【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及蒸發量監控，具體涉及一種具有降雨補償的水面蒸發量監控方法。
技術介紹
1、水面蒸發量是指某一時段內，水面通過蒸發散布到空氣中的水量，通常用蒸發掉的水層厚度的毫米數表示。水面蒸發量的測量可以通過蒸發器進行觀測。水面蒸發量在水文和氣象研究中非常重要。例如，在干旱地區，如果蒸發量遠大于降水量，就會導致嚴重的干旱。此外，海面的蒸發量對于海洋氣候和海洋生態也有重要影響。
2、水面蒸發量的計算方法大致可以分為兩類：一類是理論計算方法，另一類是經驗計算方法。所謂理論計算方法即就是有較強物理基礎的方法，如熱量平衡法、空氣動力學法和水量平衡法等，這些計算方法分別是利用熱量平衡、空氣動力學和水量平衡等原理和理論來確定水面蒸發量。理論計算方法主要包括熱量平衡法、空氣動力學方法、綜合法以及水量平衡法。經驗計算方法一般是在對實測資料的精度要求不很高的情況下，根據實測資料，利用經驗公式對水面蒸發量進行估算的方法。除此之外，還有一種較為常見的方法，即器測法。
3、器測法借助于蒸發皿，整套設備包含控制部分、液位測井部分、補水溢流部件、補水塔等主要部件。通過測量液位測井內的水位變化，推算得到不同面積的水面蒸發量。然而，普通的蒸發皿只能適用于未降雨時的水量自然蒸發，一旦出現降雨，液位測井內由于增加了額外的雨水的，導致蒸發量計算結果出現誤差。為此，研究人員在現有蒸發皿中增加了專用雨量計，對降雨量進行測量，根據雨量計統計的降雨量對蒸發量進行修正。然而，該方法仍然存在以下問題：第一，基于雨量計的翻斗測量原理，對于某些降雨情形，例如，
4、另外，目前常規蒸發模型所使用的大多為用單純雨量傳感器(翻斗或稱重式)數據代替蒸發計算中降雨量，但由于雨量計存在一定的誤差，包括雨量計與蒸發皿的承雨口徑不一致形成的誤差以及雨量計本身的計量誤差，也會導致蒸發計算出現誤差。
5、因此由于液位測井結構、測量裝置限制等原因，一旦降雨，蒸發量就會產生不可控的誤差，對于原本數值就較小的蒸發量來說，這些誤差足以大幅度降低監控精度。
技術實現思路
1、本專利技術對降雨時的液位測井的特性進行分類研究，提出了一種具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，有效提高了水面蒸發量的測量精度。
2、為實現上述技術目的，本專利技術采取的技術方案為：
3、本專利技術公開了一種具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，所述水面蒸發量監控方法包括以下步驟：
4、s1，根據液位測井和蒸發皿的連接結構，設計水位平衡試驗，獲取蒸發皿和液位測井之間的水位平衡滯后時間；
5、s2，對液位測井內的水位進行定期采集，將采集的水位值和對應的采集時間存儲至水位數據庫；采用雨量計定期監測是否出現降雨以及相應的降雨量；
6、s3，在新的蒸發量計算周期，采用水位平衡滯后時間對當前蒸發量計算周期進行修正，得到修正后的蒸發量計算周期，擬合得到修正后的蒸發量計算周期的水位隨時間的變化曲線；
7、s4，結合雨量計反饋的降雨信號或者水位隨時間的變化曲線，判斷降雨類型，降雨類型包括無降雨、微降雨、中降雨和大降雨；其中，微降雨是指沒有接收到雨量計反饋的降雨信號，但蒸發量計算周期的水位隨時間的變化曲線反應有降雨；中降雨是指接收到雨量計反饋的降雨信號且最大水位值未超過溢流線水位；大降雨是指降雨后的最大水位值超過溢流線水位且降雨時段在蒸發量計算周期范圍內；
8、s5，對于無降雨的情況，結合水位平衡滯后時間計算得到蒸發量計算周期的水位變化值計算得到當前蒸發量計算周期的蒸發量；
9、對于微降雨的情況，結合研究地區的蒸發類型、前n個蒸發量計算周期的蒸發量變化曲線以及修正后的蒸發量計算周期的水位隨時間的變化曲線，預測得到當前蒸發量計算周期的蒸發量；
10、對于中降雨的情況，結合水位平衡滯后時間對降雨起始時間進行修正，計算得到當前蒸發量計算周期的降雨量；采用計算出的降雨量對蒸發量計算周期的水位變化值進行修正，計算得到當前蒸發量計算周期的蒸發量；
11、對于大降雨的情況，根據水位篩選出溢流時段，對于每個溢流時段，將雨量計輸出的降雨量作為該溢流時段的降雨量；再結合水位平衡滯后時間對降雨起始時間進行修正，結合水位值計算得到非溢流時段的降雨量；采用總的降雨量對蒸發量計算周期的水位變化值進行修正，計算得到當前蒸發量計算周期的蒸發量。
12、進一步地，當接收雨量計反饋的雨量變化信號時，將第一個雨量變化信號作為降雨起始信號，將最后一個雨量變化信號作為降雨結束信號；最后一個雨量變化信號是指該雨量變化信號后預設時間范圍內沒有新的雨量變化信號；將降雨起始信號和對應的降雨結束信號之間的時間作為一次降雨時段。
13、進一步地，結合雨量計反饋的降雨信號或者水位隨時間的變化曲線，判斷降雨類型的過程包括以下步驟：
14、a1，判斷蒸發量計算周期內是否接收到雨量計反饋的雨量變化信號，如果有，則判斷有降雨，則判斷有降雨，再根據實時水位是否達到溢流水位進一步判斷降雨類型為中降雨或者大降雨，結束流程，否則，轉入步驟a2；
15、a2，將蒸發量計算周期劃分成若干個統計時段，根據無降雨時的歷史蒸發量數據，以單個統計時段為基本時間單元，繪制歷史蒸發量-時間曲線；
16、a3，對歷史蒸發量-時間曲線進行分析，得到無降雨時，一個蒸發量計算周期內不同統計時段的蒸發量占比規律或者每個統計時段的蒸發量區間；
