[发明专利]一种河流压力式水位计实测水位订正方法

说明书

本发明公开了一种河流压力式水位计实测水位订正方法，该方法包括压力式水位计安装方法、含沙量估算方法、压力传感器表面流速估算方法以及压力式水位计实测水位订正方法。通过本发明的水位订正能显著提高压力式水位计在河流水位观测的精度。

技术领域

本发明涉及一种实测水位订正方法，具体为一种河流压力式水位计实测水位订正方法，属于水文测验应用技术领域。

背景技术

目前，河流水位观测方式较多，主要包括人工或电子水尺、浮子式水位计、非接触式雷达水位计、接触式压力式水位计等，压力式水位计因基建工程量小、自动化程度高且维护简单等原因，已在河流水位观测工作中应用越来越广泛。

然而，压力式水位计因与水位直接接触，受水体泥沙、流速变化等因素影响较大。现有的压力式水位计系根据测量的压强，假定所在水体为清水和静水通过换算得到水深、水位，未考虑水体泥沙和流速对水位传感器压强的影响，进而导致测量误差。

随着社会对防洪、水资源安全的要求越来越高，其对水位观测的精度和时效性要求也越来越高。因此，提高河流水位观测精度和自动化水平，对压力式水位计实测水位进行订正也越显重要，因此，针对上述问题提出一种河流压力式水位计实测水位订正方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种河流压力式水位计实测水位订正方法，其采用的技术方案包括压力式水位计安装方法、含沙量估算方法、压力传感器表面流速估算方法以及压力式水位计实测水位订正方法。

所述压力式水位计安装方法：压力式水位计的压力传感器应安装牢固且平行于水流流线，并尽可能贴合河床底部；对于测流断面，压力传感器处宜布置测速垂线；

所述含沙量估算方法：针对实时自动监测仪器，可采用实时自动监测仪器测量的含沙量作为压力式水位计测量时断面含沙量；针对非实时自动监测仪器，可通过建立临近期水位或流量与含沙量的关系，采用水位或流量推求压力式水位计测量时断面含沙量；

所述压力传感器表面流速估算方法：针对位于测速垂线的压力传感器，可采用平均或最近的实测垂线流速分布，由计算的垂线平均流速推求压力传感器表面流速；针对非测速垂线或非测流断面的传感器，可在安装投产前施测一次或多次平均垂线流速分布，由计算的垂线平均流速推求压力传感器表面流速，垂线平均流速可由压力传感器所在断面的水位流量关系、断面流量与压力传感器所在垂线流速关系推求；

所述压力式水位计实测水位订正方法：根据推求的含沙量、压力传感器表面流速，利用公式计算因压力传感器表面流速导致的动静水水头差再由公式计算压力传感器实测订正水深，最后经公式Z＝Z₀+H推求真实水位，式中：△H为因压力传感器表面流速导致的动静水水头差；V为压力传感器表面流速；H为压力传感器订正水深；H_P为压力传感器实测水深；ρ_w为水的密度；ρ_s为含有泥沙的水的密度；Z为压力传感器订正后水位；Z₀为压力传感器安装高程；g为重力加速度，实时含沙量或压力传感器表面流速资料难以获取时，可采用水位比测资料直接建立实测水位和压力式水位计的观测差与断面平均流速或流量关系，由实测断面平均流速或流量推算水位和压力式水位计的观测差，加上压力式水位计实测的水位得真实水位。

优选的，所述河流包括天然河流、渠道、湖泊、水库等各类水体。

优选的，在压力式水位计安装方法，所述平行于水流流线指压力式水位计压力传感器与水流方向平行，并尽可能减少对水流的扰动。

优选的，在压力式水位计安装方法，所述测速垂线指为推求河流流量而在河道断面布置的用于流速测量的垂直测线。

优选的，在含沙量估算方法，所述临近期水位或流量与含沙量的关系指重点照顾距水位观测较近时段的含沙量资料，并与水位或流量建立相关关系，用于水位观测时间的含沙量估算。