李義均

（山東省膠東調(diào)水工程棘洪灘水庫管理處，山東青島 266111）

棘洪灘水庫水位計(jì)改造方法分析與應(yīng)用

李義均

（山東省膠東調(diào)水工程棘洪灘水庫管理處，山東青島 266111）

壓力式水位計(jì)在水庫中的布置與運(yùn)行直接影響了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，通過分析水庫壓力式水位計(jì)的布置與改造過程，總結(jié)水位計(jì)改造的方法，以適應(yīng)現(xiàn)代化管理水庫的需求，可以在相似水利環(huán)境的水位測量中推廣應(yīng)用。

庫水位；壓力式水位計(jì)；水位計(jì)布置；水位計(jì)改造

棘洪灘水庫近幾年的低水位運(yùn)行依靠人工測量和水位計(jì)測量的平均值來做參考，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性波動較大。水位測量通過放置在出水口側(cè)閘水位計(jì)測出，通過0-20mA信號傳到管理站的智能數(shù)字顯示報(bào)警儀上，近幾年數(shù)據(jù)波動較大，給管理帶來不便，需要進(jìn)行改造。通過觀察和反復(fù)校準(zhǔn)水位計(jì)低水位測量數(shù)據(jù)，重新布置了水位計(jì)位置，改造后的水位計(jì)通過一定時間段驗(yàn)證，達(dá)到了計(jì)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要求。

1 水庫水位測量分析

庫水位計(jì)初期放置于出水口側(cè)閘處，在閘平臺（高程7．0 m左右）固定一根長10．0 m圓鋼管㈦攔污珊焊接，水位計(jì)放置于管中。2016年前水庫水位基本運(yùn)行在8．0 m以上，水位計(jì)讀數(shù)㈦人工觀測誤差在±2．0 cm范圍內(nèi)。2016年以來，青島居民生活和工業(yè)生產(chǎn)需水量加大，庫水位一度跌至7．0 m左右，人工觀測水位基本按下降趨勢方向的正常讀數(shù)，但水位計(jì)出現(xiàn)了很大測量波動，每天波動在20．0 cm左右，有時出現(xiàn)反向數(shù)據(jù)運(yùn)行的特點(diǎn)。通過新水位計(jì)和數(shù)顯報(bào)警儀替代測量發(fā)現(xiàn)，水位計(jì)計(jì)量反常并不能改變。在進(jìn)行實(shí)地細(xì)致觀察發(fā)現(xiàn)，放置水位計(jì)鋼管處有水位差，且低水位至7．0 m平臺已經(jīng)裸露，這樣基本證實(shí)水位計(jì)放置位置已經(jīng)不適合觀察水位。選取水庫出水口中間閘門靜水平臺處（高程6．0 m左右），測水深1.7 m，放置水位計(jì)測量一周觀察，計(jì)量數(shù)值基本在正常測量區(qū)間。因此，判定前期低水位測量較大誤差數(shù)據(jù)是水位計(jì)放置位置水位過低，并且變化范圍大引起的，傳感器及數(shù)顯報(bào)警設(shè)備替代對數(shù)據(jù)測量沒有實(shí)質(zhì)影響。通過對水位計(jì)進(jìn)行位置改造后，放置于合適水深位置，以觀察較大水位范圍，來適應(yīng)庫水位正常運(yùn)行的觀測。壓力式水位計(jì)放置要求是處于相對靜水及清水環(huán)境中測量。因此，水位計(jì)布置位置改造可以歸結(jié)為：一是水流影響，固定鋼管放置基本可以保證水位計(jì)定位穩(wěn)定，同時選取平臺布置較為合理，從而不產(chǎn)生水流沖擊影響而導(dǎo)致計(jì)量數(shù)據(jù)的波動；二是水深影響，水位計(jì)要選擇合理運(yùn)行水位的正常范圍內(nèi)，保證水位計(jì)沒入水中以便讀取數(shù)據(jù)，不影響對水利工程安全警戒水位的觀察。

2 水位計(jì)改造過程

選取水庫出水口中間閘門水深1.7 m平臺處（庫水位7.7 m時測量），平臺（高程6．0 m左右）有一定緩坡較為平整，固定其高度約8．0 m多的鋼管，調(diào)整水位基準(zhǔn)后，固定傳感器位置，調(diào)整數(shù)顯儀數(shù)值后需要抽樣觀察計(jì)量數(shù)據(jù)一段時間。這種改造符合水位計(jì)布置要求：水流影響，拐角平坡面積較大并處于南向位置風(fēng)力減弱處，對鋼管固定有利，減輕了水流對水位計(jì)計(jì)量的影響；水深影響，水深1.7 m，正好對應(yīng)于平臺庫水深6．0 m左右，處于警戒水位線，滿足了水位計(jì)長期布置要求，達(dá)到了在警戒水位線的報(bào)警計(jì)量數(shù)據(jù)采集要求。經(jīng)過連續(xù)一周的計(jì)量數(shù)據(jù)匯總顯示，水位計(jì)測量數(shù)據(jù)㈦人工實(shí)測數(shù)據(jù)誤差在±2．0 cm范圍內(nèi)，基本滿足庫水位管理精度要求。

3 水位計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)傳輸

水位計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)是水庫管理者調(diào)度運(yùn)行的重要參數(shù)之一，因此要求實(shí)時性和準(zhǔn)確性高。準(zhǔn)確性高首先通過改造本地水位計(jì)合理布置來保證水位計(jì)的實(shí)時測量和采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠（已經(jīng)改造完），同時需要實(shí)時性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)顯儀RS485接口為無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)和水庫信息管理網(wǎng)絡(luò)接入提供了方便的途徑，兩套網(wǎng)絡(luò)的接入可以實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)距離傳送和有線傳輸，及時發(fā)送到管理終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸精確性，提高管理效率。

4 結(jié)語

棘洪灘水庫水位計(jì)改造后，觀察期內(nèi)水位計(jì)量穩(wěn)定，㈦人工觀測誤差波動2 cm范圍內(nèi)，基本達(dá)到了觀測水位的目的，壓力式水位測量需要穩(wěn)定且相對靜止的環(huán)境，布置水位計(jì)和計(jì)算水位基準(zhǔn)就顯得尤為重要。另外，水深對布置水位計(jì)起決定作⒚，水位計(jì)在一定水深中測量數(shù)據(jù)精度高，因此，水位計(jì)安裝的位置，是水位觀測關(guān)鍵因素。

（責(zé)任編輯 遲明春）

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2017-01-20

李義均（1969—），男，工程師