安装在不同高度的雨量记录仪蒸发对测量精确度的影响
1 概述
雨量记录仪可以很方便的对下雨量进行记录，不过因为雨量监测仪需要安装在不同高度，就造成了因为蒸发量的不同，对记录结果产生影响，下面我们就介绍一下安装在不同高度的雨量记录仪因蒸发对测量精确度的影响。
宜昌蒸发站是目前长江流域唯一的1座大型蒸发站，它位于长江西陵峡口，距葛洲坝水库约2km，距三峡水 库不足45km。地理位置：东经111°17′，北纬30°39′。有降水量观测、蒸发量观测、地面气象项目观测。其主要目的是为葛洲坝水库、三峡水库提 供区域实测降水量、蒸发量资料，便于水库调度及蒸发原型分析。宜昌蒸发站雨量记录仪有3种，器口距地面高度分别为100、70、375px；蒸发器有4种， 器口距地面高度分别为70、70、30、375px。由于器口距地面不同高度的雨量器所测雨量不尽相同，那么在计算蒸发量时，选择何种雨量器雨量将直接影响 蒸发量精度。因此，利用宜昌蒸发站多年降水实测资料，计算不同高度雨量器观测雨量，分析雨量器器口距地面高度不同对观测雨量的影响，从而分析其对蒸发量精 度所造成的影响。
2 分析方法
2.1 影响水面蒸发的因素
水面蒸发是水循环的一个重要过程，是分析水量平衡的重要因子。蒸发过程非常复杂，蒸发量的大小受很多因 素影响。其中温度、蒸发面的曲度、大气湿度、风速、水质纯度、面积、气压等对蒸发量的影响是内在因素，雨量对蒸发量计算结果造成的影响为外在影响。本文仅 就雨量对蒸发量精度所造成的影响进行分析。
2.2 仪器布置
蒸发场内布置了3套雨量监测仪，其器口距地面高度分别为100、70、375px。其中2500px为自记式雨量器，70、375px为人工雨量监测仪。雨量仪按东西向排列，仪器间距4m左右。
2.3 蒸发量计算公式
蒸发量计算公式为：
式中Eh为时段蒸发量，mm；P为与蒸发量同时段的降水量，mm；h1、h2为上次和本次观测时蒸发器内单位水面高度，mm；h为溢流量或加水量，溢流时取正，加水时取负，mm。
从(1)式可知，降水量P用P100(器口距地面高度2500px)、P70(器口距地面高度1750px)或P15(器口距地面高度375px)的实测值，是消除蒸发量外在影响的一个重要因素。
3 不同高度雨量记录仪的雨量对蒸发量影响分析
3.1 距地面不同高度雨量器对雨量实测值影响分析
根据蒸发站1984~2002年雨量实测值分析发现，距地面不同高度的3种雨量器所观测的雨量各有差异。这就给计算蒸发量提出了一个问题，即在(1)式中P值应采取何种雨量器的雨量。雨量实测值具体分析如表1、表2。
表1、表2中雨量总个数为有雨量的次数；雨量差异个数为两种雨量器雨量实测值不同的次数；雨量差值比为|P100-P70|/P100或|P70-P15|/P70；差异率为雨量差异个数所占雨量总个数百分比。
通过表1、表2可知，距地面不同高度雨量器实测雨量存在差异，最大差异率达87%，最小的也有35%；其差异变幅在0.1~4.0 mm之间。P100与P70实测值差异率在66%以上，P70与P15实测值差异率在56%以下。
对资料进一步分析，距地面不同高度雨量器实测雨量差值比大于2.0%时，P100与P70所占的比重明 显比P70与P15所占比重大。雨量器实测雨量差值大于2.0%时，表1中雨量差值>2%总个数为136次，表2中雨量差值>2%总个数仅有 47次。从此可得出，器口距地面高度为70、375px的雨量器所测雨量有所差别，但在雨量差值>2%时，所测雨量较为一致；而器口距地面高度为 2500px雨量器所测雨量与70 cm雨量器所测雨量有一定的差别。
3.2 不同高度雨量器所测雨量对蒸发量影响分析
目前国内流行的蒸发器有两种：一种是蒸发器；另一种是500px口径的蒸发皿，在计算蒸发量时，式(1) 中的P值均采用距地面高度1750px雨量器实测雨量。从表1、表2可看出在差异率大于2.0%时，P100与P70所占比重为25%，P70与P15所占比 重为12%。这正好与行业标准P值均采用距地面高度70 cm雨量器实测雨量相符，行业标准也规定自记雨量与人工观测雨量相差2.0%时需作订正。由于宜昌蒸发站有4种蒸发仪器，器口距地面高度各不相同。通过以 上表1、表2可看出，各雨量器承接的雨量存在差异，即式(1)中P值不同，如在式(1)中采用同一P值，蒸发量的精度将受到影响。特别是距地面高度低的蒸 发器采用距地面高度高的雨量器P值，对蒸发量影响更大。
4 结论与建议
宜昌蒸发站4种蒸发仪器在计算蒸发量时，由于蒸发器器口距地面高度各不相同，对式(1)中的P值不宜采用同一雨量器P值，P值的采用应与蒸发器器口距地面高度相对应的雨量器。
(1)蒸发器器口距地面高度为1750px的500px蒸发皿、2000px蒸发盆，式(1)的P值宜采用器口距地面高度为1750px雨量器所测雨量。
(2)蒸发器器口距地面高度为750px的E-601B型蒸发器，式(1)的P值宜采用器口距地面高度为375px雨量器所测雨量。
(3)蒸发器器口距地面高度为375px的20 m2蒸发池，式(1)的P值宜采用器口距地面高度为375px雨量器所测雨量。蒸发是水循环过程中非常复杂的自然现象，分析清楚，掌握其内在规律对人们的生活、军事、工业、农业，特别是水利工程建设等都有着举足轻重的作用。
近年来，全球气候呈逐年变暖趋势，各国学者对蒸发的研究更加重视，研究蒸发的内在规律，其社会效益、经济价值正在日益显现。掌握内在规律，消除外在因素，是提高蒸发量精度的重要手段，在此建议：
(1)设置蒸发场时应尽量选择地势开阔、空气流通、附近无遮挡物、自然植被良好等符合行业标准的场所。
(2)在设置雨量器时尽量保持器口距地面高度与蒸发器器口距地面高度一致。测记蒸发量时，尽量减少人为误差，消除外在因素。
(3)在暴雨或大风期间，宜采用分段测记雨量、累计求P值，尽量减小由于雨强、大风造成P值误差而影响Eh，即影响蒸发量的精度。
