FZ-01P型数字式水面蒸发观测站系统设备

（20m²蒸发池）

1.       导言：

FZ-01P型数字式水面蒸发观测站系统（以下称“蒸发观测站系统”或“系统”）是一种适用于20m²蒸发池，用作水面蒸发自动观测的成套系统设备，包括：FFZ-01型数字水面蒸发计、JFZ-01型数字雨量计、数控溢流池、数控补水池、采集控制箱、遥测通信终端、配套电路水路设施、上位机系统等。

本数字观测站系统性能技术参数全部达到中华人民共和国水利电力部《水面蒸发观测规范》SD265-88和中国气象局2003年版《地面气象观测规范》相关要求，是当前分辨力、测量准确度最高，自动化程度最高的数字水面蒸发观测站系统。

2.        系统组成、工作原理

系统组成设备清单见下表

系统设备清单表

系统设备及现场安装见图（1）

系统工作原理：数字式水面蒸发观测站系统以蒸发计、雨量计、溢流池为基本观测器具，以采集器自动采集、处理、显示蒸发、降水、溢流过程信息，自动控制蒸发池、溢流池补、排水过程。采集器通过RS485/232通信接口分别与上位机系统、数传通信机（RTU）连接，利用系统配套的应用软件可以实现水面蒸发过程信息的远程监测及资料整编入库。

投入运行的数字水面蒸发观测站系统中蒸发池水位高度应保持在水位标志线上。无降水日时，采集器自动采集蒸发池内水面高度变化计算蒸发量。每当蒸发池内水面高度降至约定值（水位标志线以下10mm）时，采集器在观测日分界时刻（水文分界日为8：00，气象分界日为20：00）控制补水泵B₃工作，给蒸发池自动补水，使池中水位恢复至水位标志线高度，然后，以补水后的高度作为起测点，测量下一时段的蒸发量。

在降水日，当蒸发池水位升高至约定值（水位标志线以上10 mm）时，采集器驱动溢流泵B₁工作，使蒸发池中的水流入溢流池，当溢流池水位达到约定值时溢流过程结束，采集器采集计算溢流量数据后启动溢流井排水泵B₂工作，将溢流池中的水排放至约定底水高度。

依据《水面蒸发观测规范》及国家气象局《地面气象观测规范》规定，蒸发量的计算公式为：

蒸发量=（蒸发池水位测量值-蒸发池水位起算值）+降水量-溢流量

上式可简化表示为：

         Q_F =（W_t-W₀）+Q_j-Q_y

式中：Q_F: 表示水面蒸发量，单位：mm

W_t：表示测量时刻（t）的蒸发池水位，单位：mm

W₀：表示起算时刻的蒸发池水位，单位：mm

W_t、W₀值由FFZ-01型数字水面蒸发计自动测量。

Q_j：表示被测时段内的降水量，Q_j值由JFZ-01型数字雨量计提供，单位：mm

Q_y：表示被测时段内的溢流量，Q_y值由数控溢流井自动测量，单位：mm

3.  主要性能技术参数:

3.1    蒸发池水面变幅:

水位标准线为基准:±20mm

3.2 分辨力:

a.       蒸发量测量分辨力:0.1mm

b.       降水量测量分辨力:0.1mm

c.       溢流量测量分辨力:≤0.01mm

3.3  测量准确度:

a.       无降水时系统测量误差(δ_F)：

δ_F=δ_f 

式中δ_f表示数字蒸发计测量误差，δ_f≤±3%

b.       有降水无溢流时:

δ_F=δ_f±δ_j

式中δ_j为JFZ-01型数字雨量计测量误差

δ_j≤±0.2mm(降水量≤10mm时)

δ_j≤±0.2mm±1%*FS(降水量≥10mm时)

c.       有降水且产生溢流时:

δ_F=δ_f±δ_j±δ_L

式中δ_f≤±0.02mm*N其中N为溢流井排水次数

3.4 采集器时钟走时精度: 4分种/月

3.5 上位机功能：

数据表格形式：

（1）水面蒸发量、降水量、溢流量信息显示（月报表、年报表）

（2）水面蒸发量、降水量、溢流量曲线图（月曲线图、年曲线图）

（3）水面蒸发量、降水量、溢流量柱状图（月柱状图、年柱状图）

（4）水面蒸发量、降水量、溢流量柱状图（月柱状图、年柱状图）

          （5）报警信息：设备状态（渗漏）报警、电源电压报警

4.   设备安装（略）

4.1 基础建设

4.2   仪器设备的安装 

5.        系统设备的 使用、维护（略）

5.1 运行前的调试、检验

5.2 试运行记录

5.3 使用、维护

6.   故障排除（略）