棘洪灘水庫水位計改造方法分析與應(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）

棘洪灘水庫水位計改造方法分析與應(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的布置與改造過程，總結(jié)水位計改造的方法，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；水位計布置；水位計改造

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)閘水位計測出，通過0-20mA信號傳到管理站的智能數(shù)字顯示報警儀上，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)水位計低水位測量數(shù)據(jù)，重新布置了水位計位置，改造后的水位計通過一定時間段驗證，達(dá)到了計量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要求。

1 水庫水位測量分析

庫水位計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)。通過新水位計和數(shù)顯報警儀替代測量發(fā)現(xiàn)，水位計計量反常并不能改變。在進(jìn)行實地細(xì)致觀察發(fā)現(xiàn)，放置水位計鋼管處有水位差，且低水位至7．0 m平臺已經(jīng)裸露，這樣基本證實水位計放置位置已經(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，放置水位計測量一周觀察，計量數(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)顯報警設(shè)備替代對數(shù)據(jù)測量沒有實質(zhì)影響。通過對水位計進(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)致計量數(shù)據(jù)的波動；二是水深影響，水位計要選擇合理運(yùn)行水位的正常范圍內(nèi)，保證水位計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量數(shù)據(jù)一段時間。這種改造符合水位計布置要求：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計量的影響；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，滿足了水位計長期布置要求，達(dá)到了在警戒水位線的報警計量數(shù)據(jù)采集要求。經(jīng)過連續(xù)一周的計量數(shù)據(jù)匯總顯示，水位計測量數(shù)據(jù)㈦人工實測數(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 水位計計量數(shù)據(jù)傳輸

水位計計量數(shù)據(jù)是水庫管理者調(diào)度運(yùn)行的重要參數(shù)之一，因此要求實時性和準(zhǔn)確性高。準(zhǔn)確性高首先通過改造本地水位計合理布置來保證水位計的實時測量和采集數(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，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時傳輸精確性，提高管理效率。

4 結(jié)語

棘洪灘水庫水位計改造后，觀察期內(nèi)水位計量穩(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，布置水位計和計算水位基準(zhǔn)就顯得尤為重要。另外，水深對布置水位計起決定作⒚，水位計在一定水深中測量數(shù)據(jù)精度高，因此，水位計安裝的位置，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