17、a4，擬合得到修正后的蒸發量計算周期的水位隨時間的變化曲線，計算并繪制得到當前蒸發量計算周期的蒸發量-時間曲線，判斷每個統計時段是否符合蒸發量占比規律或者相應的蒸發量區間，如果都符合，判斷無降雨，結束流程，否則，將不符合的統計時段標記為異常時段，轉入步驟a5；
18、a5，以5分鐘為一個分析周期，繪制異常時段內的水位變化曲線；根據相鄰分析周期的水位變化斜率判斷當前分析周期是否出現降雨，如果出現降雨，判定當前蒸發量計算周期出現了微降雨。
19、進一步地，步驟a4中，針對每個分析周期，以30s為周期采集10次水位值，取10次水位值的平均值作為當前分析周期的水位值。
20、進一步地，對于無降雨的情況，蒸發量計算公式為：
21、e＝h1-h2
22、式中，h1表示蒸發量計算周期起始時間的水位采集平均值；h2表示蒸發量計算周期結束時間的水位采集平均值。
23、進一步地，對于微降雨的情況，預測得到當前蒸發量計算周期的蒸發量的過程包括以下步驟：
24、b1，采集得到不同研究地區的歷史蒸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，所述水面蒸發量監控方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，當接收雨量計反饋的雨量變化信號時，將第一個雨量變化信號作為降雨起始信號，將最后一個雨量變化信號作為降雨結束信號；最后一個雨量變化信號是指該雨量變化信號后預設時間范圍內沒有新的雨量變化信號；將降雨起始信號和對應的降雨結束信號之間的時間作為一次降雨時段。
3.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，結合雨量計反饋的降雨信號或者水位隨時間的變化曲線，判斷降雨類型的過程包括以下步驟：
4.根據權利要求2所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，步驟A4中，針對每個分析周期，以30s為周期采集10次水位值，取10次水位值的平均值作為當前分析周期的水位值。
5.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，對于無降雨的情況，蒸發量計算公式為：
6.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，對于微
7.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，對于中降雨的情況，當前蒸發量計算周期的降雨量的計算過程包括以下步驟：
8.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，對于大降雨的情況，以5分鐘為采集周期實時采集液位測井內的水位；
9.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，所述降雨類型包括連續降雨；連續降雨是指降雨后的最大水位值超過溢流線水位，且降雨時段覆蓋不止一個蒸發量計算周期；連續降雨時的蒸發量監控過程包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，如果降雨起始和降雨結束兩個蒸發量計算周期的無降雨時段無法覆蓋整個蒸發量計算周期，則根據已繪制的部分從過去N天的蒸發量變化曲線中挑選出相似度最高的一條，將之作為參考，擬合得到整個蒸發量計算周期的蒸發量-時間變化曲線。
...【技術特征摘要】
1.一種具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，所述水面蒸發量監控方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，當接收雨量計反饋的雨量變化信號時，將第一個雨量變化信號作為降雨起始信號，將最后一個雨量變化信號作為降雨結束信號；最后一個雨量變化信號是指該雨量變化信號后預設時間范圍內沒有新的雨量變化信號；將降雨起始信號和對應的降雨結束信號之間的時間作為一次降雨時段。
3.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，結合雨量計反饋的降雨信號或者水位隨時間的變化曲線，判斷降雨類型的過程包括以下步驟：
4.根據權利要求2所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，步驟a4中，針對每個分析周期，以30s為周期采集10次水位值，取10次水位值的平均值作為當前分析周期的水位值。
5.根據權利要求1所述的具有降雨補償的水面蒸發量監控方法，其特征在于，對于無降雨的情況，蒸發量計算公式為：
6.根據權利要求1所述的具有...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹子聰，蔣東進，王越，徐兆軍，蔣飛卿，龐琦，劉玉，胡春杰，金松，孫元，張志強，劉影影，高然，夏翔，邱蕓，時林溪，
申請(專利權)人：水利部南京水利水文自動化研究所，
類型：發明
國別省市：
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