阿勒泰地区水文站自动水位计与人工观测对比分析

自动水位计有一定的测定误差,利用阿勒泰地区水文站自动水位计的观测数据和对应的人工观测数据,进行对比分析。分析结果表明:四次对比观测试验中,综合不确定度基本在0. 016 5～0. 153 6之间,均满足在95%的置信度水平内要求测定水位间的综合不确定度为3 cm的规范要求,满足测验系统误差在±1 cm之内的测验误差要求,阿勒泰地区自动水位计符合测验误差规范,可用来代替人工水位观测。     

阿勒泰地区雷达水位计的应用及比测分析

针对传统人工水位观测误差分散及不确定度高的局限,以新疆阿勒泰地区的群库勒水文站为例,进行新型雷达水位计的应用和比测分析。分析结果表明:相比于人工水位观测,雷达水位计在的群库勒水文站水位观测误差在±4 cm和±可在3 cm左右,满足《水位观测标准》GBT59138-     

沙尔托海水文站雷达水位计与人工观测结果比对分析

为研究沙尔托海水文站水位资料观测精度和资料系列的一致性,选择沙尔托海干渠(二)站和沙尔托海大河(四)站作为试验站点,对雷达和人工两种测量结果进行对比分析,等视频观测水位在断面安装试运行后,同时进行雷达水位观测与现场人工观测,最后将两者观测数据进行对比试验并进行计算分析,结果可知:经过观测并计算的置信水平95%时的综合不确定度和系统误差两项指标均符合水文规范要求,进一步证明了雷达水位计测量精度,观测结果满足沙尔托海站巡测要求,能为当地防汛抗旱工作提供可靠的技术依据。     

阿勒泰地区水文站雷达和人工观测水位方法对比探讨

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。     

LTC水位仪水压和盐度系统误差的检验与校正

LTC(Level,Temperature,Conductivity)水位仪是一种用来监测水位、水温和电导率的仪器,体积小和使用方便等特点使其广泛应用于地下水动态及海水入侵监测,但随着使用时间增长,其水压和盐度系统误差会增加,而这一误差却经常被忽略。通过一种简单有效的方法对52个LTC水位仪水压和盐度的测量进行系统误差检验与校正。统计分析表明,在一定条件下分别有71.2%和90.4%的LTC水位仪测量水压和盐度的误差超出了仪器本身精度。对于超出仪器本身精度的LTC水位仪进行系统误差校正,水压和盐度的真实值与测量值呈线性关系,不同LTC水位仪线性校正系数的值也不同。校正前水压和盐度的误差范围分别为-2.08~5.21 cm和-10.77~2.03 g/L,校正后误差范围分别为±1 cm和±1 g/L。测试结果表明,用LTC水位仪野外监测时,应事后进行水压和盐度系统误差的检验和校正,以保证和提高采集数据的质量。     

内陆河流域黑河中东部子水系水文测验方式改革浅析

依托网络"大数据"时代的发展,水文发展提出"大水文"发展战略思想,全面推进水文测验方式改革工作。结合张掖水文局目前人力物力资源及技术力量分配现状,初步规划设立一个中心站,两个巡测区全面覆盖流域内各监测站点水位等水文要素的监测。水位采用雷达水位计,降水量自记雨量计及委托人工结合观测;流量经分析论证,水位流量关系能做单值化处理的部分站点采用历年综合水位流量关系曲线推求,不能做单值化处理的进行流量级划分,对不同流量级分析认证,确定中低水采用历年综合曲线推流,高水巡测实测流量进行推流。水温、蒸发量及辅助项目通过邻站资料相关分析,相关系数R~2在0.903～0.994之间相关性较好,可以通过线性相关插补延长资料系列。自动化监测设备与人工巡测相结合测验模式,及时高效的完成水文数据的收集、整编与报汛。增强水文应急监测的时效性与机动性。为防汛抗旱减灾、节水型社会建设、生态文明建设提供及时、准确、高效的社会服务。     

