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TTT-1型自动蒸发站研制与功能特点

舒大兴

【摘要】为了实现蒸发信息量的自动存储和远程传输,在分析蒸发量人工测量过程

的基础上,采用自动智能控制技术,研制出TTT-1型自动蒸发站,设计了3个翻斗计

量装置,分别进行降雨量、补水量和溢流量的测量.该蒸发站具有原理简单、稳定可

靠的特点,实现了蒸发量全过程自动监测.对翻斗测量的数据,使用雨强误差校正技术

进行处理,提高了测量精度.实际应用表明,自动蒸发站监测成果的相对误差小于±3%,

满足地面气象观测规范的精度要求.

【期刊名称】《人民长江》

【年(卷),期】2011(042)011

【总页数】4页(P87-90)

【关键词】翻斗;智能控制;误差校正;自动蒸发站

【作者】舒大兴

【作者单位】河海大学水文水资源学院,江苏南京210098

【正文语种】中文

【中图分类】P332.1

1问题提出

水面蒸发是大气水文循环的重要环节，是水资源学科研究的重要内容之一。蒸发量

一般用蒸发器测定，但由于蒸发器与实际水体的自然条件不同，器测的蒸发量一般

均大于自然的水面蒸发量，且随器皿的形式、安装方式和不同季节而异。目前我国

蒸发量的观测仪器有Eφ20和E601两种，观测方法以人工观测为主。尽管目前国

内的自动气象站基本能满足气象业务的需要和环境的要求，但也存在较多不足和缺

陷。应重点发展新一代自动气象站，对气象传感器、数据处理等关键技术进行改进。

当前在水文部门一般使用E601B型蒸发皿，采用测针每天08:00定时进行人工观

测，并计算日蒸发量。这种测量方式不但花费人力，而且不能测量蒸发日变化过程，

也不能实现蒸发信息量的自动存储和远程传输。采用翻斗式雨量计和水位编码器可

实现雨量和水位等要素信息采集自动化，通过超短波专网或GPRS公网实现监测

信息的远程传输。因此，近几年，科技人员在研究能够用于自动化测量的蒸发传感

器。当前在水文站和自动气象站测量蒸发用的传感器主要是浮子式数字水面蒸发传

感器和超声波蒸发传感器。

目前国内研制出的FFZ-01型数字式水面蒸发传感器，用于观测水面蒸发在不同时

间段的变化规律。因蒸发测量涉及到蒸发桶中的水位测量、雨量观测、溢流量测量、

蒸发桶补水和溢流桶排水等多个环节，除E601B蒸发皿外，还需要配置自动补水

桶、补水微型水泵、排水微型水泵、补排水微型直流潜水泵、数字式雨量器、蒸发

皿水位传感器、溢流桶水位传感器和联通管，其组成异常复杂，且造价高，任何一

个环节出现故障都会造成观测值错误，降低仪器的稳定可靠性。能够用于遥测的蒸

发传感器为建立蒸发自动站必不可少的仪器，而至今仍未能研发出集自动化、测量

精度高和稳定可靠性好等优点于一身的蒸发传感器。

2TTT-1型自动蒸发站研制

国家防汛抗旱指挥系统一期工程建设中需要大量的自动蒸发站，要求其稳定可靠性

与翻斗雨量计相当，测量精度与人工测量精度相当，分辨率为0.1mm，输出为累

计蒸发量，能够与遥测数传仪联合使用，实现蒸发数据的自动采集和远程传输。

2.1蒸发器的结构

E601B型蒸发器主要由蒸发桶、水圈、溢流桶和人工测针4部分组成，如图1所

示。

(1)蒸发桶是一个由白色玻璃钢制作，器口为面积3000cm2、口径61.8cm、高

68.7cm、有圆锥底的圆柱形桶，器口要求正圆，口缘为内直外斜呈40°～45°的刀

刃形。器口向下6.5cm器壁上设置测针座，座上装有水面指示针，用以指示蒸发

桶中水面高度。在桶壁上开有溢流孔，孔的外侧装有溢流嘴，用胶管与溢流桶相连

通，以承接因降水较大时从蒸发桶内溢出的水量。

(2)水圈是安装在蒸发桶外围的环套，用以减少太阳辐射及溅水对蒸发的影响。

(3)溢流桶用金属或其他不吸水的材料制成，用来承接因暴雨从蒸发桶溢出的水量。

(4)人工测针用于测量蒸发器内水面高度。

图1人工观测蒸发皿结构

人工测量蒸发量时，一般1d观测1次，水文单位的日蒸发测量时间为8:00;气象

部门的日蒸发测量时间为20:00。需要测量日降雨量、蒸发桶内的水位变化量和溢

流量，日蒸发量的计算公式:E=日降雨量+蒸发桶内的水位变化量-溢流量，精确到

0.1mm。

2.2TTT-1型自动蒸发站

由蒸发皿的结构和蒸发量的计算公式可知，计算时段蒸发量需要测量时段降雨量、

时段内水位变化量和时段溢流量。根据蒸发量的人工测量过程，研制设计了一种自

动蒸发站。

TTT-1型自动蒸发站，由上至下依次设置雨量测量装置、太阳能板、储水箱、补水