S??(xi?x)2n?1标准差S的量纲（单位）与变量相同。
在统计学中，随机变量多呈正态分布，即愈靠近平均数，变量出现的机会愈多，相反，远离平均数，则出现的机会就少。标准差的分布特征也如此，x?s时，资料数占68.28％；当x?2s，资料数占95.45％；当x?3s；，资料占99.73％。在水土保持观测研究中，若能使保证
率（机率）达到70～80％，甚至90％已是很好的。
4.变异系数
当我们对两个或两个以上观测系列资料进行对比时，单纯用标准差的大小来说明是不正确的。因为，不同的资料系列可能具有不同的单位和性质，即使性质、单位相同，但由于资料取自于不同的环境条件 （如丰水年、枯水年），这样平均数不等，有很大的差异，而标准差的大小和变数值的大小是有联系的，这样就无法用标准差来直接比较，需要测定彼此相对的变异程度，这就是用变异系数的理由。变异系数Cv由下式计算：
Cv?Sx
变异系数Cv表示出系列资料波动性（变化）小。若该值大，反映出这一系列资料受影响因子影响大，需要作出分析和判断；若该值小，表明试验条件与环境控制得力，各方面影响小。
5.精确度
对收集资料的精确度估计，是观测研究十分重视的问题，这里不必赘述，仅给出计算式如下：
S均值误差均值Nx?精确度P?（1?）?100%?（1?）?100%
二、降雨观测
各类侵蚀均与降水有关，因此，水土保持部门要求降水观测。在水蚀区，小区径流场和
小流域径流站都需要设降雨观测点，要求在水土流失期（一般是汛期）观测要连续、完整、细致，在非流失期可不观测（必要时借用气象站资料），或仅测定降水量。这里着重阐明流失期的降雨观测。
（一）观测场地选择与雨量点密度
1.场地选择与布设
收集降雨受周围环境影响很大，因而，观测场地应避开强风区，建在周围空旷、平坦的地方，不使树木、建筑物等障碍物对观测质量造成影响。在丘陵、山区，观测场不宜设在陡坡上或峡谷内，尽量选相对平坦的场地，并使仪器口至山顶的仰角不大于30°，还应考虑交通条件，保证观测方便。小区径流场设置的降雨观测场，应距最远小区不超过100m；若径流小区分散，可增加观测点。安装雨量器中需有一台自记雨量计和一台量雨筒，以便分析校正。小流域雨量观测点布设的要求是：
流域地形及高程变化较小，且变化单一情况下，可以参考居民点均匀布设；当流域地形高程变化大地面起伏剧烈，可选典型地段布设，并尽量布设均匀。
观测场确定后，应加平整，地面种植牧草（草高不超过15cm），四周设栏保护，防止人畜
破坏。观测场地大小及雨量器安装位置如图2-1所示。安装一台仪器面积不小于434m2，安装两台仪器面积不小于436m2。
观测道雨量器图 2- 1 雨量观测场平面布置图
2.流域雨量点密度
流域雨量点的多少受流域面积、形状和地形变化大小制约，也随降雨观测服务的目的而变。一般面积大、形状变化大，地形复杂的流域，雨量点密度要大；相反，雨量点可稀些，重点流域要研究暴雨量—面—深的关系及暴雨中心、频率、雨型和气团活动对水土流失的影响等，因而，雨量点密度要求大，仅反映降雨和产流量的关系，雨量点可少些。
我国小流域雨量观测，一般采用1km2面积，至少应有1个雨量点。在水土流失较严重的重点流域或地形复杂的流域，雨量点数按表2-1布设。
表 2- 1 流域基本雨量点布设数量
流域面积（km） 雨量点数 2<0.2 2～5 0.2～0.5 3～6 0.5～2.0 4～7 2～5.0 5～8 （二）仪器安装及校正
1.仪器安装基本要求
雨量筒是常用的量雨器，它只能测定一次降雨的总量，因之安装在有人驻守的雨量点上。雨量筒结构简单，通常无需校正，但因出厂运输或其它原因，使承雨口变形、筒内壁凸凹不光滑，或漏斗接触不良，甚至储水瓶、量杯破坏，应检修或更换。降雨受多因素影响，在垂直高度上分布不一，因此，我国规定量雨筒安装高度为：器口至地面高0.7m，且保持器口水平，三角架深入地面以下要牢固，防止被风吹倒。
自记雨量计常用的为虹吸式和翻斗式两种，它可记录降水过程及雨量变化，需要观测人
员经常检查、换纸、加墨水等工作，因而常安装在径流场（站）。它的安装高度为0.7m或1.2m。为保持安装稳定、牢靠，应在仪器底部埋设基桩，或砼（砖）块，并将三条拉线拉紧埋实，注意保证器口水平（用水平尺检查）。
