雨量观测站使用指南
一、概述
雨量观测站是指通过雨量计(人工或自记)进行降水量观测的水文测站,主要测量降雨、降雪、降雹等降水物在某一时段内的累积深度,记录降水起止时间及类型。雨量观测站广泛应用于气象预报、防汛抗旱、水文水资源监测、农业灌溉管理、城市排水系统监控以及地质灾害预警等领域。
雨量站的测报方式分为人工测报和自动测报两种。人工测报根据报汛任务要求按不同量级和不同时段测报;自动测报则有降水随测随报,也可按要求分时段编报降水量。本指南旨在为用户提供雨量观测站从原理理解到日常使用的通用操作指导。
二、常见雨量观测仪器
2.1 雨量器(人工观测)
雨量器由承水器(漏斗)、储水筒(外筒)、储水瓶组成,并配有与其口径成比例的专用量杯。承雨器口径采用200mm,器口应呈内直外斜的刀刃形。使用时将雨量器放置在空旷平坦、无遮挡的室外区域,仪器保持水平稳固。
2.2 翻斗式雨量计
翻斗式雨量计是目前应用最广泛的自动雨量观测仪器。其核心部件是一个由两个对称斗室组成的翻斗机构,雨水经承雨口进入漏斗后流入翻斗一侧的斗室,当斗室内雨水累积达到预设感量时翻斗翻转,同时触发信号输出。常见分辨率为0.1mm、0.2mm、0.5mm或1.0mm。
2.3 虹吸式雨量计
虹吸式雨量计采用浮子式传感器和机械传动,通过图形记录雨量,记录分辨力为0.1mm,主要由承雨器、虹吸管、自记钟、记录笔及外壳等组成。
2.4 称重式雨量计
称重式雨量计通过称量承雨容器中降水重量的方式测量降水量,适用于液态和固态降水的连续观测。
三、观测场地设置
3.1 选址原则
观测场地应选择在四周空旷、平坦的地方,避开局部地形地物的干扰影响。具体要求如下:
空旷平坦:周围无高大建筑物、树木、广告牌等遮挡物,障碍物距离应大于其自身高度的2倍以上。
避开强风区:避免安装在屋顶边缘、风口或峡谷地带。
避开低洼积水区:防止设备被洪水浸泡损坏,优先选择地势较高、排水顺畅的位置。
山区选址:不宜设在陡坡上或峡谷内,要选择相对平坦的场地,仪器器口至山顶的仰角不大于30度。
3.2 场地规格
观测场地面积:仅设一台雨量器(计)时为4m×4m;同时设置雨量器和自记雨量计时为4m×6m。观测场地应平整,地面种草或作物的高度不宜超过20cm。
3.3 仪器安装高度
雨量器应直立安装,器口保持水平。器口一般高出地面70cm。冬季积雪较深地区,应在其附近装一能使雨量器器口距地高度达到1.0—1.2m的备份架子,当雪深超过30cm时,应将仪器移至备份架子上进行观测。
四、仪器安装
4.1 安装基座
通常采用预埋混凝土基础配合镀锌钢管立杆的安装方式。水泥安装基础的尺寸一般不小于30cm高的40cm×40cm方形基座或直径40cm的圆形基座。开挖基础坑(尺寸建议40cm×40cm×50cm),浇筑混凝土,预埋地脚螺栓或法兰盘。
4.2 传感器安装与调平
翻斗式雨量传感器必须处于水平状态,否则会导致翻斗两侧感量不均,产生测量误差。安装后用水平尺校准,水平误差应控制在允许范围内。通过调节底座螺丝使水平泡居中,确保翻斗受力均匀、翻转灵敏。
4.3 线路连接
按照说明书正确连接传感器、数据采集器、通信模块等设备的线路,确保连接牢固、无松动。对于自动雨量站,还需连接太阳能电池板与蓄电池,保证供电系统正常工作。
五、观测操作
5.1 人工观测操作
液态降水观测:
换取储水瓶,将换下的储水瓶取回室内(降水很小或已停止时,也可在观测场内进行)。
将水倒入量杯,注意倒净。
用食指和拇指夹住量杯上端,使其自由下垂(或将量杯放在水平的桌面上),视线与水面平齐。
以水面凹处的最低点为准读数,读数即为降水量。
固态降水观测(降雪):
冬季降雪时,须将漏斗从器口内拧下(或用旧式雨量器的站点须换承雪口),取走储水瓶,直接用承雪口和储水筒容纳降水。
