[实用新型]一种水位观测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水位观测装置，属于水利工程技术领域。

背景技术

水位资料是反映河流、湖泊等水系特征的最基础资料，水位资料是否正确可靠，直接影响到防汛、抗旱、水利建设、科学研究等领域。因此，观测水位的工具是形成可靠水位资料的关键。

水位观测是黄河水利部门最基本的工作，长期以来黄河水位观测以人工目测为主，工作环境十分恶劣，尤其在汛期，工作人员面临着洪水、天气等危险，观测任务十分艰巨，观测数据频繁，容易出现人为错误。人工观测水位的误差主要来源五个方面：①观测员视线与水面不平行产生的折光影响；②波浪影响；③水尺附近的障碍物产生的阻水、壅水影响；④时钟不准；⑤风浪影响。

水位资料具有很强的时效性，要求观测人员将观测成果在很短时间内上报到上级部门。目前，观测人员人为随意性很大，比如要求观测当日08时水位，观测人员为完成报水任务，可能提前观测或者迟后观测，影响观测资料的及时性。另外，由于水位站远离县城和通信基站，通信信号微弱，且容易受到外界干扰，而现在的报水工具又相当落后，影响观测人员及时上报，不能满足现代防汛需求。

目前使用的水位观测设备主要有人工观测水尺、浮子式水位计、超声波水位计、压力式水位计和雷达式水位计。以上这几种水位观测设备各有优缺点：

人工观测水尺造价低、安装维护方便，是目前使用最为普遍的一种水位观测设备，但观测精度因人而异，需要专人管理，不能实现自动遥测。

浮子式水位计目前使用较广泛，工作稳定，但安装和维护复杂，施工难度大，造价高，不易实现自动遥测。

超声波水位计利用超声波在空气中的传播速度来测量水位，测量过程完全由电子电路来实现，因而比较容易实现自动遥测，但超声波水位计的安装需要一个支撑杆，因此施工难度大，造价高，并且由于超声波在空气中的传播速度受温度影响较大，而造成测量误差比较大。

压力式水位计通过压力传感器测量水中的静压力来测量水位，测量过程由电子电路来实现，因而比较容易实现自动遥测，但测量精度受温度影响较大，受淤积影响严重，如果安装传感器的位置有淤积就不能使用了。

雷达式水位计是一种新型的水位测量设备，利用毫米微波在空气中的传播速度来测量水位，测量过程完全由电子电路来实现，因而比较容易实现自动遥测。其测量原理与超声波水位计类似，但由于微波的传播速度受温度影响极小，因而测量精度较高。目前雷达式水位计只有外国公司能生产，价格昂贵。且雷达式水位计的安装也需要一个支撑杆，因此施工难度大，造价高。

黄河年径流量变化大，水文条件复杂，河床淤积严重，尤其是下游河道宽、浅、散、乱，测验条件困难。影响水位观测的主要因素：一是尽管流量相同，而河床冲刷会使水位下降，淤积会使水位上升；二是水中丛生植物和漂浮物，旁侧支流涨水顶托造成回水，强大的迎流向的逆风均会使水位升高(尤其在河口段)，顺风会使水位降低；三是水位观测的时间和次数的安排，即要满足水文情报预报的需要，还要满足测得的资料能反映出-日内水位的变化过程，人为因素影响较大；四是有洪水、结冰、流凌(流冰)、冰凌堆积、冰坝和冰雪融水补给河流等现象时，增加观测次数，以取得水位变化过程的完整资料；五是观测水位时，受河床变化、流势、流向、水中漂浮物、波浪、风向、风力、水面起伏度、水温等其他影响因素。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有的水位观测和处理手段所存在的缺陷，即人工观测误差大，容易出现错误，水位数据传递不及时，水尺容易损坏等，提供一种水位观测装置，能够自动收集连续的水位观测资料，提高水位观测质量，减轻观测人员的劳动强度，避免影响水位观测的各种因素，实现水位观测的自动化、数字化，为防汛指挥机构提供及时、准确的决策信息。

本实用新型提供一种水位观测装置，包括底座和不锈钢管，在所述不锈钢管的一侧沿轴向均匀开有直径为5毫米的进水孔，孔间距为20毫米，所述不锈钢管外部喷涂有水尺刻度，内部装有塑料芯，在所述塑料芯侧面沿轴向装有1厘米间距的不锈钢电极，所述塑料芯内部装有由单片机、5-32地址译码器、8位电子开关和EEPROM存储器组成的测量控制电路，所述不锈钢电极与所述测量控制电路连接；在塑料芯上端装有直流电源线和485通讯电路。

优选地，在所述不锈钢管顶部安装有太阳能电池。

本实用新型提供一种水位观测装置，能够远程操作，无人值守，测量精度高，安装和使用方便，造价低，可以在黄河上推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的水位观测装置的示意图。