2.仪器校正
（1）雨量器的基本技术要求
①雨量器和自记雨量计的承雨口内径为200mm，允许误差不超过0.6mm，面积314.16cm2。 ②自记雨量计量测精度相对误差计算式为：
??Wr?WdWd?100%
式中：?—测量误差（％）；
； Wr—仪器记录水量（mm）
。 Wd—仪器排出水量（mm）
③量测精度要求：量测精度在较小降水情况下，以绝对误差表示，超过10mm降水，以
相对误差表示。通常仪器的分辨率为0.1mm或0.2mm，精度要求是：降水量=10mm时，量测误差应为±2mm，最大不超过4mm；降水量>10mm时，量测误差应为±2％，最大不超过±4％。
④自记雨量计的运行时差：机械钟日差不超过：±5min，石英钟不超过±1.0min。记录笔应划线清晰、无断线现象，且记录调零机构操作方便、灵活，复零位误差不超过仪器分辨力的二分之一。
（2）检查校正
按照上述基本要求，在仪器安装后须进行检查校正。一般量雨筒在仪器完整无变形的情况下，可不校正，或加入一定量的水，量测雨量筒收集的水量，并作比较，计算误差。对自记雨量计，除检查时钟、记录笔等部件外，主要检查测量精度，是否符合规定要求。以虹吸式自记雨量计为例来说明：用量雨杯（特制杯）量取10mm清水，分10次徐徐注入承雨口，每次1mm，并记录下每次自记笔的记录值，当刚好注完10mm水时，虹吸应立即发生。重复五遍，将试验结果以累计加水量为纵坐标，相应记录值为横坐标，点绘成相关图。若相关线通过坐标原点，且与坐标轴成45°的直线，说明仪器无误。否则，应求出误差，进行维修或更换。最常见的故障是加完10mm水后不虹吸，或未加完10mm水早虹吸，这是安装虹吸管（玻璃制品小心安装）有误造成的，且在旋转丝口时应加黄油密封。
（三）降雨量观测
1.量雨筒雨量观测
（1）观测时段及基本要求
①每天量雨筒观测的次数及其包含的时间称观测时段。水保部门多采用2时段和4时段观测。即每天早8时和晚20时（2时段）观测，或晚上2时，早8时，午14时，晚20时（4时段）观测，这是为满足研究的需要。若遇少雨或无雨天也可在早8时观测一次。
②按气象部分规定，降水过程中有间歇时，当间歇时间超过15分钟后，间歇前后作为两次降水记录；若间歇时间等于或小于15分钟，则作为一次降水记录。
③降雨观测。应在降雨结束后及时观测，这是为防止蒸发损失提高精度所必须。在记录降水量时，还应记录降雨起止时间。若观测时降雨未结束，则应带备用储水瓶换取，此种情况只记降水量不记降水起止时段。
④使用量雨杯，应两手指捏住上口使之垂直，读数时保持视线与杯中水面凹面最低处齐平，读至最小刻度。
（2）暴雨观测与调查
暴雨是产生水土流失的重要降水形式，水土保持工作者都十分重视。一般都采用加测的
办法，采集雨量数据或巡视，以防降水溢出储水桶。当特大暴雨出现，无法进行正常观测，应尽可能及时进行暴雨调查。 暴雨调查应组织好人力分头进行。在雨区先要选择好被调查人和被调查承雨器，如设在露天的缸、盆等，且雨前无蓄水，雨中无溢流，雨后损失小的器具。通过量积（或称重）及承雨口面积，和调查降雨起止时间、降雨过程雨情变化及时间变化等资料，掌握雨型，测出降雨量。若在各变化时段，有不同的雨量收集物收集降水，且满足无溢出等条件，那是十分宝贵的资料。注意在每一调查点应有两个以上的重复调查资料，以相互印证，保证调查有一定精度。
将调查得出的降雨量值点绘在较大比例尺平面图上（1／1000地形图最好），可以绘制暴雨分布图和等雨量线图，得知暴雨中心及衰减变化，也可推求出观测区的暴雨和分部。
区域暴雨调查的雨量点分布应较均匀，且应有一定数量。调查点愈多，暴雨分布图愈能反映真实情况，调查点愈稀少，相对精度较低。一般大范围暴雨调查，一平方公里面积不少于一个调查点，对于靠近观测区的范围，一平方公里不少于2个调查点。
2.自记雨量计观测
自记雨量计观测在每日8时整进行，当降水量多或暴雨时要经常巡视，以排除故障，防止漏记降雨过程。以下说明虹吸式雨量计的观测过程。
（1）观测程序
①准备。观测前，在备用记录纸上填写观测月份和日期，冲洗量杯和备用储水瓶。
