第三节　降水的测定

降水量是指从天空降落到地面的液态和固态（经融化后）降水，未经蒸发、渗透和径流，在水平面上所积聚的水层厚度，以毫米（mm）为单位，保留一位小数。

测定降水量的仪器有：雨量器、翻斗式遥测雨量计、虹吸式雨量计等。

一、雨量器

1.雨量器构造

雨量器为一金属圆筒，目前我国所用的是筒口直径为20cm的雨量器（其口面积为314cm²）。它包括承水器和漏斗、储水筒、储水瓶，并配有与其口径成比例的专用量杯（见图6-9）。漏斗口呈正圆形，器口为内直外斜的刀刃形，防止雨水溅失。雨量杯是一个特制的玻璃杯，杯上刻度一般是0～10.5mm。

图6-9　雨量器及雨量杯

2.雨量器安装

在观测场内固定的架子上，器口保持水平，距地面70cm。冬季积雪较深的地区，应在其附近装一备份架子，器口可离地面1.0～1.2m。当积雪超过30cm时，应把雨量器移到备份架子上进行观测。冬季降雪时，取走漏斗和储水瓶，直接用承雪口和储水筒容纳降水。3.雨量器的观测和记录

（1）液态降水的观测记录每天08时、20时观测前12小时的降水量。在观测时要换取储水瓶，把换下的储水瓶拿回室内（降水很小或已停止时，也可以在观测场内），将水倒入量杯（注意倒净）。然后，用食指和拇指夹住量杯上端，使其自然下垂（或将量杯放在水平桌面上），视线与水平面平齐，以水凹面最低处为准，读得的刻度数即为降水量，记入观测簿中该降水量定时栏。降水量大时，可以数次量取，求其总和。量取完毕，应进行复验。此外，也可以用台秤直接称量。

（2）固态降水的观测记录将已经承接固态水的储水筒用备用储水筒换下，盖上盖子后，取回室内，待固态降水物融化后，用量杯量取。也可以将固态降水物连同储水筒用台秤称量，称量前须把附着于筒外的降水物和泥土等清除干净。如果没有台秤，则可加入定量的温水，使固态降水物完全融化，再用量杯量取，但量得的数值须扣除加入的温水水量。观测时间及记录均同液态降水。

（3）6小时降水量的观测记录凡配有遥测雨量计的测站，采用遥测雨量计观测专供编报用的02、08、14、20时前的6小时降水量，记录记入观测簿该时RR栏。若无遥测雨量计或遥测雨量计发生故障，应使用雨量器观测6小时降水量，记录记入观测簿该时RR栏，同时按上述（1）的规定，分别记入08时、20时的定时栏。

4.维护

（1）每次巡视仪器时，注意清除承水器、储水瓶内的昆虫、尘土、树叶等杂物。每次观测后应将承水器放好。

（2）每月检查一次雨量器水平、高度、外筒有无漏水现象。

（3）承水器的刀刃口要保持正圆，避免碰撞变形。

二、翻斗式遥测雨量计

翻斗式遥测雨量计是新设计定型的雨量自记仪器，它可测量及记录液体降水量、降水起止时间和降水强度。通常用的筒口直径为20cm。它采用有限遥测，观测方便，其测量最小分度为0.1mm。

图6-10　翻斗式遥测雨量器感应器

1.翻斗式遥测雨量计的结构及工作原理

翻斗式遥测雨量计由感应器和记录器等部分组成（见图6-10）。翻斗式遥测雨量计传感器是漏斗，它是一个等腰直角三角形容器，中间用隔板隔成两个直角三角形的斗，斗底中心位置下端为不锈钢转轴。由于翻斗的重心在回转轴上，使得翻斗总是倾向某一侧。当翻斗接水一侧的降水量达到某一值时，就自动翻转倒水。翻斗两侧轮流交换接水，每翻转一次就输出一个信息，通过电缆传到室内记录器上，根据信息频数确定降水累积量和降水强度。

