水位观测及整理资料优化方案

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：水位观测的时间和次数，以能测得完整的水位变化过程为原则。图X2.2浮子式自记水位计1—平衡锤；2—悬索；3—浮筒；4—水位轮；5—自记笔架；6—记录纸及滚筒；7—牵引索；8—钟发条轴；9—小滑轮；10—外壳；11—自记钟室；12—滚筒轴；13—导杆；14—画线笔；15—小弹簧2.水位资料的整理针对观测的原始水位记录，水位资料整理的内容之一是计算逐日平均水位，其计算方法主要有算术平均法和面积包围法。

1.水位观测

水位是指河流、湖泊、水库、海洋等水体在某一地点某一时刻的自由水面相对于某一基准面的高程，单位为m。全国目前统一采用黄海基面。但由于历史原因，各流域各站在历史上曾采用过不同的基面，如大沽基面、吴淞基面、珠江基面等，也有测站采用假定基面。因此，在使用水位资料时一定要注意基面的订正。

观测水位的设备常用水尺和自记水位计两种类型。

水尺的型式有直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式等。最常用的水尺是直立式水尺，安置在岸边。若水位变化较大时，应设立一组水尺。水尺零点与基面的垂直距离，叫做水尺零点高程，预先可测量出来。水面在水尺上的读数加上水尺零点高程即为水位。水位观测的时间和次数，以能测得完整的水位变化过程为原则。当水位变化缓慢时，每日只需8时和20时观测两次，若水位变化急剧，则要按规范要求适时增加测次，以控制洪水洪峰水位及涨落变化过程。

自记水位计能将水位变化全部过程自动记录下来。自记水位计一般由感应、传感和记录三部分组成，按感应不同可划分为浮子式水位计、压力式水位计、超声波式水位计。

浮子式水位计使用最早，是目前国内外采用最多的一种水位计。浮子式水位计应设置在岸边自记台上，该仪器的工作原理是浮筒随水位升降而升降，水位轮带动记录滚筒转动，时钟控制记录笔并在记录纸上记录水位随时间的变化过程线，如图X2.2所示。

浮子式水位计水位记录主要是在记录纸上模拟划线的传统记录方式，所以记录数据不能用自动化方法处理。为实现水位长期自动记录采用固态存储记录方式或有线与无线远传、遥测，目前大量使用的是配有水位编码器（传感器）的浮子式编码水位计。固态存贮记录方式是将水位随时间变化存储在半导体存储器中，这种方式存储时间长，读、写灵活自由，易于与计算机相连进行读数，目前使用比较广泛。

图X2.2　浮子式自记水位计

1—平衡锤；2—悬索；3—浮筒；4—水位轮；5—自记笔架；6—记录纸及滚筒；7—牵引索；8—钟发条轴；9—小滑轮；10—外壳；11—自记钟室；12—滚筒轴；13—导杆；14—画线笔；15—小弹簧

2.水位资料的整理

针对观测的原始水位记录，水位资料整理的内容之一是计算逐日平均水位，其计算方法主要有算术平均法和面积包围法。

当一日内水位变化缓慢，或变化较大但观测为等时距（如8时、20时2次，2时、8时、14时、20时4次等），日平均水位可用算术平均法计算。若一日内水位变幅大，观测时距又不相等，则采用面积包围法计算。所谓面积包围法，就是将一日0～24时内水位过程线与横轴所包围的面积除以24小时求得，如图X2.3所示。其计算公式为

式中　Z0，Z1，Z2，…，Zn——各次观测的水位，m；

a，b，c，…，m，n——相邻两次水位的时距，h。

水位资料整理的另一内容是编制各种水位资料表，刊布于水文年鉴或存储于水文数据库中，供国民经济各个部门使用。

图X2.3　面积包围法示意图

常用的水位资料表有：①逐日平均水位表，此表中除逐日平均水位外，还有年月平均水位、最高水位、最低水位等；②洪水水位摘录表，此表中摘录了一年内各次较大洪水不同时间、水位的对应值。

水位观测及整理资料优化方案

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