验证。
分析结果可知,五圣宫水文站雷达水位计比测数据系统不确定度为0.023 8 cm、随机不确定度为3 cm,综合不确定度为3 cm,系统误差1.52 cm,五圣宫站雷达水位计与人工观测水位相关系数R值为1.033 8,相关显著性高。
测站可采用雷达水位计替代人工观测水位。
【总页数】2页(P205-206)
【作者】马燕芝
【作者单位】新疆昌吉水文勘测局
【正文语种】中文
【中图分类】P332.3
【相关文献】
1.桥头水文站雷达记录水位与人工观测水位比测分析
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4.状
头(四)水文站雷达水位计与人工观测水位对比分析5.凤州水文站雷达水位计采集水位与人工观测水位对比分析
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角沂水文站水位人工观测与自动监测比对分析
摘要：本文通过对角沂水文站2018年自记水位资料和人工观测资料的对比分析，检查自记水位设施是否能满足观测要求，是否可投入正式运行。
关键词：自记水位；对比；分析
1角沂水文站概况
角沂水文站位于临沂市兰山区兰山办事处沟上村，地理位置为东经118°18′，北纬35°07′。
系祊河控制站。
设立于1954年5月。
控制流域面积3366km2，河道干流坡度7.7‰。
较大支
流有唐村、西皋、温凉、上冶、石岚等河流，呈芭蕉扇形。
上游修建大型水库2座、中型水
库11座，总控制流域面积1344km2，占流域总面积的40％。
角沂水文站基本断面以上建有
多处橡胶坝:颛臾橡胶坝（中型级别）、姜庄湖橡胶坝（中型级别）、三南尹橡胶坝（中型级别）、角沂橡胶坝（大二型级别）、花园橡胶坝（大二型级别）、葛庄橡胶坝（大二型级别）、温凉河橡胶坝（大二型级别）。
其中距离角沂水文站基本断面最近的橡胶坝有：角沂
水文站基本断面上游350m处的角沂橡胶坝，角沂水文站基本断面上游8km处的花园橡胶坝，角沂水文站基本断面上游12km处的小葛庄橡胶坝。
下游7.3km处入沂河。
2水位观测标准要求
2.1水位人工观测设备
（1）水位的人工观测设备可包括水尺、测针式水位计和悬锤式水位计。
（2）水尺分直立式、倾斜式、矮桩式等形式。
（3）水尺布设应符合以下规定：
①水尺设置的位置应便于观测人员接近和直接观读水位。
在风浪较大的地区，宜设置
静水设施。
②同一组基本水尺，宜设置在同一断面线上。
当因地形限制或其他原因不能设置在同
一断面线上时，其最上游与最下游水尺的水位差不应超过1cm.
③相邻两支水尺的观测范围应有0.1m～0.4m的重合。
（4）人工观测水位误差控制
观测员在观测水位时，身体应蹲下，使视线尽量与水面平行，以减少折光产生的误差。
有波浪时，可采取下列方法尽量减少因波浪产生的误差：利用水面的暂时平静进行观读，或
者观读峰、谷水位，取其平均值；波浪较大时，可先套好静水箱再进行观测；多次观读，取
其平均值；当水尺水位受到阻水影响时，应尽可能先排除阻水因素，再进行观测；观测用的
时钟应及时校对，以减少时钟走时误差。
2.2水位自动监测设备
(1)水位的自动监测设备包括纸介质模拟自记水位计和数字自记水位计。
本文所用的水位
的自动监测设备是数字自记水位计。
(2)选用的自记水位计应符合国家现行有关标准的规定，使用的自记水位计应选择合格产品，并应符合国家水文质检部门的准入许可要求。
(3)测站应根据水位观测的任务、要求及河流特性、河道地形、河床组成、断面形状或河
岸地貌以及水位或潮水位变幅、涨落率、泥沙等情况，选择合适的自记水位计。
(4)用于水位自动观测各类水位传感器应符合下列规定：
①环境条件应符合下列规定：
a、工作环境温度应为-20℃～+50℃
b、工作环境相对湿度应为95％
②技术参数应符合下列规定：
a、分辨力应为0.1㎝、1.0㎝
b、测量范围宜为0～10m、0～20m、0～40m
c、能适应的水位变率不宜低于40㎝/min,对有特殊要求的不应低于100㎝/min
d、测量允许误差应符合下表的规定
自记水位计允许测量误差表
(5)自记水位误差控制
水位传感器的误差可采用下列措施进行控制：安装使用前可采用室内标定的方式进行参
数率定;运行期间应按有关规定进行人工校测。
水位初始值设置误差控制：对采用人工观测水位进行水文初始值设置的测站，宜选择水
位较为平稳、波浪较小等时机进行人工观测，并采用多次观测的平均值进行初始值设置;对采
