摘要：为比较不同雨量资料的差异，以青浦区2个基本站3种雨量资料为对象进行分析，发现固态存储雨量与人工观测雨量、自动测报雨量与人工观测雨量的误差均小于8%，较为一致。目前青浦区3种雨量观测方式并存，各自发挥优势，尤其是固态存储和自动测报雨量对水文自动化与智慧水文的发展具有重要意义。
关键词：雨量计；人工观测；固态存储；自动测报
1引言
近年来，随着经济社会的发展和科学技术的进步，水文测报与观测技术发生了巨大变革，自1986年上海市开始建设防汛自动测报系统以来[1]，青浦区水文测报经历了电话远程系统、GD100型通用数据采集仪、水情自动测报系统测报等方式，水文自动化水平日益提升。水文观测方面，青浦区经历了人工观测、固态存储、自动测报等方式，目前部分基本站采取三种方式并行观测的模式。人工观测是最基础的水文观测方式，能够及时发现数据问题，但需要人员驻守测站，耗费一定的人力资源，且观测数据为纸质资料，难以适应电子化需求；固态存储比较稳定，数据可靠，能够长期工作，同时需要定期到测站采集数据[2]；自动测报与水情自动测报系统连接，能够实现数据实时传输，在中心站即可以实现数据的查看、整理与分析[3]，能够快速反映水雨情变化情况。
本文将2017至2019年青浦区2个基本站人工观测、固态存储和自动测报雨量进行对比，探讨差异并分析，为在确保降水资料准确性的基础上进一步提高水文自动化监测水平提供参考，并对进行智慧水文建设具有一定的积极意义。
2测站信息及仪器状况
青浦站、商榻站均为国家基本站，其基本信息如表1：
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2个测站观测场地均为地面观测场，地势平坦，覆盖均匀草层，均设立有4台雨量计，仪器之间互不干扰。1台为人工观测雨量器，型号20cmJQR01，分辨力0.1mm，采取两段制观测法，每日8时、20时进行观测；1台为用于固态存储的翻斗式雨量计，型号20cmJDZ05，分辨力0.5mm，定期人工调取数据；另2台为用于自动测报的翻斗式雨量计，型号均为20cmJDZ05，分辨力0.5mm，其互为备份，数据实时采集、传输并加工处理，本文自动测报雨量为其中主用雨量计雨量。
3降水量特征值差异分析
3.1 月降水量的差异分析
考虑到降水主要集中在汛期，按上海市防汛办规定，上海市汛期为6-9月，以期间降水量为研究对象，分析各雨量器月降水量的差异。以2019年度为例，月降水量情况如表2所示：
表2 2019年月降水量统计对比表
从表中可以，青浦站6-9月固态存储与人工观测雨量相对误差最大为0.41%，最小为-0.88%，自动测报与人工观测雨量相对误差最大为2.90%，最小为1.85%；商榻站6-9月固态存储与人工观测雨量相对误差最大为1.71%，最小为-2.67%，自动测报与人工观测雨量相对误差最大为3.10%，最小为-1.91%，均小于8%，且相对误差主要为正值。降水量相对误差为正值的原因可能是由于降水强度较大时，翻斗式雨量计一侧雨水未倒完，而另一侧雨水已经接满，翻斗翻转，未倒完的翻斗内的雨量进行了重复的计量[4]。
分析2017-2019年6-9月降水量，固态存储与人工观测雨量相对误差最大为7.41%，最小为-2.67%，自动测报与人工观测雨量相对误差最大为4.59%，最小为-3.42%。
3.2 年降水量的差异分析
将2个测站2017-2019年度降水量进行统计分析，结果如表3所示：
表3 2017-2019年降水量统计表
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表4为固态存储雨量、自动测报雨量分别与人工观测雨量的误差，从表中可知，固态存储年降水量相对误差最大为2.53%，最小为0；自动测报年降水量相对误差最大为2.50%，最小为-1.01%，相对差值较小，且主要为正值。与汛期月降水量相对误差相比，年降水量相对误差极值较小，可能是由于全年统计后部分误差产生了抵偿。
表4 2017-2019年降水量误差表
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固态存储年降水日误差最大为18天，最小为9天；自动测报年降水日误差最大为22天，最小为7天，其值均小于人工观测雨量天数。降水天数的差异可能由于不同观测仪器分辨力差别导致，人工观测雨量器分辨力小于翻斗式雨量计，因此人工观测雨量器更为敏感，对于小于0.5mm的降水也能够有效记录，导致降水天数更多。
3.3 年最大日降水量的差异分析
表5、表6为2个测站年最大降水量统计表，比较可知，2017-2019年时段最大1日、3日、7日降水量略有差异，但开始日期完全一致。
表5青浦站年最大降水量统计表
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表7、表8为2个测站固态存储、自动测报分别和人工观测年最大日降水量统计值的误差，从表中可知，对于固态存储雨量，最大误差为3.40%，最小误差为-2.98%；对于自动测报雨量，最大误差为4.50%，最小误差为-4.86%，均小于8%。
表7 青浦站年最大日降水量误差表
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表8 商榻站年最大日降水量误差表
4结语
通过分析青浦区2个基本站2017-2019年不同雨量器的雨量资料，可以发现：与人工观测相比，汛期固态存储月降水量相对误差最大为7.41%，最小为-2.67%，自动测报月降水量相对误差最大为4.59%，最小为-3.42%。固态存储年降水量相对误差最大为2.53%，最小为0；自动测报年降水量相对误差最大为2.50%，最小为-1.01%；且降水天数均小于人工观测值。通过对年最大日降水量统计值比较可知，与人工观测相比，固态存储雨量最大误差为3.40%，最小误差为-2.98%；自动测报雨量最大误差为4.50%，最小误差为-4.86%，年最大日降水量开始日期完全一致。
固态存储与自动测报都能较为准确的反映降水数据，且具有观测数据易于信息化处理的优势，对于智慧水文的建设有积极意义，也便于更有效率地向社会提供水文数据服务。
参考文献：
[1]庞先伟.上海市防汛自动测报系统近况[J].水利水文自动化,1989(03):43.
[2]穆仲平.JDZ型固态存储雨量器实现雨量测报自动化[J].水文,2016,36(03):80-83+33.
[3]陈敏,张仁陵.水雨情自动测报系统[J].中国水利,2007(11):70.
[4]廖贤平,黄燕德,郭日晶.固态存储雨量器与自记雨量计对比观测资料回归分析[J].水文,2005(04):53-57.
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