长期自记水位计的研制

为适应目前水文巡测的需要,更多的搜集水位、雨量资料,我们研制了一种长期自记水位计和长期自记雨量计。在无人管理的情况下,只要电源连续供电,能无限期地自动记录整个水位或雨量的变化过程。水位变幅不受限制,水位记录最大误差不超过±2厘米;走时精度,月误差不大于±20分钟。现将长期水位计的结构和比测结果介绍如下。一、仪器结构长期水位计由水位升降传输、走时、自动切纸三部分机构组成如图1,结构如图2。     

半导体水位计

在一个矿区进行水文地质调查,通常要钻一些水文观测孔,以了解地下水的运动规律.过去,我们进行地下水位的观测,都是使用万能表.由于万能表是室内使用的仪表,比较娇贵,用于野外,不仅容易损坏,而且观测水位也不甚准确.尤其是当抽水孔井壁向下淋水时,更难于测定准确水位.遵照毛主席关于"我们必须打破常规,尽量采用先进技术"的教导,发扬独立自主、自力更生的精神,我队自行设计和试制成功IB_2和JB_2型两种半导体水位计,具有结构简单,操作方便,测量准确,坚固耐用,容易维修等优点.这两种半导体水位计已在我队施工的金岭和莱芜矿区使用.     

红土型镍矿样品加工K值试验

样品逐级破碎、逐级缩分后,试样的粒度与保留试样量之间都应遵循切乔特公式Q≥Kd^2。对红土型镍矿的K值试验,统计缩分样品检测结果在95％的置信度下,分析数据不可疑值、测量值之间无系统误差,测量结果（n=16）相对标准偏差小于5％。单次测定结果与平均结果的测量误差均小于允许误差。     

典型岩溶槽谷区地下河水文动态响应研究——以重庆青木关地下河为例

为了更好地掌握重庆青木关地下河水文动态变化规律,2007年5月至2008年6月利用WGZ-1型光电数字水位计和水质监测仪(CTDP300型在线水质分析仪）,对降雨量和地下河水位、水温、pH及电导率进行了连续自动监测,并采用水文动态曲线线型分析法分析了该地下河水文动态变化对降水事件的响应。结果表明,地下河水文动态对降雨响应迅速,水位流量过程曲线线型呈不对称尖峰型,尤其在2007年7月17日出现的大暴雨事件中,最高水位为1.175m,滞后最大雨强6h10min,最大流量为2.5781m3/s,而观测中该地下河最小流量仅为0.0189 m3/s,反映出该岩溶地下河发育强烈,赋水空间较单一、含水层对水资源调蓄能力较弱。电导率、pH和水温对降雨同样快速响应,电导率由602.7μs/cm降到462.09μs/cm,pH由7.23降到7.01,水温由18.9℃上升到19.5℃,各指标滞后不超过15h。      

水文测验技术创新满足水文分析计算需求研究

为了进行水文测验方式方法技术创新满足水文分析计算的需求研究.本文选取了长江流域10个典型水文站,以设计洪峰(洪量)、设计年径流、设计枯水为例,首先分析其相应水文资料的误差分布特性,然后将实测或统计量系列加入随机误差项形成技术创新后的水文系列.将模拟系列的各频率设计值与原始系列设计值进行比较,按照95%置信水平下误差不大于5%为标准,提出创新后水文资料允许提高的误差上限.最后根据10个站的各项允许误差取下包线得到允许提高的误差上限.     

黄土高原陆面过程观测试验的仪器精度和观测误差分析

利用"黄土高原陆面过程观测试验"2009年定西站的平行对比观测资料,分析了微气象观测仪器的精度和观测误差.结果显示:在大多数情况下,A301P型风杯风速计和HMP45D型温湿传感器对风温湿的观测偏差分别不超过±0.10m.s-1、±0.16℃和±1.00%;107型和109型温度传感器对土壤温度的观测偏差分别不超过±0.1℃和±0.03℃;HFP01型热通量板对土壤热通量的观测偏差不超过±11W.m-2;涡动协方差系统(CAST3+Li7500)观测计算得到的感热、潜热和动量通量的偏差分别不超过±8W.m-2、±8W.m-2、±0.02kg.m-1.s-2.此试验对于大气风速、温度、相对湿度、土壤湿度和温度、地表辐射以及地表通量这些要素的观测,相同型号仪器之间的数据都很一致.并且不同型号仪器进行对比观测风速、土壤温度、净辐射、向下长短波辐射和土壤热通量得到的结果也较一致.结果表明,该试验大多数仪器有比较高的精度,仪器之间也比较一致,观测误差较小,基本能够满足陆面过程观测的要求.     

