混合式水位测量方法的探究VIP免费

第1期2012年2月水利信息化铒臼ferResourcesInformatizationN0．1Feb．．2012混合式水位测量方法的探究陈立辉，许伟强2何青(1_浙江工业大学，浙江杭州310032；2．浙江省水文局，浙江杭州310009)摘要：针对测站特殊环境条件下，大变幅水位测量难度较大的问题，提出一种综合采用机械格雷码水位传感器和电子水尺传感器的测量方法，利用2种水位传感器的测量优势及特点，分别解决高低水位的测量难题，再通过新型水文遥测数据终端整合衔接得到水位值。该方案应用于浙江省兰溪市洋港水文站并得到验证，较好地实现了单一类型水位传感器难以达到的效果。关键词：水位；遥测终端；电子水尺；传感器；混合式中图分类号：P332文献标识码：A文章编号：1674-9405(2012)01—0055-040引言洋港水文站位于浙江省兰溪市游埠镇洋港村，主要承担施测钱塘江上游衢江控制水位的任务，是衢江沿岸重要的水位监测枢纽。洋港水文站的水位观测设施主要由水位测井和水位台组成，即通常所说的直井水位观测，利用浮子与重锤在垂直测井中升降，进行水位测量，技术成熟可靠。近年来，随着社会经济的高速发展，衢江上游新建水电站截流发电和城市景观需要而兴建的橡皮坝的拦截，使得上游来水减少，又由于河道中的非法采砂情况日益猖獗使得洋港断面被人为挖深，造成洋港断面最低水位大幅度下降；另外由于水位台附近双马道防洪堤坝的特殊性，致使以前使用较多、技术相对成熟的多种水位测量方式无法直接应用到该水位站上，出现原先建设好的洋港水文站水位测井不能有效测量低水位的问题，需要探索适于测量该站水位的方案。1测量方案设计为保证基础水文资料的完整性，能有效地测量洋港断面的低水位，按照现有技术主要有2种方案可以解决。1．1双管浮子式水位测量法双管浮子式水位平衡装置将直井观测中浮子与平衡锤的垂向运行改在2根斜管中进行。当浮子随水面升降时，通过钢索与导向轮使球型平衡锤作上下滚动，并带动水位传感器联动，根据水位斜井的倾角调整水位计的轮盘直径就可以使水位传感器准确反映水位变化的量值。水位计的轮盘直径计算公式为D斜=D直／sin口。式中：D斜为斜井观测水位计的轮盘直径；D盲为直井观测水位计的轮盘直径；为斜井与水平面的倾角。双斜管浮子式水位平衡装置结构如图l所示，由2根并列的斜管(直径>~250mm，PVC管)、滚动式球型浮子(直径为210mm)和平衡锤(直径100mm的铁球，不锈钢镀锌)组成，要求浮子重量大于平衡球重量，一改以往平衡锤垂直升降的传统模式，解决了斜井水位观测中平衡锤的升降问题。其中滚动式球型浮子和平衡锤结构基本相同，结构如图2所示。双管浮子式水位观测方法主要技术指标如下：迟滞误差：≤2cm；测量范围：O～40m。双管浮子式水位测量法具有结构简单，可靠性收稿B期：2011-10—08作者简介：陈立辉(1979一)，男，浙江台州人，工程师，主要从事水文遥测通信研究工作。56水利信息化水位轮图1双斜管浮子式水位平衡装置结构示意图球型浮子平衡铁球滚动式球型浮子滚动式球型平衡锤图2球型浮子及平衡锤结构示意图高，安装、调试、维护简单方便等优点，解决了各类水库及特殊河道水位观测的难题。双斜管浮子式水位平衡装置已在浙江省小型水库、河流水位自动采集系统中得到应用，效果比较理想。对于新建的水位站，该方案对可以有效地解决主测井不能测最低水位的问题。但由于洋港是双马道水位站，另该河道洪水冲击时有发生，同时原来的主井将要废弃，所以该方案不是最佳的测量方案。1．2混合式水位测量法混合式水位测量法，是在原有主测井中机械式格雷码水位传感器的基础上，在马道外的2个低水位测井中使用电子水尺传感器，单独测量断面的低水位，同时配以新型水文遥测数据终端实时处理计算2种传感器的信息，得到当前断面水位数据，从而解决高低水位测量难以一体化的难题。该水位遥测方案可以克服众多环境因素进行水位遥测。具体设置如图3所示。该方案中的电子水尺传感器具有以下几个特点：1)误差取决于电极间距或分辨率，可以精确控主测井图3传感器安装示意图尺制在2turn或1cm；2)无零点和温度漂移；3)不受水质、波浪、杂草等影响；4)无机械运动部件，无锈蚀卡死现象；5)不需建测井，系...