常用水位计在水文自动测报系统中的选择

王忠武，杜 君

(五大连池市山口水电站管理处，黑龙江五大连池164500)

1 概况

随着水文自动测报系统的不断发展，新技术在水文数据采集上的成功应用越来越多，相应使得多种国产编码水位计趋于更加成熟和完善。我国的水位计从浮子式开始，已经逐渐走向自动化。现在市场上的水位计还有超声波水位计、雷达水位计、激光电子水尺及压力式水位计、非接触点类型的电子水尺、遥测水位计等等。面对种类繁多的水位计如何选择，对于水文自动测报系统功能的整体地实现，就显得尤为重要。

2 各种水位计的优缺点

2.1 水尺

在所有的工程建设中，水尺是必不可少的水位测量设施，采用人工观读水尺取得最基本、也是最准确的水位数据，而有些水位点甚至只能依靠人工观读水尺来测量水位。

2.2 浮子式水位计

浮子式水位计是我国应用最多的水位计，目前所占比例高于90%。浮子式水位计是成熟的产品，水位测量准确度很高、可靠性高，使用维护要求不高，在黑龙江省磨盘山水利工程、寒葱沟水利工程等等很多的水利工程当中，得到广泛应用。

但是，应用浮子式水位计，要配套建立水位测井，增加相应设备材料，这样就大大提高了系统工程的建设成本。近年来，在新增加的许多大、中、小型水库的除险加固设计施工过程中，在已建水库基础上，再建立一个满足需求的测井，从施工角度来讲，也具有相当的难度。因此，浮子式水位计在使用方面受到限制。

2.3 压力水位计

20世纪80年代，国产压阻式压力水位计(非浮子式水位计)，正在逐渐被社会认可。它主要用于水文站水位观测点不便建井或建井费用昂贵的地区，以及大坝测压管和上下游水位。具有安装、维护方便，操作、组网灵活、运行稳定、可靠、精度高等特点。

2.3.1 气泡式水位计特点

压力式水位最早开始研制的气泡式水位计，以WQC－1型气泡式水位计为例。该水位计由压力控制单元、空气过滤器、气泵、储气罐、单向阀、控制盒、通气管等部分组成。在工程施工建设过程中，其特点为:①无需建井，吹气测量。只需水下和岸上仪器之间安装一根专用电缆或通气管即可。免去水下恶劣环境的影响，安装及维修方便。②菜单模式，满足用户多个功能要求。③接口选择，多种数据接口，由用户任意选择。④精度很高，全程误差 0.1%，而且读数到0.01 cm，有6位数值。⑤定时测量，无须用户干预，采用蓄电池供电，可用于无人测站。

2.3.2 气泡式水位的工作原理

将空气通过过滤器过滤、净化后，气泵将空气经单向阀压入储气罐中，储气罐中的气体分两路向压力控制单元中的压力传感器和通入水下的通气管中输送，当气泵停止吹气时，单向阀闭合，水下通气管口被气体封住。从而形成一个密闭的连接压力传感器和水下通气管口的空腔。

根据压力传递原理可知，在通气管道内的气体达到动态平等时，水下通气管口所承受的压力经过通气管传递到压力控制单元的压力传感器上，所以，水下通气管口的压力和压力控制单元的压力传感器所承受的压力相等，用此压力值减去大气压力值，即可得到水头的静压值，从而便可得出测量水位值。

目前，在所有压力式水位计中，气泡式水位计为较好的选择，节省了建井及所涉及的各项人力、物力、财力等费用，并大大缩短工程建设周期。在黑龙江省五花山水利工程、西山水电站等，许多大、中型水库已建及在建工程中得到广泛应用。

2.4 超声波水位计

当超声波在空气中传播遇到水面后被反射，仪器测得超声波往返于传感器到水面之间的时间，根据声速计算距离，再用安装高程减去其所测至水面距离即得水位。但由于以水为介质进行工作时，流速大、流态较乱或含沙量较大的情况下，超声波不能正常传播，而且水温对声速影响很大，且难以修正。因此，这种水位计的使用受到很大限制。

2.5 雷达水位计和激光水位计

测量的介质是雷达和激光，它们的水位测量准确度优于超声波水位计。因此，更多的被用于大量程，高要求的水位测量中。由于激光水位计对水面反射区要求较高，也不适合于一般水文站。雷达水位则相对应用范围广泛。

2.6 电子水尺

即磁致伸缩液位传感器，其准确性很好，但量程不大，因此应用方面也受局限。

3 结语

根据工程规模、形式的不同，发展需求的不同，应用位置的不同，水位计的选择和应用也就不同。但随着社会的发展，时代的进步，工程质量的精益求精，信号采集准确度的提高，产品实用性能的增强，投资少，占地少，施工便捷的水位计，会越来越多的被水利工程选择和应用。

［1］樊传普，刘芳宇.HW－1000C型非接触超声波水位计在白头山口水文站的应用及比测分析［J］.吉林水利，2009(03):37－38.