黑河流域遥感—地面观测同步试验：科学目标与试验方案

介绍了黑河流域遥感-地面观测同步试验的科学背景、科学问题、研究目标以及观测试验方案和观测系统布置.总体目标是,开展航空-卫星遥感与地面观测同步试验,为发展流域科学积累基础数据;发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据同化系统,为实现卫星遥感对流域的动态监测提供方法和范例.以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区,以水循环为主要研究对象,利用航空遥感、卫星遥感、地面雷达、水文气象观测、通量观测、生态监测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型观测试验,精细观测干旱区内陆河流域高山冰雪和冻土带、山区水源涵养林带、中游人工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各个分量;并且以航空遥感为桥梁,通过高精度的真实性验证,发展尺度转换方法,改善从卫星遥感资料反演和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和其他地表过程分量的模型和算法.由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,以及一个集成研究--模拟平台和数据平台建设组成.拟观测的变量划分为5大类,分别是水文与生态变量、驱动数据、植被参数、土壤参数和空气动力参数.同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开.布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其他水文要素观测网络;使用了5类机载遥感传感器,分别是微波辐射计、激光雷达、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机;获取了丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波、激光雷达等卫星数据.     

基于气象水文因子的呼伦湖湿地消长综合模型研究

利用1961-2005年呼伦湖湿地的气象及水文资料, 基于水量平衡方程, 以湿地各年水量盈亏累积量(∑ΔW)为因子, 建立了呼伦湖湿地水域面积和水位高程的消长对气象及水文因子协同作用的响应模型, 分析了湿地水域面积和水位高程的消长对影响因子的响应特征.结果表明:呼伦湖湿地消长对气象及水文因子的年代际变化有很好的响应.年平均气温每增加1 ℃, 湿地水域面积和水位高程分别减少134.5 km²和93.44 cm; 年降水量每增加10 mm, 二者分别增加10.2 km²和7.1 cm; 年蒸发量每增加10 mm, 二者分别减少1.1 km²和0.9 cm; 年径流量每增加1×10⁸m³, 二者分别增加4.8 km²和3.3 cm. 年平均气温的升高和年降水量的减少变化对湿地消减的贡献率分别为13.6%和86.4%, 当前降水量的变化在湿地消长中占主导作用.如果不考虑人类活动的影响, 根据未来较低排放(SRES-B2)情景下气候预测, 初步估算2040、 2070和2100年湿地水域面积将分别减少275.8 km²、 442.8 km²和583.6 km², 水位高程分别下降191.6 cm、 307.6 cm和405.4 cm, 未来气温的变化在湿地消长中占主导作用.呼伦湖湿地在未来暖干化趋势下, 湿地水资源短缺加剧, 湿地水域面积萎缩和水位高程下降将加快.     

涡动相关仪观测数据的处理与质量评价研究

涡动相关仪能够较准确地直接测量地表—大气间的湍流交换,在世界范围内得到了广泛的应用。但它的使用是有条件限制的,如果不进行必要的修正,得到的通量就可能有较大的误差。以密云观测站一年的涡动相关仪观测数据为例进行分析。结果表明：野点值剔除、坐标旋转以及超声温度订正对地表感热、潜热等通量的测量结果影响均在±1%之内,但坐标旋转对动量通量影响较大,必须对潜热和CO2通量进行空气密度效应订正;湍流谱在惯性副区基本满足-2/3次方定律,协谱基本满足-4/3次方定律。经过对观测数据的筛选和处理后,约75%的观测数据质量较好,2%的数据需要剔除。通量贡献源区分析表明,全天和白天均有超过70%的通量源区落在感兴趣区域内,超过90%的通量贡献最大点落在感兴趣区域内。     