5.2 观测时段
各雨量站的降水量观测段次,一般少雨季节采用1段或2段次,遇暴雨时应随时增加观测段次;多雨季节应选用自记雨量计。基本站(驻守站)每日8时应准时开展人工降水量观测。
5.3 自动观测操作
自动雨量站采用高清液晶显示屏显示当前日期时间及雨量值,内置大容量存储芯片可自动存储数据。通过配套的上位机软件可远程观测实时雨量,并对气象数据作进一步处理分析。
自动雨量站的使用一般包括以下步骤:
安装与配置:完成设备安装、参数设置和系统调试。
数据监测与传输:实时监测降雨数据,通过通信模块远程传输。
数据分析与报告:利用配套软件对数据进行分析处理。
六、日常维护
6.1 日常检查
每日应进行日常检查和操作:
清除承雨器内杂物,保持仪器清洁。
检查标识标牌、雨量计、太阳能板等设备状态。
查看数据传输情况,若出现数据中断或异常波动,及时排查问题。
6.2 定期维护
每月:对观测仪器进行1次全面检查维护。
每季度:对设备进行全面校准,对比标准雨量数据,调整传感器灵敏度。
汛前、汛后:进行注水试验,全面排查设备。
暴雨期间:适当增加巡查次数。
特大暴雨过后:增加检查维护次数。
6.3 维护内容
运行检查项目包括:
周边环境检查:确认观测场周围植被有无影响雨量收集。
仪器外观检查:检查各零部件装配是否正确、牢固,有无松脱、变形等缺陷。
承雨器检查:检查承雨器内径和水平度,清理承雨器内杂物。
翻斗检查:检查翻斗翻转是否灵活。
供电系统检查:查看太阳能板是否清洁、蓄电池电量是否充足。
信号传输检查:确认数据传输是否正常。
6.4 注意事项
检查维护前,应先断开终端机电源和数据连接线。
清理时需轻拿轻放,避免损坏传感器。
不得随意拆卸设备或进行非授权的维修。
严格按照操作手册进行设备设置和参数调整,不得私自更改。
如发现主副设备之间或与周边邻站雨量偏差较大时,应及时查明原因并处理。
七、常见故障及处理
| 故障现象 | 可能原因 | 处理方法 |
|---|---|---|
| 无数据输出 | 线路松动、供电故障 | 检查线路连接和供电系统 |
| 数据异常偏小 | 承雨器堵塞、翻斗卡滞 | 清理承雨器杂物,检查翻斗灵活性 |
| 数据异常偏大 | 仪器倾斜、振动干扰 | 重新调平仪器,检查安装稳固性 |
| 通信中断 | 信号覆盖问题、模块故障 | 检查通信模块和信号强度 |
| 蓄电池亏电 | 太阳能板脏污、电池老化 | 清洁太阳能板,更换蓄电池 |
八、安全注意事项
雷雨天气应延迟观测,避免雷击风险。
雨量计属于精密计量仪器,应轻拿轻放,不得摔落或重压。
所有与水接触的部件应光滑,连接部焊缝应严密、牢固,不得有渗漏水现象。
承水器与筒体配合应保证安装方便,并能保证承水器在正常使用中不会因风力影响而脱开。
在风力过大(如热带风暴或飓风)时,观测数据误差较大,应注意保护仪器安全。
九、数据记录与报告
观测内容应包括:记录降水的起止时间、日分界或定时观测时间、降水物类型(如雨、雪、冰雹等)。
负责填制降水量记录表和月报表,定期向上级单位报告。
负责报汛的雨量站,遇有降水除定时报告日降水量外,还应根据降水强度随时报告雨情和灾情。
雨量计的读数以毫米作为测量单位。
自动雨量站数据应统计在线率和数据完整率。
十、结语
雨量观测站的规范使用是获取准确降水数据的基本保障。无论是人工观测还是自动监测,都应严格遵守操作规程,做好日常维护和定期校准工作。只有熟练掌握设备的使用方法,才能充分发挥雨量观测站的作用,为气象预报、防汛抗旱、水资源管理等工作提供可靠的数据支撑。
不同型号和品牌的雨量观测仪器在具体操作上可能存在差异,使用前请务必仔细阅读该设备附带的专用说明书,并按照制造商的要求进行操作和维护。
