雷達(dá)水位計(jì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)尚未用于數(shù)據(jù)集成，造成了監(jiān)測(cè)資源的極大浪費(fèi)。將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與人工觀測(cè)水位數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析水位觀測(cè)誤差是否滿足規(guī)范要求；根據(jù)《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》和《水文數(shù)據(jù)集成規(guī)范》的相關(guān)要求，研究了雷達(dá)水位計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)消偽保真的方法和途徑，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與集成數(shù)據(jù)庫連接，使雷達(dá)水位計(jì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)集成，使**的儀器設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有的作用
雷達(dá)水位計(jì)概述；青島市共有13個(gè)國家基礎(chǔ)水文站、2個(gè)水位站、19個(gè)中小河流水文站和6個(gè)水位站。40個(gè)水文站、水位站中，有20個(gè)水文站、水位站安裝了雷達(dá)水位計(jì)，其中國家站5個(gè)，水文站13個(gè)，中小河流水位站2個(gè)。雷達(dá)水位計(jì)具有占地面積小、無土建、安裝簡單方便等特點(diǎn)，目前**應(yīng)用于中小河流站
數(shù)據(jù)比較與分析；比較與分析基于李村站的數(shù)據(jù)，嶗山水庫水文站2019年人工觀測(cè)及雷達(dá)水位；資料對(duì)比分析；李村水文站雷達(dá)水位計(jì)對(duì)比對(duì)象為人工水位計(jì)觀測(cè)水位。由于旱季，分析時(shí)間為2019年5月1日至9月1日，共收集了155組數(shù)據(jù)。對(duì)比調(diào)查期間，嘴高水位為9.15m，嘴低水位為7.50m，水位變化幅度為1.65m。錯(cuò)誤≤±0.02M占總測(cè)量數(shù)據(jù)的75.5%，誤差≥ ±0.05m占總測(cè)量數(shù)據(jù)的14.2%。*大誤差為0.11M，*大誤差為0.05m≤ 錯(cuò)誤≤±0.11M出現(xiàn)兩次。大多數(shù)情況發(fā)生在洪水段。見表1、圖1和圖2
嶗山水庫水文站雷達(dá)水位計(jì)比測(cè)分析時(shí)間取2019年1月25日~10月1日,共245組數(shù)據(jù)。
比測(cè)期間,zui高水位48.12m,zui低水位44.02m水位變幅為4.10m。誤差≤±0.02m的占比測(cè)數(shù)據(jù)總數(shù)的65.5%,誤差≥±0.05m的占比測(cè)數(shù)據(jù)總數(shù)的11.8%,zui大誤差0.10m,出現(xiàn)在9月4日8時(shí),0.05m≤誤差≤±0.08m共出現(xiàn)29次,其中19次出現(xiàn)在2~4月份,見表1,圖3~4。
根據(jù)CBi50138-2010《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》第6.2.3條：一般水位站95%置信水平的綜合不確定度為3cm，系統(tǒng)誤差為1cm。嶗山水庫水文站雷達(dá)水位計(jì)95%置信水平的綜合不確定度為5.3cm，系統(tǒng)誤差為1cm；李村水文站綜合不確定度為3.1cm，系統(tǒng)誤差為1.0cm，不符合規(guī)范要求
誤差原因分析；設(shè)備因素。由于雷達(dá)波的發(fā)散角，不適合在坡度慢、振幅變化大的地方進(jìn)行水位觀測(cè)；雷達(dá)水位計(jì)受風(fēng)、雨影響較大，河站洪水期間雷達(dá)水位計(jì)監(jiān)測(cè)受雜草影響；太陽能直接對(duì)設(shè)備充電，電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致設(shè)備電流不穩(wěn)定，導(dǎo)致夜間或清晨跳變嚴(yán)重；數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備故障率高；設(shè)備安裝條件和因素。在選擇雷達(dá)水位計(jì)的安裝位置時(shí)，應(yīng)確保所有雷達(dá)波均覆蓋水面，以免在水位低或河床淤積時(shí)雷達(dá)波覆蓋河床或地面。但在青島河流枯水期，經(jīng)常發(fā)生603次，導(dǎo)致雷達(dá)波直接覆蓋或部分覆蓋裸露地面，導(dǎo)致安裝位置不符合要求；雷達(dá)水位計(jì)與基礎(chǔ)水位計(jì)觀測(cè)不在同一地點(diǎn)，距離較遠(yuǎn)。在青島，雷達(dá)水位計(jì)大多因地制宜安裝在橋梁上，與基礎(chǔ)水位計(jì)不在同一位置。山川河流坡度大，各地水位差異大；水位波動(dòng)因素。洪水多發(fā)生在主汛期，有風(fēng)有雨，水位波動(dòng)大，容易產(chǎn)生誤差。水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中水位波動(dòng)引起的誤差可通過以下方法進(jìn)行控制：以短期內(nèi)多次采樣的平均值作為水位值；對(duì)于短期內(nèi)不支持多次采樣平均值的站點(diǎn)，水位過程可以適當(dāng)平滑和過濾