河流水位差计设计及其应用的可行性研究

水工建筑物或控制河段的上下游水位差是水流运动的决定性要素,是流量推算中的最重要因子。在平原水网区,水位差很小,人工观测精度对其影响十分突出,直接影响流量定线和流量推算的精度,不能满足社会对水资源精细配置的需求。为提高水位差的测量精度,设计了河流水位差计;付之应用,对水位差的测量,无需进行水尺零点高程校正,无需进行水位的对比观测,而且能在任意数量级内提高水位差精度(根据精度选择探头),所构成的误差只有很微小的仪器器差,可满足流量定线与精确推流的目的。该系统还可以同时测记水位。河流水位差计设计简洁,仪器生产难度小,附属设施施工方便,整体造价低廉,具有良好的开发应用前景。     

山丘区小流域地形空间分析及数字信息提取

山丘区小流域地形特征及数字水系的自动提取为山洪防治提供了必要的数据准备.本文采用地形特征自动提取软件包DigitalHydro,对山区小流域地形及水系基本信息进行了提取试验.研究中,地形数据引用栅格型DEM数据SRTM,水平分辨率接近90m,研究对象为浙江省姜湾水文实验流域.该流域拥有3个流量站,提取的集水面积分别为20.64km2,10.21km2,1.31km2,误差分别为-1.2%,0.1%和-3.0%.分析显示,流域地形总体起伏较大,平均坡度为33%,现有DEM分辨率能满足流域水系等基础信息的提取.但在河谷地带存在洼地,造成提取的水系与实际情况存在一定差异,提取水系时,局部需要引入空间分辨率更为细致的地形信息.     

基于MODIS影像的鄱阳湖湖面积与水位关系研究

利用统计分析的方法,根据2001年获取的13景鄱阳湖区无云MODIS影像中的9景提取的水体面积,并结合同步观测的水文数据分别采用线性、对数和指数3种模型模拟湖面积-水位之间关系。结果显示对数模型相关性最好（R²=0.918）,其次为线性和指数模型。利用另外4景MODIS影像对模型进行检验表明,该模型精度较高,模拟的最大误差为3.36%。本研究显示,可根据鄱阳湖水位观测值,利用该模型预测鄱阳湖洪涝期洪水淹没面积,以弥补云天状况下光学遥感难以监测到洪水淹没范围的不足。本研究为利用遥感影像实时监控鄱阳湖水情空间动态变化提供了可行的方法,对湖泊、水库的泛洪监测、调洪功能分析具有重要意义。     

JSP-1型虹吸校正翻斗雨量计研制与特点

翻斗式雨量计因雨强影响会产生很大的误差,虹吸雨量计不能数字化降雨过程,并需要人工测量虹吸水量进行虹吸订正.本研究成果利用翻斗计量降雨过程,用精确的虹吸计量值智能校正翻斗的误差,综合了翻斗计量和虹吸计量的优点,将分辨率为0.1mm的翻斗雨量计的测量误差从±15%减小到±2%.因此,JSP-1型虹吸校正翻斗雨量计具有很高的精度.     

结构面粗糙度统计测量最小样本数确定方法

由于结构面粗糙度具有各质异性、各向异性、非均一性和尺寸效应等特征，结构面粗糙度系数（JRC）取值具有不确定性，工程中广泛采用统计方法来分析结构面粗糙度性质，然而以往研究往往忽略样本数不足对统计结果的影响。针对结构面粗糙度统计测量时无法确定合理样本数的问题，分别提出基于变异系数级比分析及简单随机抽样原理的最小样本数确定方法。以实际工程岩体结构面表面数据为研究对象，对比分析两种方法在系列尺寸下确定的统计测量最小样本数。实例分析表明：小尺寸样本的变异系数（CV）值明显大于大尺寸样本，且CV值随取样尺寸的增大而减小，取样尺寸为10～50 cm的CV值基本稳定在0.31～0.47之间，取样尺寸为60～100 cm的CV值基本稳定在0.21～0.31之间；最小样本数与取样尺寸基本满足幂函数关系，且最小样本数随取样尺寸的增大而减少；系列尺寸下级比分析方法在允许误差为±2%时确定的最小样本数与简单随机抽样原理在最大允许误差为10%、置信度为95%时计算的最小样本数是一致的，相似度大于0.997。该研究方法可为工程岩体中定量获取结构面粗糙度统计测量最小样本数提供依据，保证了JRC（结构面粗糙度系数）统计测量结果的准确性，对工程岩体稳定性评价中结构面力学参数的准确获取具有重要意义。