感应器由承水器、上翻器、计量翻斗、记数翻斗和干簧开关等组成。它的工作过程是：雨水由承水器汇集后，经漏斗流入上翻斗，当上翻斗汇集的水量达到某一数值时，上翻斗倾倒，降水经汇集斗节流铜管流入计量翻斗，当计量翻斗雨水盛积量为0.1mm时，再把雨水倒入计数翻斗，使计数翻斗翻动一次，干簧管因磁化而闭合一次。这样降水量每达到0.1mm，就送出一个闭合一次的开关信号，通过电缆传输到记录器，进行记录、计数。

采用两个翻斗的目的主要是减少单个翻斗在降水强度不同时产生误差。由于翻斗并不直接计量降水量，而只是将雨水汇集到一定量后，以基本一定的流速（相当于同一降水强度）流入计量翻斗，这样就减少了由于降水强度差异而造成的误差。

记录器由计数器、记录笔、自记钟、电磁步进机构、履带、进给轮、阻尼器和控制电路等组成。记录器的工作过程是：当感应器送来一个脉冲信号，电磁铁即吸动一次。棘爪推动棘轮前进一齿并使进给轮跟着旋转，进给轮带动履带块运动，履带则带动自记笔记录。在磁铁吸动100次（相当于10mm降水量）后，自记笔与履带脱开并由上落下，回到自记纸的“0”线，再重新开始记录，就不断记录出阶梯式的自记记录线来。

翻斗式雨量计的误差主要来源是斗底挂水，在翻转倒水时不能完全流净。此外，降水强度较大时，翻转倒水过程中的降水被排掉，上述误差随着技术和工艺的改进将逐渐减小。

2.翻斗式遥测雨量计的安装

（1）仪器安装前，应对感应器和记录器按照说明书进行检查。注意当上翻斗处于水平位置时，漏斗进水口应对准其中间隔板。在检查记录器时，插上控制路板，将阻尼管（30号机油）注满阻尼油，接上电源，用短导线在信号输入接线柱上断续进行短接，此时，记录计数应能同时工作，然后装上自记纸，用电缆线将感应器和记录器连接，把雨量翻斗与计量翻斗倾向于同一方，将自记笔位调到零位，按动回零按钮，将计数回“0”。

将清水徐徐注入承水器漏斗，随时观察计数翻斗翻动过程中有无不发信号的情况，并注意计数器的数值和自记纸上的数值是否在任何时候都相等（允许误差0.2mm）。当笔尖第三次到达10mm（履带转一圈30mm）时，自记笔必须下落到零位，然后注入60～70mm的水量，如无不发或多发信号现象，且计数器与自记纸上的数值符合，说明仪器正常；否则需要检修调节。

（2）将感应器安装在观测场内，底盘用三个螺钉固定在混凝土底座或木桩上，要求安装牢固，器口水平。电缆接在接线柱上并从筒身圆孔中引出。电缆可架空或地下敷设。

（3）记录器安装在室内稳固的桌子上，避免震动。为保持记录的连续性，应同时接上交流（220V）和直流（12V）电源。

3.翻斗式遥测雨量计的观测和记录

降水量可从计数器上读取和记录，自记纸记录供整理各时雨量及挑选极值用。

遇固态降水，凡是随降随化的，仍照常读数和记录。否则，应将承水器口加盖，仪器停止使用（并在观测簿备注栏注明），待有液态降水时再恢复记录。(www.daowen.com)

自记纸的更换：①一日内有降水（自记迹线上升≥0.1mm），必须换纸。换纸时有降水，在记录迹线终止和开始的一端均用铅笔画一短垂线，作为时间记号；换纸时无降水，在新自记纸换上前拧动笔位调整旋钮，把笔尖调至“0”线上。②换纸时遇有强降水，若自记纸尚有一段可供记录，则等雨停或雨转小后换纸。如自记纸已无空余部分，雨势又无转小趋势时则可拨开笔尖，转动钟筒到原自记纸的开始端，对准时间，重新记录，待雨停或雨小时立即换纸。换下自记纸应注明情况以免混淆。③一日内无降水，可不换纸，但可使自记纸上升一格画线，以免每日迹线重叠，但仍需要对准时间，作时间记号。一张自记纸可以连续用8～10天。

