[发明专利]一种基于伽玛全谱方法的降雨定量信息化实时监测方法

说明书

技术领域

本发明属于气象领域和地球物理领域，具体涉及一种基于伽玛全谱方法的降雨定量信息化实时监测方法。

背景技术

降雨影响着人类生产、生活甚至是生存，降雨太多或太少都会带来灾难，监测降雨有着重要的意义和社会价值。我国民间，采用手指或尺测量雨水渗透到土壤中深度来粗略估计降雨量，这种方法误差大也不够科学。长期以来，气象领域普遍采用雨量具、虹吸式雨量计、翻斗式遥测雨量计等设备来测量降雨量，其基本原理本质上都是一样的，设备基本结构是：外部为圆柱状铁筒，内置承水器、漏斗和储水瓶，另配与储水瓶直径相同的量杯。降雨时，雨水经漏斗流入储水瓶，测量时将储水瓶取出，把水倒入量杯内，从量杯上读出上水面刻度数(毫米)即为降雨量。这种测量方法受仪器的安置、风和地形等影响较大，产生误差较大，另外雨水的飞溅、刻度视线、蒸发等因素也会产生较大误差，降雨强度普遍采用24小时或12小时内测量的降雨量，时效性较差，基于传统的方法自身原理的局限性，降雨的监测还存在较多的不足，难以满足水文信息化快速发展，对于“互联网+”信息化的今天，发展降雨实时信息化方法具有重要的实际意义，特别是降雨速度的实时监测有利于及时评估和自动预警，及时采取有效措施，避免洪涝等灾害对人员和生产造成损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于伽玛全谱方法的降雨定量信息化实时监测方法，有效实时监测降雨变化情况。

为解决上述技术问题，本发明一种基于伽玛全谱方法的降雨定量信息化实时监测方法，包括以下步骤：

步骤一、选取测量设备；

步骤二、设置²¹⁴Bi感兴趣区，及钍衰变子体²⁰⁸Tl、³⁹K感兴趣区；

步骤三、伽玛全谱仪器标定，在铀、钍、钾、本底、混合标准模型上对伽玛全谱仪器标定，确定仪器剥离比α、β、γ；

步骤四、位置选择和监测，选择不易改变的固定露天平地或平台，监测固定点大气氡²¹⁴Bi变化数据，获取给地段本底谱线；

步骤五、选择3次或以上的中强度降雨过程，且具有明显的降雨速度变化过程，将雨量具或雨量计杯置于仪器安置的固定点位置附近，测量获取下雨时间段内这段时间伽玛全谱数据，雨量具或雨量计读数；

步骤六、确定雨量和降雨速度换算系数，通过所述步骤五全谱数据获取²¹⁴Bi特征能量峰净计数率数及净计率增量、K特征能量峰净计数率，通过所述步骤五中雨量具或雨量计测量获得每次降雨过程中的降雨量和降雨速度；

步骤七、计算降雨过程中²¹⁴Bi特征能量峰计数率增量与降雨过程的时间组成的二维域面积，并将该二维域面积与实测降雨量组成数据组，采用最小二乘法对该数据组进行线性拟合，获得仪器降雨量的换算系数S_Q，通过每次降雨过程中²¹⁴Bi特征能量峰计数率与实测降雨速度拟合获得降雨速度换算系数S_v；

步骤八、将仪器固定在需要测量降雨量和雨速地段的露天地面或平台上，进行测量，不下雨时测定环境²¹⁴Bi特征能量峰净计数率本底，下雨时，通过监测²¹⁴Bi特征能量峰净计数率数据的增量，将该增量乘以换算系数S_v即可定量测定降雨速度，通过计算下雨过程中²¹⁴Bi特征能量峰净计数率数据的增量与时间的二维域面积，再将该面积乘以换算系数S_Q即可确定降雨量。

所述步骤六中，²¹⁴Bi及K特征能量峰净计数率按下式获取；

N′_Bi＝N_Bi-α·N_Tl

N′_K＝N_K－β·N_Tl－γ(N_Bi-α·N_Tl)

N_K表示K特征能量峰计数率，N_Bi表示²¹⁴Bi特征能量峰计数率，N_Tl表示²⁰⁸Tl特征能量峰计数率，N′_K、N′_Bi表示K、Bi特征能量峰净计数率。