田依可

(鄭州市實驗中學(xué)，河南 鄭州 450000)

1 遙測雨量計清淤的必要性

在水文和氣象上降水觀測都是主要的觀測項目之一，氣象上降水觀測主要是為天氣預(yù)報、氣象情報、氣候分析和氣象科學(xué)研究，以及社會生產(chǎn)建設(shè)提供資料服務(wù)。水文上通過降水觀測收集降水資料，這些長系列的降水資料對于分析流域降水徑流關(guān)系、流域設(shè)計暴雨洪水計算、標定驗證水文模型、防洪決策、社會民生和國防建設(shè)都具有重要意義。

觀測降水量的儀器通常有雨量器和自記雨量計，隨著自動化儀器的發(fā)展，遙測雨量計得到普遍使用。遙測雨量計是通過遙測終端完成數(shù)據(jù)采集和存儲，通過衛(wèi)星、GPRS、GSM等多種信道，將所采集的數(shù)據(jù)以實時或定時報送的方式自動發(fā)送到控制中心，同時控制中心又可對設(shè)備進行遠程編譯和數(shù)據(jù)提取的雙向操作，組網(wǎng)靈活，查詢方便，實現(xiàn)遙測站的自動監(jiān)測。在實現(xiàn)自動化監(jiān)測的同時，儀器的維護成為日常工作的重中之重。遙測雨量計普遍使用JDZ05-1型翻斗式雨量計，每翻動一次記錄0.5 mm的雨量，承雨漏斗常常因為灰塵、柳絮和小昆蟲而堵塞漏斗的節(jié)流管，導(dǎo)致有降水時計量翻斗沒有翻動，這就需要維護人員定期或隨時對雨量計進行清淤和疏通，但在北方風沙較大的地區(qū)，4、5月份正是蟲子繁殖、柳絮紛飛的時節(jié)，而這一時期往往降水較少，灰塵就更加容易淤積，而遙測雨量站又多為無人駐守站點，不能及時清淤就會造成場次降水的漏記，維護人員反復(fù)前往該站點清淤也需要耗費大量的人力物力[1]。針對水文氣象遙測雨量計清淤問題，設(shè)計出浮力式自動清淤器，以實現(xiàn)遙測雨量計的自動清淤。

2 浮力式自動清淤器簡介

浮力式自動清淤器主體包括設(shè)在雨量計承雨漏斗中的空心浮體和空心浮體底部中心用于插入承雨漏斗下部節(jié)流管中的清淤針?？招母◇w由上部圓頂直筒和與承雨漏斗底面相適應(yīng)的倒錐形底座組成，倒錐形底座下表面均勻設(shè)有多個支撐凸點?？招母◇w底部中心的清淤針長度大于節(jié)流管的長度，確?？招母◇w在承雨漏斗內(nèi)最高水位時，清淤針端部仍位于節(jié)流管內(nèi)。清淤針表面由上至下間隔設(shè)有多個呈發(fā)射狀的清淤刺，以增強清淤效果。該浮力式自動清淤器，還在承雨漏斗內(nèi)設(shè)置限定空心浮體水平位移和垂直位移的限位件。限位件由支撐于承雨漏斗內(nèi)的多根限位柱和限位柱頂部連接的限位擋片組成，限位擋片表面設(shè)有矩陣狀通孔，在實現(xiàn)限位的同時，不影響降水流入[2]。

使用上述水文氣象遙測雨量計浮力式自動清淤器后，當承雨漏斗阻塞時，降水進入承雨漏斗后不能沿節(jié)流管進入翻斗內(nèi)，導(dǎo)致水面會越積越高，直至水面積累到一定高度，對上述浮力式自動清淤器的空心浮體起到頂托作用，空心浮體受到浮力向上運動并帶動底端清淤針向上運動，利用清淤針的竄動達到清淤的目的。清除淤泥后，承雨漏斗里的雨水順利流至雨量計翻斗內(nèi)，液面下降，空心浮體和清淤針自動復(fù)位。

3 浮力式自動清淤器構(gòu)成

水文氣象遙測雨量計浮力式自動清淤器結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括空心浮體1、設(shè)于空心浮體1底部中心的清淤針2、空心浮體1外部的限位件3。空心浮體1由聚乙烯材料制成，其包括與雨量計的承雨漏斗401底面相適應(yīng)的倒錐形底座102、與倒錐形底座102螺紋連接的圓頂直筒101。倒錐形底座102的尺寸小于承雨漏斗401內(nèi)壁的尺寸且表面均勻設(shè)有多個支撐凸點104。圓頂直筒101的頂部圓頂用于防止降水記錄值誤差的產(chǎn)生。倒錐形底座102和圓頂直筒101的接觸面處設(shè)帶有保護和密封作用的O型密封圈103。限位件3由承雨漏斗401內(nèi)的多根限位柱501與限位柱頂部共同連接的限位擋片502組成。限位擋片502表面設(shè)有矩陣狀通孔，在實現(xiàn)限位同時，不影響降水[3]。

圖1 浮力式自動清淤器結(jié)構(gòu)

如圖2所示，將翻斗式雨量計4放于金屬外殼5中，金屬外殼5的頂部設(shè)有一級漏斗501，承雨漏斗401位于一級漏斗501的正下方。浮力式自動清淤器設(shè)置在承雨漏斗401內(nèi)，清淤針2插入承雨漏斗401下部節(jié)流管402中，清淤針2的長度大于節(jié)流管402的長度，清淤刺201端部所在直徑小于節(jié)流管402的直徑，保證清淤針2上下竄動流暢。限定空心浮體1水平位移和垂直位移的限位件3保證承雨漏斗401最高水位時，清淤針2端部仍位于節(jié)流管402內(nèi)[4-5]。

圖2 浮力式自動清淤器實際應(yīng)用圖例

4 結(jié) 語

水文氣象遙測雨量計浮力式自動清淤器結(jié)構(gòu)合理、安裝方便，可實現(xiàn)遙測雨量計的自動清淤功能，排除承雨漏斗阻塞帶來的故障。該自動清淤器在實際使用中極大地減輕了維護人員的工作量，為遙測雨量計的日常維護節(jié)省了大量的人力物力。