岳圩水文站YY-ZF-01A型数字水面蒸发器与E601B型蒸发器比测分析

 兰美标

［摘要］ 介绍了YY-ZF-01A型数字水面蒸发站组成基工作原理。通过岳圩水文站2019年采用该设备观测与人工观测数据对比分析，结果认为：月、年蒸发量相对误差在允许范围内，适合在岳圩水文站使用。

［关键词］ 降蒸一体化、比测分析、自动蒸发

1　测站概况

岳圩水文站是黑水河干流上游流域控制站，该水文站位于靖西市岳圩镇。岳圩水文站于1958年设立，该站监测的水文要素有水位、流量、降水量、泥沙、单沙、蒸发等。

2 基本情况

YY-ZF-01A型水面遥测自动蒸发器是北京金水燕禹科技有限公司研制的蒸发量自动监测设备。2017年自动蒸发器设备在岳圩站安装并运行使用。安装使用至今仪器运行稳定，本分析报告是采用2019年人工观测蒸发量数据与自动遥测蒸发量的比测资料数据进行分析。

3 简述设备结构和功能

3.1 设备结构

YY-ZF-01A型水面遥测蒸发器直接代替了E601B型人工蒸发器(也称人工蒸发器)从而实现水面蒸发自动站。

YY-ZF-01A型蒸发站的自动蒸发计、雨量计分辨率为0.1mm，溢流量分辨率为0.01mm等设备；降水量、蒸发量数据符合相关资料整编标准要求，可用于水面蒸发观测站，取代繁琐、复杂的人工观测，实现水面蒸发量的自动监测。

3.2 系统组成

YY-ZF-01A型数字式水面蒸发站系统由KYDM-F型数字水面蒸发计、JD01型数字雨量计、自动补水器、采集控制器、供电系统等组成。

3.3工作原理

YY-ZF-01A型数字式水面蒸发站系统由蒸发计、雨量计、溢流桶为主要观测工具，以采集器自动采集代替了人工观测的整个过程。采通信接口分别自动蒸发系统连接，利用系统的应用软件接收水面蒸发远程监测数据并入库资料整编。

4 遥测与人工观测比测成果分析

降水量资料采用2019年人工观测雨量与JD01型数字翻斗式雨量计同步观测的雨量资料进行对比分析（数据见附表1、2）。偶尔部分时段通讯设备处故障，当JD01型字数翻斗式雨量计没有雨量数据时，采用20cmJQZ05型翻斗式雨量数据进行分析比对。根据2019年逐日降水量统计分析，人工和自动观测取得的资料比测误差较小，日雨量误差最大的为7月14日15.4mm，而该日的人工雨量为38.1mm，遥测雨量为22.7mm,误差为60%，最小误差为0%。一次降水过程最大误差是5月24日～6月1日，为6.4mm，人工雨量数据为200.1mm,遥测雨量数据为206.5mm，误差为3%。月总雨量最大是7月，月人工雨量为312.0mm,遥测雨量为290.4mm,误差为21.6mm,误差为7%，月雨量误差最小的为0.3mm。根据数据分析，遥测与人工值误差是随着雨量增大而增大趋势，误差控制较好，偶尔出现较大误差主要是由于系统故障或通信故障导致接收数据完整造成。系统上误差满足精度要求，说明人工观测雨量与JD-01G翻斗式雨量计同步观测的雨量误差很小，监测精度较高，JD-01G翻斗式雨量计的性能较稳定，受外界恶劣因素影响较小。

5 蒸发量比测资料分析

5.1遥测监测与人工观测比测日蒸发量分析来看（数据见附表1～2），结果见下表。

表1 岳圩站遥测监测与E601B型人工观测比测日蒸发量误差统计

时间	总日数	误差≤±0.3		误差≤±0.6		误差≤±1.0		误差＞±1.0		最大误差（mm）
		日数	占百分比(%)	日数	占百分比(%)	日数	占百分比(%)	日数	占百分比(%)
2019	365	190	52%	93	25%	61	17%	21	6%	4.6

