[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

本發明公開了一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，該方法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。通過本發明的水位訂正能顯著提高壓力式水位計在河流水位觀測的精度。

技術領域

本發明涉及一種實測水位訂正方法，具體為一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，屬于水文測驗應用技術領域。

背景技術

目前，河流水位觀測方式較多，主要包括人工或電子水尺、浮子式水位計、非接觸式雷達水位計、接觸式壓力式水位計等，壓力式水位計因基建工程量小、自動化程度高且維護簡單等原因，已在河流水位觀測工作中應用越來越廣泛。

然而，壓力式水位計因與水位直接接觸，受水體泥沙、流速變化等因素影響較大?，F有的壓力式水位計系根據測量的壓強，假定所在水體為清水和靜水通過換算得到水深、水位，未考慮水體泥沙和流速對水位傳感器壓強的影響，進而導致測量誤差。

隨著社會對防洪、水資源安全的要求越來越高，其對水位觀測的精度和時效性要求也越來越高。因此，提高河流水位觀測精度和自動化水平，對壓力式水位計實測水位進行訂正也越顯重要，因此，針對上述問題提出一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種河流壓力式水位計實測水位訂正方法，其采用的技術方案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，可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，可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，可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，可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，垂線平均流速可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：△H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，可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。

優選的，所述河流包括天然河流、渠道、湖泊、水庫等各類水體。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，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。