4.翻斗式遥测雨量计的维护

（1）仪器每月至少定期检查1次，清除过滤网上的杂物等以免堵塞管道。

（2）每一次降水过程将计数值与自身排水或雨量器的降水总量比较，如多次出现10mm以上雨量差≥4mm，则应及时检查调节。

（3）翻斗内壁禁止用手或其他物体抹拭，以免沾上油污。

（4）如用干电池供电，当电压低于10V时，应更换全部电池，以保证仪器正常工作。

（5）结冰期长的地区，在初冰前应将承水口加盖，拔掉电源，不必收回室内。

三、虹吸式雨量计

虹吸式雨量计能连续记录液态降水量和降水时数，通常用的筒口直径为20cm。

图6-11　虹吸式雨量计

1.虹吸式雨量计的构造

虹吸式雨量计由承雨器、浮子室、自记钟、虹吸管等组成（见图6-11）。当雨水通过接水器进入容器后，浮子和笔杆即随水面而升高。下雨时随着容器内水集聚的快慢，笔尖即在自记纸上记出相应的曲线，表示降水量及其强度。当笔尖到达自记纸上限时（即相当10mm降水量），容器内的水就从容器旁的虹吸管排出，流入管下的标准容器中，笔尖即落到“0”线上。若仍有降水，则笔尖又逐渐上升。自记纸上迹线的坡度就可表现出降水强度的大小。

2.虹吸式雨量计的安装

（1）安装在观测场内水泥或木的底座上，并用三根纤绳拉紧，保持容器口水平。容器口距地面的高度以仪器本身高度为准。

（2）按下列顺序安装内部机件。

①将浮子室安放在规定的位置上，使导管漏斗刚好在承雨器流入管的下端，用特制的螺钉将浮子室固定在座板上；

②将自记纸卷在钟筒上，把钟筒套入钟轴，注意钟筒小齿轮要与钟轴底座上的大齿轮衔接好；

③把虹吸管的短端插入浮子室的测管里，内有橡皮垫圈，用连接螺帽固定；

④自记笔笔尖注好墨水，在虹吸管下端放一储水瓶。

（3）使用前按顺序进行调节检查。

①调整零点往承雨器里缓缓并均匀地倒水，直到虹吸管排水为止。待排水完毕，自记笔位置是否恰好在自记纸的零线上，如有误差则应松开直杆上螺丝，把笔尖调到零线，然后固定。

②仪器作用情况检查用量杯量好10mm清水，缓缓倒入承雨器，注意笔尖移动是否灵活，如摩擦太大，应检查自记笔笔尖与自记纸之间、浮筒直杆与各孔洞之间的摩擦情况，及时排除。

③虹吸管位置检查继续将水徐徐倒入承雨器，到笔尖升到9mm时，要更慢地倒水，到开始虹吸时，立即停止倒水，检查笔尖所升到的最高位置，如果10mm恰好倒完，开始虹吸，笔尖也刚好升到10mm线上，说明虹吸管位置正常，否则需调节虹吸管位置。

3.虹吸式雨量计观测

（1）观测方法同遥测雨量计。

（2）自记纸更换：①无降水时，自记纸可连续使用8～10天，用加注1mm水量的方法来抬高单位，以免每日迹线重叠，但需每日对准时间。②有降水≥0.1mm时，必须换纸。自记记录开始和终了时要做时间记号。③当自记纸上有降水记录，但换纸时无降水，则在换纸前应作人工虹吸（向承水器注水使产生虹吸），使笔尖回到自记纸“0”线位置上。若换纸时正在降水，则不作人工虹吸。

4.维护

（1）在雨季，每月应将承水器的自然排水进行1～2次测量，并将结果记在自记纸后面，以备使用资料时参考；如有较大误差，且非自然虹吸所造成，则应找出原因进行调整或修理。

（2）初冰前，应把浮子室内水排尽；结冰期长的地区，应把内部机件拆回室内保管。

（3）虹吸管与浮子室侧管应紧密衔接，虹吸管内壁不得沾油污，以防漏水或漏气而影响正常虹吸。

（4）浮子直杆与浮子室顶盖上的直柱应保持清洁、无锈蚀物，两者应保持平行，以减小摩擦，避免产生不正常记录。

（5）其他同雨量器。