張連翔,葉劍鋒,李炳華
(1.佳木斯水文局,黑龍江佳木斯 154002;2.哈爾濱水文局,哈爾濱 150010)
目前,在有條件的水文站已使用水位觀測井進行河流水位觀測記錄。在河流上安裝、使用自記水位計,不但在建井工程上存在許多困難,而且建井后,還存在一個觀測井內(nèi)外水位誤差問題。觀測井水位的跟隨性、觀測井水位與河流水位的一致性及觀測井的靜水性直接關(guān)系到自記水位記錄的精度和質(zhì)量。
如果要得到準(zhǔn)確的河流水位,在認真研究水位觀測井的設(shè)計方案時,還必須解決河流水位與觀測井內(nèi)水位保持同步或觀測井內(nèi)外水位差始終保持在允許范圍內(nèi)。分析和探討產(chǎn)生觀測井內(nèi)外水位差的影響因素,如何進行控制和補償,是測站面臨需要認真解決的問題。
觀測井與連通管必須嚴密連接、止水,使河流的水只能從連通管進入觀測井內(nèi)。如果觀測井建在河道內(nèi),由于建筑物的壅水,在觀測井周圍會形成相對較陡的水力坡降,如果觀測井漏水,這時的觀測井井內(nèi)水位即成為上下游水位之間的某個水位,使觀測井內(nèi)水位與河流水位不同步而產(chǎn)生誤差。
即使在穩(wěn)定流的情況下,如果進水口與河床(槽)不齊平或與河床(槽)壁形成直角,在河流與觀測井之間就會產(chǎn)生水位差。進水口不光滑或存在其它障礙物,都會在進水口形成一個不確定的附加水頭,同時反映在觀測井的水位變化上,即使進水口設(shè)計的很合理,由于“凈水孔口誤差”的影響,也會產(chǎn)生微小的誤差,這種誤差是在水位通過進水口時的流線彎曲造成的。
由于河流的水位漲落影響而使進出觀測井水量較多時,連通管內(nèi)水頭損失會使觀測井與河流之間產(chǎn)生水位差。在設(shè)計水位觀測井和進水管時,必須考慮滯后量影響的問題。滯后量可按下式計算:
式中:ΔZ為滯后量;c為流量系數(shù);g為重力加速度;Aw為測井橫截面積,m2;Ap為進水管橫截面積,m2;為水位變率,m/s(在設(shè)計計算觀測井滯后量時取觀測井中實際水位變率)。
對于多沙河流,在水位上漲時進入觀測井的水流會挾帶懸移質(zhì)泥沙,這些泥沙沉淀在井內(nèi),長時間沉積量過大,會給水位觀測精度帶來一定的誤差。
進水管及觀測井必須密封不漏水,進水管口應(yīng)高于河底0.1~0.3 m,觀測井進水口應(yīng)高于測井底部0.3~0.5 m,封凍地區(qū)進水管必須低于冰凍線,按式(1)計算滯后量。定期檢查觀測井泥沙淤積情況,及時排除淤積泥沙。
[1]水利部長江水利委員會水文局.GBJ138-90水位觀測標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國計劃出版社,1991.