近年，隨著科技進(jìn)步，水文信息化技術(shù)快速發(fā)展，新儀器設(shè)備不斷在水文站投入試驗與應(yīng)用，推動了水面蒸發(fā)觀測方法的發(fā)展與進(jìn)步。

水面蒸發(fā)觀測能夠探索水體的水面蒸發(fā)能力在不同時間和地區(qū)的變化規(guī)律，在水文氣象預(yù)報、防災(zāi)減災(zāi)、水資源評價、水文模型確定、涉水工程規(guī)劃等方面發(fā)揮重要作用。

一、水文觀測全產(chǎn)業(yè)鏈整體解決方案

自動水面蒸發(fā)站是指由組成蒸發(fā)站的蒸發(fā)計將蒸發(fā)桶內(nèi)的水位轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，雨量計提供降雨量，數(shù)據(jù)采集控制柜負(fù)責(zé)計算蒸發(fā)量和溢流量，并且控制溢流裝置和補(bǔ)水裝置的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無人值守、全自動數(shù)字化的水面蒸發(fā)量觀測站。

武漢新普惠科技有限公司（以下簡稱新普惠）研發(fā)制造的PHZDF-01全自動蒸發(fā)站，采用設(shè)備智能診斷分析與遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)、圖像視頻監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動蒸發(fā)站的無人值守自動運(yùn)行。監(jiān)控中心實(shí)時接收無人值守自動蒸發(fā)站的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和圖像視頻、蒸發(fā)量數(shù)據(jù)和雨量數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動診斷故障部件與故障原因，由監(jiān)控中心及時派遣維修人員進(jìn)行維修，以保障系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行。水文蒸發(fā)量自動測量應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，可大大降低運(yùn)行費(fèi)用和人工維護(hù)費(fèi)用。系統(tǒng)架構(gòu)原理如圖1。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)原理圖

新普惠在多地水文站構(gòu)建了專業(yè)化、市場化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水文觀測全產(chǎn)業(yè)鏈整體解決方案，取得了良好成效。

二、系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

當(dāng)前應(yīng)用廣泛的新普惠PHZDF-01蒸發(fā)站設(shè)計的雨量計和蒸發(fā)計分辨率為0.1mm，溢流量的分辨率為0.01mm，符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。自動蒸發(fā)設(shè)備采集到的降水量和蒸發(fā)量數(shù)據(jù)以電子表格的形式輸出，在整編程序中可以直接應(yīng)用。自動水面蒸發(fā)設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，可用于各種類型的水面蒸發(fā)觀測站。水面蒸發(fā)量的觀測以往都是采用人工操作，一般每日進(jìn)行1～2次觀測，自動水面蒸發(fā)設(shè)備取代了人工值守觀測，實(shí)現(xiàn)水域水文蒸發(fā)量的自動采集、記錄、存儲。蒸發(fā)站可與無線傳輸裝置連接組成遙測站，數(shù)據(jù)通過無線傳輸。

系統(tǒng)特點(diǎn)：①穩(wěn)定性高，精度不受風(fēng)浪影響，無溫度漂移和時間漂移；②壽命長，光電編碼器壽命長達(dá)10年；③自動測量降雨量、溢流量，自動控制補(bǔ)水、排水；④全自動蒸發(fā)站滿足水文觀測規(guī)范的要求；⑤可無限制記錄蒸發(fā)、溢流、雨量數(shù)據(jù)；⑥適用于各種類型的水文站、氣象站，可實(shí)現(xiàn)長期自動遙測和自動記錄。

三、應(yīng)用案例

1.六安淠史杭望城崗地面觀測系統(tǒng)

安徽省水文局淠史杭蒸發(fā)實(shí)驗站的陸地水面蒸發(fā)試驗場設(shè)備，主要包括20m2蒸發(fā)子系統(tǒng)、10m2蒸發(fā)子系統(tǒng)、5m2蒸發(fā)子系統(tǒng)以及2m2蒸發(fā)子系統(tǒng)。項目采用新普惠PHZDF-01蒸發(fā)站系統(tǒng)，采集器自動采集處理蒸發(fā)、降水、溢流、補(bǔ)水等信息，自動控制補(bǔ)水、排水過程。

該自動蒸發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)準(zhǔn)確分析了蒸發(fā)強(qiáng)度或蒸發(fā)速率的演變過程，還可明確看出蒸發(fā)和氣象因素如氣溫、濕度、風(fēng)力等的直接關(guān)系，為水面蒸發(fā)的實(shí)驗研究提供了有力的科學(xué)依據(jù)。

2.多地水文站引進(jìn)新普惠PHZDF-01自動蒸發(fā)站

以湖北黃石水文局引進(jìn)的新普惠PHZDF-01數(shù)字式自動蒸發(fā)站為例。儀器自投入使用至今運(yùn)行良好，蒸發(fā)量主體監(jiān)測系統(tǒng)定時將監(jiān)測的雨量計液位、蒸發(fā)器液位、蒸發(fā)器水溫和工況信息等發(fā)送到數(shù)據(jù)接收機(jī)，輔助監(jiān)測系統(tǒng)定時監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、庫區(qū)水溫、濕度等參數(shù)，平臺軟件形成各類數(shù)據(jù)報表供用戶分類查詢。引進(jìn)自動蒸發(fā)系統(tǒng)后，全面系統(tǒng)分析了人工與自動蒸發(fā)儀同步觀測資料，綜合評估了誤差，該系統(tǒng)滿足規(guī)范要求，并通過審查。自動蒸發(fā)站投入應(yīng)用后，停止了人工蒸發(fā)觀測，徹底實(shí)現(xiàn)了自動水文巡測。