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三畅e尊国际app在大庙站液位测量应用分析

作者: 来源: 发布时间:2020-04-29 16:13:31
 [摘要]为更加便捷、高效、安全的获取水文数据,采用现代化技术来实现这一目标。针对大庙站引用SCLDe尊国际app测量代替人工测量,探讨SCLDe尊国际app的实用性和准确性。通过用人工观测数据与SCLDe尊国际app测量数据进行对比分析。分析结果表明:与人工测量相比,SCLDe尊国际app测量误差在±3cm的出现机率为7.35%;误差在±2cm的出现机率为10.29%;误差在±1cm的出现机率为49.01%;没有误差的出现机率为33.33%。低水时系统误差为0.3cm,置信度水平95%的综合不确定度为2cm;中水时系统误差为-0.2cm,置信度水平95%的综合不确定度为2cm。根据《水位观测标准》GBT50138-2010的有关规定,SCLDe尊国际app水位资料观测精度符合规定要求,可在大庙站水文测量中正常使用。
 
      随着时代的发展,山西省中小河流水文监测系统的建成及不断完善,站网密度增大、监测范围也进一步提高,站网测报及服务功能更加全面、自动化、基本实现水文现代化监测。
 
      为提高水文测报水平,减轻测站人员的工作强度、保证测验精度、探索水文监测改革之路,推进“智慧水文”的发展,大庙站配备SCLDPLUS35型e尊国际app进行监测,为分析其实用性和准确性,本文通过人工观测数据和e尊国际app测量数据进行对比分析,为e尊国际app在此站的应用提供依据,也可为今后大庙站制定水文巡测方案提供参考资料。
 
1大庙站概况
      大庙水文站位于夏县瑶峰镇大庙村,地理位置为东经116°16',北纬35°05',控制流域面积55.9km2,主要对白沙河液位进行监测。白沙河发源于泗交镇瓦沟,往西经过瑶峰镇大庙村,九沟十八岔溪在这里汇集,往下流入白沙河水库再向西于瑶台出巫咸(前名巫咸河),再往西入中留水库,往西南方向经禹王乡秦家埝等村庄zui后汇入青龙河,继续向南流经过苦池水库,zui后一级汇入永济伍姓湖。这里属于半干旱大陆性季风气候,冬季盛行西北风,干燥寒冷;夏季盛行东南风,炎热多雨。受季风活动影响降雨主要集中在六月下旬至九月中旬,七、八两个月多暴雨和雷阵雨,降水量占全年的60%以上。年zui大降雨量964.2mm,年zui小降雨量285.3mm,多年平均降雨量572.6mm,多年平均蒸发量2137.6mm。县境总长40km,流域面积76km2,清水液位0.37m3/s,历史上zui大洪峰596m3/s。
 
      本站流域水系属于黄河流域黄河水系,为姚暹渠支流白沙河小流域控制站。设站目的:防汛监测,为下游白沙河水库、中留水库、夏县县城的防汛抗洪提供依据;收集了小部分区域面积内的暴雨洪水资料研究产汇流参数在地方上的变化规律;为水资源开发保护监测提供依据。洪水特征为涨水快、落水慢,涨水时并伴有杂物,石头等,若采用人工观测,则有一定难度,因此需引进更为先进的现代化测量方法。
 
2、SCLD型e尊国际app
2.1工作原理
      SCLDe尊国际app是通过天线利用微波脉冲发射并接受信号。雷达它是以光速运行,在运行时间过程中被转换为水位信号。在此过程中利用一种时间延伸。确保了精准的测量,zui后通过水位遥测终端,完成对信号采集,传输,和水位的监测。
 
2.2设备组成及指标参数
      雷达水位监测系统由e尊国际app,水位遥测终端,安装支架,供电系统,传输系统及配件组成。一般情况下基本的部件是一致的,根据使用环境的不同,使用的配件可能不相同。
 
技术指标:(1)工作原理:脉冲雷达测距
      (2)电波频率:26GHz
      (3)发射锥度角:22
      (4)测量范围:0~20m
      (5)标称精度:±1厘米(全量程)(6)数据输出:4-20mA
      (7)标称功耗:0.24W
      (8)工作电压:12~24VDC
      (9)工作温度:-20℃~+70℃
      (10)几何尺寸:直径140mm,长度364mm
      (11)重量:1.6kg
 