从2019年遥测监测与人工观测比测日蒸发量的分析，误差≤±0.3mm天数为52%，误差≤±0.6mm天数为25%，误差≤±1.0mm天数为17%，误差＞±1.0天数为6％，其中误差较大是11月16日误差为4. 6 mm、3月9日误差为2.9mm、5月22日误差为1.9mm、9月2日误差为1.5mm，由于受到恶劣天气时，移动通信信号不稳定接受不到数据，导致日蒸发量误差较大，11月16日误差达4.6mm为人为影响产生误差。由此说明两套系统有效观测的误差较小，取得良好的比测成果。

5.2遥测监测与E601B型人工观测比测月蒸发量误差分析见下表

表2  岳圩站遥测监测与E601B型人工观测比测日蒸发量误差统计
年份	月份	月蒸发量（mm）			月最大值（mm）			月最小值（mm）
		人工	自动	误差	人工	自动	误差	人工	自动	误差
2019	1	14.1	13.8	0.3	1.6	1.3	0.3	0.1	0.0	0.1
	2	26.9	30.8	-3.9	2.6	3.1	-0.5	0.1	0.0	0.1
	3	43.2	42.3	0.9	4.1	4.5	-0.4	0.1	0.1	0.0
	4	60.2	63.8	-3.6	4.9	4.7	0.2	0.1	0.1	0.0
	5	48.8	55.5	-6.7	4.4	4.7	-0.3	0.1	0.4	-0.3
	6	66.2	65.7	0.5	4.1	4.2	-0.1	0.7	0.2	0.5
	7	63.0	62.9	0.1	4.3	4.6	-0.3	0.1	0.4	-0.3
	8	94.4	93.3	1.1	4.9	5.5	-0.6	0.7	0.5	-0.3
	9	89.2	97.3	-8.1	5.3	5.6	-0.3	0.4	0.2	0.2
	10	46.0	55.4	-9.4	3.7	3.8	-0.1	0.2	0.3	-0.1
	11	43.1	43.7	-0.6	4.6	3.5	0.9	0.1	0.0	0.1
	12	38.5	43.1	-4.6	3.1	3.6	-0.5	0.2	0.1	0.1

据表2可见，2019年遥测监测与人工观测比测月蒸发量误差分析，月蒸发量最大误差9.4mm；月最大值最大误差为0.9 mm，月最小值最大误差为0.0 mm。从上述比测成果误差分析得知，YY-ZF-01A型水全自动蒸发监测系统相对比较稳定，除受移动信号干扰情况外，正常接收到完整数据的蒸发量与人工观测的蒸发量误差小，符合观测技术要求。

6 比测蒸发量误差分析

6.1人工观测时需要人工同时观测降水量和蒸发量，容易造成人工观测的精度直接影响蒸发量。因为人工观测一般为每日8时观测一次，把降雨和不降雨的误差都累积在一起，特别是对间断性降雨期间的蒸发量计算，不能有效的区分，计算出的日蒸发量误差就会较大；而YY-ZF-01A型数字式水面蒸发器是采用高精度液位传感器来实时监测蒸发桶内水位变化，是1小时监测分析一次，在大暴雨时其优势更为突出，仪器能把降雨和不降雨的时段区分，在自动测量过程中能将一些外界干扰的因素进行处理，特别是对一些突变的水位变化。

6.2人工观测雨量中，有雨无量的问题。因遥测设备分辩率是0.1mm，降水量达到0.1mm就会自动采集储存，而人工观测一般是早上8时，大雨时才适当加测，所以在降雨量不大时（小于0.2mm时），有可能在次日8时观测前已经蒸发掉，造成人为降水量观测误差，也带来蒸发量的误差。从这种情况看，遥测蒸发器可以自动消除这种人为的误差，使蒸发值更能反应真实情况。

7 结论

岳圩站采用的YY-ZF-01A型水面全自动蒸发监测系统，经与2019年人工E601B观测资料进行对比分析，蒸发器遥测监测所采得的完整的日、月蒸发量，月最大、最小值与E601B型人工观测的日、月蒸发量，月最大、最小值相比误差很小，均在规范允许误差范围内，满足精度要求，可应用正式观测及蒸发量资料整编。

参考文献

[1] LS630-2013,水面蒸发观测规范[s]

[2] SL247—2012，水文资料整编规范[s]

[3] SL61-2015，水文自动测报系统技术规范[s]

作者简介：兰美标（1983-），女，百色水文中心靖西水文中心站工程师，大学本科。

1