雷達(dá)水位計(jì)的冬季數(shù)據(jù)標(biāo)記與冰厚校正

雷達(dá)水位計(jì)在冬季河面封凍后，測(cè)量對(duì)象從水面變?yōu)楸?，?shù)據(jù)含義會(huì)發(fā)生變化。河面封凍后，雷達(dá)波打到的第一反射面是冰層上表面而非水面。冰的介電常數(shù)與液態(tài)水不同，部分電磁波穿透冰層后在水面發(fā)生二次反射，但回波強(qiáng)度遠(yuǎn)弱于冰面反射。儀器識(shí)別的是主回波信號(hào)，輸出的是冰面高程，不是冰下水深。如果用戶需要水面高程或冰下水深，直接用原始數(shù)據(jù)會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論。

數(shù)據(jù)上出現(xiàn)以下特征時(shí)，通常意味著河段已進(jìn)入封凍期：水位讀數(shù)突然趨于平穩(wěn)，日內(nèi)波動(dòng)幅度顯著縮小，不再響應(yīng)氣溫日變化。這是因?yàn)楸婀潭?，不再像水面那樣受風(fēng)和溫度影響產(chǎn)生波動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)可配合塔上攝像頭抓拍圖像確認(rèn)冰面覆蓋狀態(tài)。岸冰與全斷面封凍也有區(qū)別，當(dāng)探頭下方只有浮冰時(shí)，雷達(dá)波仍能從冰縫打到水面，數(shù)據(jù)出現(xiàn)間歇性跳變，比全封凍更難判斷。建議封凍初期每天查看數(shù)據(jù)曲線，標(biāo)記波動(dòng)特征發(fā)生明顯變化的時(shí)間點(diǎn)。

封凍期間的雷達(dá)水位數(shù)據(jù)需要單獨(dú)標(biāo)記，不能與明水期數(shù)據(jù)混用。處理方法是根據(jù)氣溫連續(xù)低于0℃的天數(shù)、水位日內(nèi)波動(dòng)消失的節(jié)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)圖像或人工巡視記錄，確定封凍起始和結(jié)束日期。封凍期內(nèi)原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)注為“冰面高程”，不納入年徑流或水位特征值統(tǒng)計(jì)。如需推算封凍期對(duì)應(yīng)的水面高程，可用封凍前最后一周明水期水位均值作為參考基準(zhǔn)，并在成果報(bào)告中說(shuō)明推算依據(jù)和不確定性。

如果研究需要冰下水深數(shù)據(jù)，需額外獲取冰厚信息。方法有兩種：在雷達(dá)波束附近鉆冰孔人工測(cè)量冰厚，或在站點(diǎn)加裝冰厚傳感器同步監(jiān)測(cè)。用冰面高程減去冰厚即為水面高程，水面高程減去河底高程即為冰下水深。沒(méi)有實(shí)測(cè)冰厚的情況下不建議強(qiáng)行校正，估算的冰厚誤差會(huì)直接傳導(dǎo)為水深誤差。春季解凍期冰面破裂、浮冰漂移，雷達(dá)波有時(shí)打到浮冰、有時(shí)打到水面，數(shù)據(jù)劇烈跳動(dòng)，是年序列中噪聲最大的時(shí)段。處理方法通常是對(duì)解凍過(guò)渡期做數(shù)據(jù)剔除，待河面穩(wěn)定開(kāi)河后再恢復(fù)明水期水位序列。解凍后建議做一次人工水位比對(duì)，確認(rèn)測(cè)量值與實(shí)測(cè)水面高程一致。