綜上所述，日常工作中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水位設(shè)備的檢查和維護(hù)，以減少誤差源，確保雷達(dá)水位計(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行，并調(diào)整引起誤差的相關(guān)因素。對(duì)比分析和計(jì)算結(jié)果表明，李村水文站雷達(dá)水位計(jì)95%置信水平的綜合不確定度為3.1cm，系統(tǒng)誤差為1cm，符合該站實(shí)際情況。雖然綜合不確定度為3.1cm，超過了水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不確定度，雷達(dá)水位計(jì)的水位數(shù)據(jù)經(jīng)修正后即可編制
嶗山水庫水文站雷達(dá)水位計(jì)安裝位置距壩下基礎(chǔ)斷面水位計(jì)20m。比較結(jié)果表明，綜合不確定度為5.3cm，系統(tǒng)誤差為1cm；錯(cuò)誤≥ ±0.05m主要發(fā)生在2-4月的冰凍期和大風(fēng)期。雷達(dá)水位計(jì)的水位數(shù)據(jù)經(jīng)過適當(dāng)?shù)钠交V波和校正
積分結(jié)果分析后，可根據(jù)《水文數(shù)據(jù)積分規(guī)范》（sl247-2012）和《水文觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GBi50138-2010）進(jìn)行調(diào)整，對(duì)李村站和嶗山水庫水文站的水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)值進(jìn)行平滑提取，利用山東省水文數(shù)據(jù)集成軟件計(jì)算出人工觀測(cè)水位和雷達(dá)水位計(jì)數(shù)據(jù)，并對(duì)日均水位計(jì)進(jìn)行比較分析。李村水文站5-8月日均水位（扣除河干）不大于±0.02M，月極值誤差不大于±0.01M，月極值發(fā)生時(shí)間基本相同。從編制結(jié)果來看，李村水文站雷達(dá)水位資料可用于資料編制，且成果可靠
2019年1月25日至10月1日，嶗山水庫水文站雷達(dá)水位計(jì)拆除。該儀器在4月份出現(xiàn)故障，正常使用了227d。在此期間，這兩座城市的日平均水位為≤±0.02M，占正常使用天數(shù)的81.1%，誤差大于±0.02M的比例為18.9%。見表2
日平均誤差Zui大于±0.06m，分別在3月4日和9月7日發(fā)生兩次。日平均誤差為±0.05m，發(fā)生三次，分別為2月28日、7月24日和8月14日。月平均誤差不大于±0.02M，月極值出現(xiàn)時(shí)間基本相同。從積分結(jié)果來看，該站雷達(dá)水位數(shù)據(jù)經(jīng)修正后可用于數(shù)據(jù)積分，結(jié)果相對(duì)可靠。目前李村站和嶗山水庫水文站雷達(dá)水位運(yùn)行正常，故障少。經(jīng)數(shù)據(jù)校正處理后，與人工觀測(cè)水位相差不大，滿足水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，可用于資料編制。在使用過程中，應(yīng)定期檢查水位。注意在一定范圍內(nèi)，設(shè)備下方不得有其他物體通過或停留。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)修復(fù)
結(jié)論；通過對(duì)本項(xiàng)目研究成果的分析，李村、嶗山水庫水文站雷達(dá)水位計(jì)比對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果良好，可作為本站常規(guī)水位觀測(cè)設(shè)備。做好雷達(dá)水位的日常校準(zhǔn)和測(cè)量工作。經(jīng)校正、平滑、提取后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差符合規(guī)范要求。雷達(dá)水位計(jì)數(shù)據(jù)可用于數(shù)據(jù)匯編、洪水報(bào)告等分析；儀器設(shè)備出廠時(shí)應(yīng)有完整的安裝使用說明書。在設(shè)備安裝調(diào)試過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照說明書的要求進(jìn)行，使安裝條件，儀器設(shè)備的安裝元件和使用邊界條件均能滿足出廠設(shè)置要求；注意數(shù)據(jù)遙測(cè)終端的質(zhì)量，配置性能穩(wěn)定的設(shè)備，可靠性高，平均無故障時(shí)間長，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；做好國家基層站、中小河流站水文站（水位站）雷達(dá)水位計(jì)的比對(duì)校準(zhǔn)工作，特別是汛期；加強(qiáng)雷達(dá)水位計(jì)的日常維護(hù)，建立青島市水文設(shè)備設(shè)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)在線檢查雷達(dá)水位計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)
雷達(dá)水位計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)修復(fù)；建議在集成程序中設(shè)置與雷達(dá)水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)格式相匹配的條目，數(shù)據(jù)可自行簡化和平滑，使處理后的數(shù)據(jù)滿足集成要求；加快青島市各類自動(dòng)化水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在集成中的推廣應(yīng)用，使**的儀器設(shè)備和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)揮應(yīng)有的作用。
181-5507-8261