用设备固定点高程进行初始值设置的测站，应定期校测;对水位初始值误差超出规定范围的水
位监测过程，应进行初始值订正;定期对时;时钟误差超出规定的，应进行时间订正。
3目的
水位观测是水文测验工作中基本测量要素之一。
自记水位是水位观测的基本方法之一。
对于新建自记水位观测设备的站,当自记水位设施投入运行时，都必须按照《水文测验规范》
和《水位观测标准》要求进行人工与自记水位的对比分析，以此确定该水位观测设备是否能
正常投入运行，其自记水位资料可否作为正式资料使用。
本文通过对角沂水文站2018年自
记水位资料和人工观测资料的对比分析，检查自记水位设施是否能满足观测要求，是否可投
入正式运行。
4观测设备
4.1水位人工观测设备
本文所用的人工观测资料使用的观测设备是直立式水尺。
水尺布设符合《水文测验规范》和《水位观测标准》要求规定。
人工观测水位误差均控制在《水文测验规范》和《水位观测
标准》要求范围之内。
4.2水位自动观测设备
本文所用的自动观测资料使用的观测设备是：南京水利水文自动化研究所防汛设备厂生
产的WFH-2A型全量机械编码水位计。
(1)WFH-2A型全量机械编码水位计简介
WFH-2A型浮子式水位计用于观测江河、湖泊、水库、水渠、地下水等水体水位的变化，并将这种变化通过机械编码的方式转换为开关数字量输出，可供水文站网、防汛、水资源水
环境监测以及相关科研部门进行水位数据的采集、传输、处理、显示、记录和存储等。
WFH-
2A型全量机械编码水位计适用于具有垂直水位测井的水位观测站。
本文所用的自动观测资料
使用的水位测井为垂直水位测井。
(2)WFH-2A型全量机械编码水位计执行的标准
WFH-2A型全量机械编码水位计执行并符合下述标准：GB/T11828.1-2002《水位测量仪
器浮子式水位计》。
(3)WFH-2A型全量机械编码水位计的主要技术性能及参数
①、浮子直径：Φ150mm
②、水位轮工作周长：320mm
③、平衡锤直径：Φ20mm
④、测量范围：0～40m
⑤、分辨力：1cm
⑥、水位变率：≤100cm/min
⑦、测量精度：量程≤10m时，不超出±2cm；量程＞10m时，不超出±0.2%
⑧、输出形式：12bit格雷码
⑨、显示方式：5位机械数字显示
⑩、工作环境：温度－10℃～＋50℃（水体不结冰），湿度≤95%RH（40℃无凝露）
?、贮存环境：温度－40℃～＋60℃，湿度≤90%RH
5对比分析
5.1对比分析资料
角沂水文站浮子式自记水位计在基本水尺断面安装试运行后，至今运行正常。
现将
2018年1月1日8时至2018年10月1日8时期间的自记水位数据与人工观测水位数据进行比对。
比对时段内，经历了洪水期、枯水期、冰期，观测期间河面未封冻。
经过9个月的对
比试验，摘录比测数据296组，中高水位（大于等于67.00m）73次，低水位（小于67.00m）223次。
比测期间水位最高69.16米，最低66.26米，水位变幅达2.90米。
同步水位观测对
比见水位过程线图。
图水位过程线
5.2误差分析
《水位观测标准》（GB/T 50138-2010）中规定，自记水位计比测时，可按水位变幅分几个测段分别进行，每段比测次数应不少于30次。
水位数据比测，置信水平95%的综合不确
定度应为3cm，系统误差为±1cm。
在比测合格的水位变幅内，自己水位计可以正式使用，比
测资料可作为正式资料。
依据ISO《导则》的不确定标准，U0.95=2Sg为各次自记水位读数；
为实测水位； n为观测次数。
根据以上公式计算分析可知，中高水位置信水平95%的综合不确定度应为1.11cm、，小于3cm，系统误差为0.1cm，小于1cm；低水位置信水平95%的综合不确定度应为1.02cm，
小于3cm，系统误差为0.1cm，小于1cm，此两项标准均符合《水位观测标准》要求。
在低
水时段内，部分水位过程，由于浮子式自记水位计进水口受多种因素影响，造成低水位过程
人工观测和遥测误差太大，故省略，不参加综合不确定度和系统误差计算分析。
误差统计详
见表1、表2.
表1 中高水位段误差统计表
6结论
角沂水文站浮子式自记水位计使用方便，维护简单，传输速度快，观测准确，精度较高，适合在常年无封冻的断面使用。
通过本次对比分析，低中高水位部分系统误差和综合不确定
度均符合水位观测规范，完全满足防汛和水文资料整编要求。
此自记水位计可以正常投入使用，其观测资料可作为正式资料使用。