高海拔地區(qū)氣泡水位計(jì)比測(cè)分析應(yīng)用

付帥

摘要：為掌握松麥河流域水文規(guī)律和認(rèn)識(shí)河流水文特性，為金沙江流域規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、水資源開(kāi)發(fā)、水文分析、水情預(yù)報(bào)等提供資料依據(jù)，長(zhǎng)江委水文上游局2015年8月在新遷建的松麥河古學(xué)水文站安裝了YAC9900氣泡式水位計(jì)，該文通過(guò)對(duì)該自計(jì)水位儀器結(jié)構(gòu)、工作原理及水位計(jì)水位與人工同步觀測(cè)資料進(jìn)行整理、計(jì)算、比測(cè)分析的介紹說(shuō)明，掌握該儀器特點(diǎn)和性能，是否適應(yīng)該地區(qū)的氣候條件和周邊環(huán)境，有利于今后對(duì)儀器的維護(hù)、保養(yǎng)，同時(shí)也為高海拔地區(qū)水文信息自動(dòng)化建設(shè)提供參考與依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水文站；水位計(jì)；比測(cè)分析

1 古學(xué)水文站基本情況

古學(xué)水文站位于四川省甘孜州得榮縣古學(xué)鄉(xiāng)，是松麥河流域的控制站，地理位置為東經(jīng)99°15′，北緯28°26′，集水面積為12160 km2，屬國(guó)家基本水文站。隸屬于長(zhǎng)江委長(zhǎng)江上游水文局領(lǐng)導(dǎo)。測(cè)驗(yàn)斷面位于松麥河和左岸支流碩曲河匯合口下游200m處，松麥河上游約7km處有古學(xué)電站，左岸匯入的碩曲河上游約7km處有去學(xué)電站。斷面上游60m處低水時(shí)出現(xiàn)淺灘，下游50m處有急灘，90m處有向左彎道。河段順直，河床由亂石夾沙組成，右岸為泥石流堆積體，左岸為棄石，河床穩(wěn)定。

2 YAC9900氣泡式水位計(jì)結(jié)構(gòu)

YAC9900多路徑遙測(cè)終端是采用全表面貼裝工藝的高可靠性微功耗數(shù)據(jù)采集器，是實(shí)現(xiàn)水文（位）、雨量遙測(cè)站測(cè)、報(bào)、控一體化功能的核心設(shè)備。YAC9900 多路徑遙測(cè)終端可自動(dòng)完成遙測(cè)站水位、雨量數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，并可通過(guò)衛(wèi)星、PSTN、GSM、GPRS 及超短波等通信信道，將所采集的數(shù)據(jù)以定時(shí)或隨機(jī)報(bào)的方式自動(dòng)發(fā)送到控制中心，并在設(shè)定的條件下自動(dòng)進(jìn)行主備通信信道切換。

YAC9900 自動(dòng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集終端的外部接口都布置在機(jī)箱下板，從左至右依此為 GSM 天線、地線、電源、無(wú)線天線、RS232、雨量、水位、衛(wèi)星（天線）等接線插座。內(nèi)部結(jié)構(gòu)配置主要由 YAC9900 主板、電源板、存儲(chǔ)板、GSM/GPRS 通訊終端、北斗衛(wèi)星通信終端、超短波數(shù)傳電臺(tái)、信號(hào)避雷器等部件組成。

3 比測(cè)資料分析

根據(jù)自計(jì)水位計(jì)的比測(cè)規(guī)范，古學(xué)水文站YAC9900氣泡式水位計(jì)安裝于2015年8月30日，通過(guò)2015年09月-2016年01月的水位比測(cè)，其結(jié)果可以投入使用，比測(cè)結(jié)果如下：

水位變幅：2277.81m～2274.02m。

比測(cè)點(diǎn)數(shù)155點(diǎn)，系統(tǒng)誤差-0.99cm， 置信水平95%的綜合不確定度2.92cm <3cm。最大誤差±0.05m。時(shí)鐘誤差：月誤差<1min，日誤差<0.5min。根據(jù)水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB∕T 50138-2010規(guī)范，第6.2.3條規(guī)定，比測(cè)結(jié)果符合要求。

2016年對(duì)高水部分再次進(jìn)行07月01日-31日的水位比測(cè)，其結(jié)果可以投入使用，比測(cè)結(jié)果如下：

水位變幅：2276.14m-2278.94m。

比測(cè)點(diǎn)數(shù)31點(diǎn)，系統(tǒng)誤差-0.52cm， 置信水平95%的綜合不確定度2.72cm <3cm。最大誤差±0.03m。時(shí)鐘誤差：月誤差<1min，日誤差<0.5min。根據(jù)水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB∕T 50138-2010規(guī)范，第6.2.3條規(guī)定，比測(cè)結(jié)果符合要求。

兩次氣泡式自記水位計(jì)和人工同步觀測(cè)的水位資料共186組數(shù)據(jù)，其中包含了高中低各級(jí)水位數(shù)據(jù)。根據(jù)《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50138-2010 6.2.3規(guī)定，一般水文站的置信水平95%的綜合不確定度應(yīng)為3 cm，系統(tǒng)誤差應(yīng)為±1 cm，表明儀器性能相當(dāng)穩(wěn)定，與人工觀測(cè)所存在的誤差符合規(guī)范要求，可以投產(chǎn)使用。

4 不確定度計(jì)算依據(jù)

根據(jù)《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50138-2010 E.0.6規(guī)定，采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)水位時(shí)，其不確定度應(yīng)按下列方法估算：

（1）系統(tǒng)不確定度應(yīng)按下式計(jì)算：

5 結(jié)語(yǔ)

（1）從統(tǒng)計(jì)分析中可以看出，在高海拔地區(qū)氣泡式自記水位計(jì)所監(jiān)測(cè)水位可以替代人工觀測(cè)。

（2）應(yīng)對(duì)氣泡式自記水位計(jì)的觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行整理、計(jì)算和分析，掌握觀測(cè)中存在的問(wèn)題和該站特性及氣候條件對(duì)儀器的影響，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決，查找原因，繼續(xù)收集分析水文資料，使先進(jìn)儀器設(shè)備在水文工作中發(fā)揮更大作用，為水文測(cè)驗(yàn)方式改革提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]朱曉原，張留柱，媱?dòng)牢?水文測(cè)驗(yàn)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2013.5.

[3]YAC9900遙測(cè)站使用手冊(cè).長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局.