2.3主要特点
      (1)远离水面测量,确保了不接触水面,仪器不受水的干扰;(2)不受水面漂浮物的缠绕或撞击,同时相比传统仪器,没有了高速水流冲击力的影响;(3)投资小,节省财力;(4)无运动部件,不因部件磨损而产生故障;(5)仪器自身模块及组合,它能在某种条件下满足使用要求;
 
2.4仪器安装、调试
      仪器安装选址应该满足节省财力同时又确保能观测zui高洪水位及zui低枯水位的要求,基本水尺断面靠主水流的的岸边,多利用原有建筑物。安装完毕后,按照说明书调试仪器,按照人工观测水位的参数值使仪器的站码、时间、测量间隔、传输方式、传感器高程参数等调整一致。
 
3人工与SCLDe尊国际app测量对比分析
 
3.1分析依据
      根据水位观测标准(GB/T50138-2010)第6.2.2要求,比测时我们按照标准把水位变幅分成几个测段进行,每段比测次数应在30次以上;第6.2.3要求,比测结果应符合以下规定:一般水位站,置信水平95%的综合不确定度应为3cm,系统误差应为±1cm。
 
      根据本规范第E.0.6要求,采用自动检测设备监测水位时,其不确定度应按下列方法估算:(1)系统不确定度应按下式计算:
自动检测设备监测水位 时,其不确定度计算公式
 
3.2资料选用及分析
      本次选用e尊国际app2018年5-8月数据,分别与人工观测的水位资料进行对比,比测水位级从6.92~7.06m。比测数据共有204个,2018年6月6日和8月14日逐时水位对照表分别见表1、表2。
2018年6月雷达水位计与人工观测逐时水位误差对照表2018年8月雷达水位计与人工观测逐时水位误差对照表
 
      从表1、表2中可以得出,雷达水位计与人工观测的逐时水位在高水时误差较大,原因如下:(1)比测期间正值大风大雨,风浪较大,对超声波水位计和人工测量读数都会有一定影响,造成精度的偏差,水面较平静低水位时,造成的影响较小,观测结果基本一致;(2)遇到洪水期,水势较大,水流较急,河水中的漂浮物杂物较多,对超声波水位计测量精度有影响;
 
3.3误差分析结果
      为保证水位观测资料的质量,根据《水位观测标准》GBT50138-2010的有关规定,大庙(河道)站e尊国际app与校核水尺进行了4个月的比测,比测结果见表3。
雷达水位计误差统计表
      从表3可以看出瞬时水位,误差在±3cm的有15次,出现机率为7.35%;误差在±2cm的有21次,出现机率为10.29%;误差在±1cm的有100次,出现机率为49.01%;没有误差的68次,出现机率为33.33%。低水时系统误差为0.3cm,置信度水平95%的综合不确定度为2cm;中水时系统误差为-0.2cm,置信度水平95%的综合不确定度为2cm。根据《水位观测标准》GBT50138-2010的有关规定,采用e尊国际app测量的数据精度达到规定要求。因此SCLDe尊国际app可在大庙站水文测量中正常使用
 
4结语
      e尊国际app观测资料符合《水位观测标准》GBT50138-2010的有关规定,在大庙站水文测量中可以正常使用。在使用中应注意以下问题:
      (1)要在水位观读范围内使用,不定时的检查仪器运行情况,出现问题立马解决,无法处理时,采用人工观测,同时要核对其显示时间的正确性,以确保资料的真实准确,此外封冻和流冰期不可使用;
      (2)在比测期间,每日要在同一时间比测,这样数据才更加准确,如遇大风大雨天气或是洪水期需要增加比测次数,e尊国际app水位与比测水位超过3cm时,应及时进行订正;
      (3)在日常工作中,e尊国际app的成果,既要能反映水位变化过程,又要满足电子上表的要求,参考《水位观测标准》;
      (4)e尊国际app要注意日常的维护保养,填写好记录,延长使用时间。

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