YCH-1D型雷達(dá)式水位計(jì)在普樂堡水文站的應(yīng)用

□ 法立鵬（本溪市水文局）

1 普樂堡水文站概況

普樂堡水文站位于遼寧省桓仁縣境內(nèi)大雅河干流上，該站控制流域面積526km2。大雅河河道比降大、水量充沛，水能資源豐富，1954年就建起了全省第一座小水電站，到目前為止，流域內(nèi)共有老漫子等7座小水電站。小水電的興建雖然帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，但也影響了自然河道的河流特性，水文站的水位觀測過程受到嚴(yán)重干擾。該站平水期水位變化頻繁，人工觀測水位已經(jīng)滿足不了推求流量的要求，雷達(dá)式水位計(jì)的安裝應(yīng)用很好地解決了這個(gè)問題，它能完整測量出水位的變化過程，并能自動(dòng)存儲(chǔ)，以便日后查閱。

2 雷達(dá)式水位計(jì)基本情況

2.1 工作原理

雷達(dá)水位計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

圖1 雷達(dá)水位計(jì)結(jié)構(gòu)原理示意圖

雷達(dá)水位計(jì)主要是可通過接觸或非接觸方式感測各種水域的水位,并自動(dòng)轉(zhuǎn)化為格雷碼或4-20mA等電量送數(shù)據(jù)采集器定時(shí)采集處理。數(shù)據(jù)采集器定時(shí)采集處理后的有效數(shù)據(jù)同時(shí)送顯示屏顯示、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)和無線發(fā)射器（數(shù)傳電臺(tái)或GSM）發(fā)射傳輸。置數(shù)鍵盤用于設(shè)置、修改、查看數(shù)據(jù)采集儀中的各種參數(shù)。儀器的供電由電池組供給12V直流電源，太陽能電池板負(fù)責(zé)通過充電控制器為電池組浮充電源。

2.2 儀器維護(hù)

該儀器屬長期使用自動(dòng)化儀器，一般無須維護(hù)。若使用時(shí)間長久，出現(xiàn)故障可按下表1進(jìn)行初步檢查處理。

表1 YCH-1D型水情數(shù)據(jù)遙測儀相關(guān)故障維修表

2.3 儀器的操作使用

儀器首次開機(jī)前，應(yīng)按使用說明書要求檢查聯(lián)線，接好電源插頭。待儀器安裝完畢后，確認(rèn)聯(lián)線連接無誤，接通水位儀電源，顯示如圖2所示。

圖2 測量狀態(tài)顯示圖

圖中各符號(hào)表示為:

0041＃―站號(hào)0041,可設(shè)站號(hào)為0000-9999；GPRS為4位數(shù),也可由計(jì)算機(jī)設(shè)置。

E－XX.XX―當(dāng)前儀器電池電壓；

TXX:XX:XX―當(dāng)前時(shí)間顯示，時(shí)、分、秒；

SW=XXXX.XXX―含當(dāng)前高程水位顯示，精確到mm；

R=XXX.X―當(dāng)前日雨量顯示，精確到0.10mm。每天8點(diǎn)復(fù)零。

根據(jù)所讀水位，通過按鍵可自行設(shè)定高程水位，水位零點(diǎn)值，如:儀器安裝時(shí)，初讀水位（在G=0000.00時(shí)）為18.37m，而實(shí)際水尺讀數(shù)為14.01m，則先算出儀器安裝水位零點(diǎn)值:18.37-14.01=4.36m,即將安裝高差C值設(shè)為04.36（選接浮子水位傳感器時(shí)，C值一般都為零）。

3 雷達(dá)式水位計(jì)觀測與人工觀測對(duì)比分析

3.1 對(duì)比觀測方法

對(duì)比觀測的方法采用人工觀測與儀測同步進(jìn)行，時(shí)間為每日早8時(shí)（結(jié)冰期除外）。比測位置都為基本水尺斷面，比測資料為2012年4-10月，2013年4-10月，2014年4-9月共20個(gè)月的觀測資料進(jìn)行比測。此期間河流經(jīng)過枯水期、平水期和洪水期幾個(gè)過程，具有一定代表性。

3.2 對(duì)比觀測成果分析

通過人工與儀測結(jié)果隨機(jī)抽樣對(duì)比分析，雷達(dá)式水位計(jì)水位觀測成果完全滿足水位觀測要求，誤差控制在合理范圍內(nèi)，滿足水文測驗(yàn)規(guī)范水位觀測要求。表2為隨機(jī)抽樣比測結(jié)果分析。

表2 普樂堡水文站人工觀測水位成果

2012-2014年雷達(dá)水位計(jì)與人工觀測共比測512次，其中誤差100%控制在±2cm以內(nèi)，達(dá)到水位觀測規(guī)范要求。

4 雷達(dá)式水位計(jì)的適用環(huán)境與特點(diǎn)

雷達(dá)式水位計(jì)在普樂堡水文站得到了良好的應(yīng)用，在長時(shí)間的使用過程中，儀器也逐漸凸顯出其使用環(huán)境與特點(diǎn)。

4.1 適用環(huán)境

該儀器可廣泛用于觀測江河﹑湖泊﹑水庫﹑地下水等水位測量。自動(dòng)完成水位測量﹑信號(hào)轉(zhuǎn)換﹑存貯顯示和數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。既可作為水情測報(bào)系統(tǒng)的遙測站，又可作為水文站的水位無線短傳儀器。

4.2 特點(diǎn)

其特點(diǎn)是精度高、易維護(hù)、壽命長，目前此型號(hào)水位計(jì)在普樂堡水文站得到了良好的應(yīng)用。但該儀器在北方河流的使用有一定的局限性，水體結(jié)冰后便無法使用，并且易遭受雷擊，需做好避雷措施。

5 結(jié)語

通過雷達(dá)水位計(jì)在普樂堡水文站的應(yīng)用分析，其優(yōu)勢不言而喻，和其它水位計(jì)相比，它的制作材質(zhì)較好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，測量的精度也非常高，同時(shí)雷達(dá)水位計(jì)的安裝和調(diào)試方式也非常方便快捷，尤其適合在受水利工程影響地區(qū)的水位觀測，極大地減輕了人工觀測的工作量。在未來的應(yīng)用中，雷達(dá)式水位計(jì)將會(huì)不斷普及，成為各行業(yè)水位觀測的好幫手。