[發明專利]一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法

有效

• 申請號: 201910315718.2
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110006511B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 熊明;張國學;鄒珊;王巧麗;牛蘭花
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會水文局
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00;G01F23/14
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

1.一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：包括壓力式水位計安裝方法、含沙量估算方法、壓力傳感器表面流速估算方法以及壓力式水位計實測水位訂正方法；

所述壓力式水位計安裝方法：壓力式水位計的壓力傳感器應安裝牢固且平行于水流流線，并盡可能貼合河床底部；對于測流斷面，壓力傳感器處宜布置測速垂線；

所述含沙量估算方法：針對實時自動監測儀器，采用實時自動監測儀器測量的含沙量作為壓力式水位計測量時斷面含沙量；針對非實時自動監測儀器，通過建立臨近期水位或流量與含沙量的關系，采用水位或流量推求壓力式水位計測量時斷面含沙量；

所述壓力傳感器表面流速估算方法：針對位于測速垂線的壓力傳感器，采用平均或最近的實測垂線流速分布，由計算的垂線平均流速推求壓力傳感器表面流速；針對非測速垂線或非測流斷面的傳感器，在安裝投產前施測一次或多次平均垂線流速分布，由計算的垂線平均流速推求壓力傳感器表面流速，垂線平均流速由壓力傳感器所在斷面的水位流量關系、斷面流量與壓力傳感器所在垂線流速關系推求；

所述壓力式水位計實測水位訂正方法：根據推求的含沙量、壓力傳感器表面流速，利用公式計算因壓力傳感器表面流速導致的動靜水水頭差再由公式計算壓力傳感器實測訂正水深，最后經公式Z＝Z₀+H推求真實水位，式中：ΔH為因壓力傳感器表面流速導致的動靜水水頭差；V為壓力傳感器表面流速；H為壓力傳感器訂正水深；H_P為壓力傳感器實測水深；ρ_w為水的密度；ρ_s為含有泥沙的水的密度；Z為壓力傳感器訂正后水位；Z₀為壓力傳感器安裝高程；g為重力加速度，實時含沙量或壓力傳感器表面流速資料難以獲取時，采用水位比測資料直接建立實測水位和壓力式水位計的觀測差與斷面平均流速或流量關系，由實測斷面平均流速或流量推算水位和壓力式水位計的觀測差，加上壓力式水位計實測的水位得真實水位。

2.根據權利要求1所述的一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：所述河流包括天然河流、渠道、湖泊、水庫各類水體。

3.根據權利要求1所述的一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：在壓力式水位計安裝方法，所述平行于水流流線指壓力式水位計壓力傳感器與水流方向平行，并盡可能減少對水流的擾動。

4.根據權利要求1所述的一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：在壓力式水位計安裝方法，所述測速垂線指為推求河流流量而在河道斷面布置的用于流速測量的垂直測線。

5.根據權利要求1所述的一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：在含沙量估算方法，所述臨近期水位或流量與含沙量的關系指重點照顧距水位觀測較近時段的含沙量資料，并與水位或流量建立相關關系，用于水位觀測時間的含沙量估算。

6.根據權利要求1所述的一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：在壓力傳感器表面流速估算方法，所述垂線流速分布指在測速垂線上各點流速與垂線平均流速的比值，垂線流速分布采用實測垂線流速分布的平均或典型垂線流速分布。

7.根據權利要求1所述的一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：在壓力傳感器表面流速估算方法，所述壓力傳感器所在斷面的水位流量關系、斷面流量與壓力傳感器所在垂線流速關系指某一水位所對應的流量，以及該流量所對應的壓力傳感器所在垂線的平均流速，壓力傳感器所在斷面的水位流量關系、斷面流量與壓力傳感器所在垂線流速關系采用實測的水位、垂線流速、流量數據確定。

8.根據權利要求1所述的一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其特征在于：所述因壓力傳感器表面流速導致的動靜水水頭差壓力傳感器實測訂正水深系根據流體力學的伯努利方程推求。