②每日8时整准时到达雨量计处，并立即对着笔尖位置在记录纸零线上划一短垂线，以便检查时钟快慢。
③正常情况下，若无雨或少雨时，将笔尖拨离纸面，换纸并加墨水，上时钟发条，此后，对准时间，拨回笔档，准时记录。若此时雨很大，可以不换纸（记录纸上能连续记26小时），让其继续工作，经过两小时后再换纸。若已到10点雨仍很大，此时仍可不换纸，但需要拨开记录笔尖，转动钟筒，使笔尖越过压纸条，将笔尖对准时间坐标继续记录，直到雨小时再换纸。
④在换记录纸的同时，将下方储水瓶带回，放上备用瓶，以便量测校正用。 （2）观测注意事项
①换记录纸时，常出现浮子圆桶中有水而未能虹吸的现象（属正常现象），需注入一定体积清水，使其虹吸，带回储水瓶后要检查注入量与记录量之差是否在：±0.05mm之内。若出现笔尖在10mm记录纸上波动，成为平头线（属不正常现象），可先将笔尖拨离纸面，用手握住笔架向下轻压，迫使虹吸；然后对准时间继续记录，待雨后再检查调整。
②若连续晴日无雨，或<5mm降水日，一般不换记录纸，只须在8时观测时，向承雨口注入清水，使笔尖抬高几毫米，继续记录。每张记录纸连续使用日数一般为5日，并记录末端日期。
③换纸后，安装纸筒就位应先顺时针后逆时针方向旋转钟筒，以避免钟筒的传输齿轮产生间隙，给走时带来误差。
④注意经常用酒精洗涤自记笔尖，使墨水流畅。
（四）资料整理与计算
1.点雨量资料整理内容与方法
（1）审核原始记录。通常必须随测、随算、随整理、随分析，以便及时发现问题，及时处理和改正。对自记雨量计的记录，要求分别检查时间误差和降水量误差是否超过规定，超过规定值需进行时间订正和降水订正。
（2）时间订正。一日内时差超过5分钟，就需订正。订正的方法是，以20时、8时观测注记的时间纸上记号为依据，算出记号与记录纸上相应时间的差值，用两记号间的小时数去除上边的差值（分钟），得出每小时差数，然后用累积分配方法订正于需要摘录的整点时间上。
（3）降水量订正。当虹吸量（纸上算出量）大于记录量（收集量），且每虹吸一次平均差0.2mm，或一日累计差值达2.0mm时，应进行订正。方法是将虹吸量及累积降水量之差，按
虹吸次数分配到每次虹吸降水中即可。
（4）统计日降水量、月降水量。量雨筒观测在8点观测完后，应记录在表中，对于自记仪器的观测，若出现记录笔在10mm或10mm以上呈水平线并有波动，大雨时记录笔不能复零现象，均以储水瓶收集降水量为准记录。最后按月统计，标出其中最大雨量、最强雨量和降雨天数、次数，并装订成册。
（5）特征雨量资料摘抄。水土流失受降雨强度影响极大，因而常要求摘录出一次降水过程中相同降雨强度时段的降雨量和历时，这就是特征雨量摘抄。在已经订正的自记雨量计的记录纸上，先按照记录线的斜率一致性将一次降水过程分为若干段，使每相邻的雨时段斜率不一；然后算出每一时段的降水量，及由起止时间算出历时；将各时段降水 量和分时段时间加总，与校正后的降水总量和历时比较，若误差不超过0.2mm和5分钟，即可满足；若误差超过规定数，则分别按雨量和历时平差分配订正。订正后就可算出各时段的平均降雨强度（有摘抄专用表）。在月统计表中反映强度最大的降水量、历时和强度。
2.面（小流域）雨量资料整理与方法
在小流域径流泥沙观测中，设置流域降雨观测的意义主要是：①分析与校核流域径流泥沙观测资料；②对流域点雨量资料进行插补和订正；③分析建立面雨量—径流—泥沙关系；④探寻流域降雨分布规律，以及对洪峰流量的影响；⑤分析流域水土保持综合治理效益等。
流域雨量资料整理与计算是建立在点雨量资料校正准确的基础上。整理的内容主要是求流域的平均次降雨量、日平均雨量和月平均雨量；对于面积较大的流域，还要作暴雨分布分析。以下着重介绍流域平均雨量推求的两种方法。
（1）算术平均值法：在流域布置雨量点密度足够，且地形单一、分布均匀时，用算术平均值法推求流域平均次雨量。公式为：
P?1n?nPi
i?1式中：P—流域平均次雨量（mm）；
； Pi—流域所设点雨量的校正次雨量（mm）
n—流域布设的点雨量数。
（2）面积加权法：若流域雨量点较稀、分布不均，或地形起伏大，则用面积加权法计算平均次雨量。各雨量点面积的确定多用泰森多边形法，也有用雨量等值线法。