1 引言

沙縣城關(guān)水電站位于福建省沙縣上游 5 km 的閩江支流沙溪，上游距三明市約 20 km，具有發(fā)電、航運相結合的綜合經(jīng)濟效益。水情自動(dòng)測報系統是應用遙測、通信、計算機技術(shù)，對江河流域及水庫的降雨量、水位、流量等數據進(jìn)行采集、報送和處理的信息系統，為水電站防洪調度、節水增發(fā)等操作提供重要依據。

 

沙縣城關(guān)水電站水情自動(dòng)測報系統的范圍包括龍頭安砂水電站壩下水位雨量站以下至沙縣壩址的區間流域遙測站點(diǎn)。系統共設置沙縣城關(guān)電廠(chǎng)水調中心（中心站）1 個(gè)，16 個(gè)遙測站，2 個(gè)中繼站。自建站點(diǎn)為城關(guān)壩上、城關(guān)壩下兩站點(diǎn)，并采用超短波和GPRS 網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行雙信道接收。在實(shí)際運行中，城關(guān)壩上、城關(guān)壩下兩站點(diǎn)的水位測量曾出現一定的偏差，技術(shù)人員對此開(kāi)展了研究并提出技改方案。

 

2 浮子式水位計測量原理及特點(diǎn)

在沙縣城關(guān)水電站原有的水情自動(dòng)測報系統中，壩上、壩下 2 個(gè)水位站的水位數據采用浮子式水位計進(jìn)行測量。浮子式水位計安放在測量井的工作臺上，水位計由浮筒、配重錘、不銹鋼絲繩和計量輪等組成。其原理為：shou先設置井內初始水位 H0，測量出井內水深變化值 ΔH，則井內水位為：H=H0+ΔH。

 

浮子式水位計為機械機構，簡(jiǎn)單可靠。但由于其安裝在測量井內，井內外通過(guò)連通管進(jìn)行連通，汛期時(shí)河水非常渾濁，連通管容易產(chǎn)生淤堵，若未及時(shí)疏通，測量井內水位無(wú)法快速跟隨實(shí)際水位變化，會(huì )引起較大的測量誤差。

 

3 雷達物位計測量原理及特點(diǎn)

      雷達物位計作為高精度的物位儀表，已獲廣泛應用。其雷達波由天線(xiàn)發(fā)出，抵達液面后反射，再被同一天線(xiàn)接收，雷達波往返的時(shí)間與天線(xiàn)到液面的距離成正比，故由此可以計算出實(shí)際液位。目前，雷達物位計測量技術(shù)日臻成熟，如改用雷達物位計進(jìn)行水位測量，只要選型得當，安裝規范，參數設置正確，則能得出準確的測量數據。但雷達物位計屬于電子產(chǎn)品，有賴(lài)于供電電源和數據通信的支持，電子元件在壽命上也有限制。安裝在戶(hù)外時(shí)，還存在密封不良進(jìn)水或受雷擊損壞等風(fēng)險。

 

4 雙原理水位測量的改進(jìn)方案

水情自動(dòng)測報系統在水電廠(chǎng)防洪度汛中具有極其重要的作用，為進(jìn)一步提高水位測量的可靠性，彌補浮子式水位計與雷達物位計在水位測量實(shí)際應用中可能出現的弊端，沙縣城關(guān)水電站對水情測報系統進(jìn)行了雷達物位計與浮子式水位計雙原理水位測

量的改進(jìn)。

 

4.1 改進(jìn)方案

在河道上下游避開(kāi)湍流的合適位置各增設 1 個(gè)雷達物位計，用于測量上下游水位。將其輸出的信號與原有的浮子式水位計測量數據同時(shí)接入遙測終端，通過(guò)設置不同的賬號，發(fā)往中繼站，再由中繼站轉發(fā)至水情測報系統。在水情測報系統內新增雙水位切換功能，通過(guò)修改雙水位記事本里的參數進(jìn)行水位采集來(lái)源的切換。同時(shí)，兩種不同原理的測量水位均通過(guò)監控系統送至中控室的返回屏進(jìn)行顯示（圖 1）。

 

4.2 實(shí)際運用

當雷達物位計測量正常時(shí)，水情自動(dòng)測報系統選擇使用雷達物位計所測數據。一旦雷達物位計出現故障，則可快速切換至浮子式水位計的測量數據，確保水位數據可靠性和準確性。

 

5 結語(yǔ)

在水電站的水情自動(dòng)測報系統中采用雷達物位計和浮子式水位計的雙原理水位報送，彌補了只用浮子水位計可能存在的水位數據更新不及時(shí)的問(wèn)題，也彌補了只用雷達物位計可能因電子設備故障、雷擊、進(jìn)水以及供電電源消失造成的水位報送缺失的問(wèn)題。

 

改進(jìn)后，在中控室可同時(shí)查看兩套不同原理的水位測量數據。當雷達物位計測量正常時(shí)，水情自動(dòng)測報系統選擇使用雷達物位計所測數據。一旦雷達物位計出現故障，則可快速切換至浮子式水位計的測量數據，確保了水位數據可靠性和準確性。

 

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