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     作者：李斌

    l工程概況

    鬧德海水庫大壩為混凝土重力壩，建于1942年，歷經(jīng)1970年、1994年和2010年三次維修加固，防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了百年設(shè)計(jì)、千年校核。設(shè)計(jì)洪水位189. 48m，相應(yīng)庫容1. 34億m3；校核洪水位193. 11m，最大庫容2. 17億m3。該水庫是一座集防洪、排沙、灌溉、供水等綜合利用的大型控制性工程，可保證下游彰武、新民兩座縣城以及部分農(nóng)田和輸油管路、鐵路、公路的安全。水庫于1994年年末開始向阜新城市供水，是阜新市城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

    2  鬧德海水庫壩前水位計(jì)現(xiàn)狀及存在的問題

    2.1  壩前水位計(jì)觀測(cè)情況

    鬧德海水庫壩前水位計(jì)安裝在壩頂右方上游一側(cè)，通過信號(hào)線和電源線與啟閉機(jī)室內(nèi)遙測(cè)終端機(jī)相連，有超短波和GPRS雙通道進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)與監(jiān)控。現(xiàn)鬧德海水庫壩前水位計(jì)為OTT RLS雷達(dá)水位計(jì)，于2008年正式投入使用，是一款用于地表水液位測(cè)量的非接觸式雷達(dá)液位計(jì)，采用脈沖雷達(dá)技術(shù)對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量，其節(jié)能、非接觸式的測(cè)量技術(shù)不受水中污染物以及沉淀物的影響，因此測(cè)量精度尚可。事實(shí)證明：在使用的過程中除冰凍期以外其觀測(cè)數(shù)值相對(duì)比較準(zhǔn)確。表l為2014年壩前雷達(dá)水位計(jì)與水文站人工觀測(cè)水尺高程讀數(shù)值對(duì)比情況（日期為隨機(jī)挑選）。

    2.2存在的問題

    雷達(dá)水位計(jì)的測(cè)量采用節(jié)能脈沖雷達(dá)技術(shù)測(cè)量液位，每次測(cè)量時(shí)發(fā)射雷達(dá)脈沖信號(hào)到水面，脈沖信號(hào)經(jīng)水面反射后被接收天線檢測(cè)到，由發(fā)射至接收到水面反射回來的脈沖信號(hào)的時(shí)間計(jì)算現(xiàn)實(shí)水位。但由于鬧德海水庫地處遼寧西北部與內(nèi)蒙古東部接壤區(qū)域，四季分明，冬季氣溫較為寒冷，每年11月至次年4月為水庫冰凍期，所以壩前除小部分區(qū)域采取破冰措施保護(hù)壩體外其余區(qū)域均處于結(jié)冰狀態(tài)，且冰層較厚，因此雷達(dá)脈沖信號(hào)會(huì)發(fā)生經(jīng)冰面反射的情況，其反射時(shí)間亦會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致測(cè)得壩前水位值與實(shí)際水位值有明顯的誤差�，F(xiàn)列舉2013年12月1-7日（隨機(jī)挑選）壩前水位實(shí)際情況（紅色標(biāo)記為誤差值），見表2�？梢悦黠@看出：每日多次出現(xiàn)壩前水位198. 86m，而水庫壩頂高程僅為194. 00m，顯然所測(cè)的數(shù)值是錯(cuò)誤的。

    3  改進(jìn)辦法

    為真正實(shí)現(xiàn)水位監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，動(dòng)態(tài)掌握水庫上游來水情況，科學(xué)進(jìn)行水庫調(diào)度，應(yīng)采取適用于北方地區(qū)且位于多泥沙河流上水庫實(shí)時(shí)水位監(jiān)測(cè)設(shè)備。可考慮采用浮子水位計(jì)進(jìn)行冬季輔助觀測(cè)，即增設(shè)水位井和相應(yīng)配套觀察設(shè)備——安裝有RS485數(shù)字通信接口的水位計(jì)，通過儀器的內(nèi)置式RS485數(shù)字通信接口遠(yuǎn)距離傳輸信息，同時(shí)納入水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接收水位數(shù)據(jù)。

    由于浮子水位計(jì)觀測(cè)必須設(shè)置水位井，需要選擇岸坡穩(wěn)定、河床沖淤不大的低含沙河段。因此，可以考慮在大壩上游右岸約100m處（碼頭軌道附近）堅(jiān)固巖石岸坡設(shè)置水位井，并將水位井安裝到庫底，井內(nèi)采用負(fù)30號(hào)柴油灌注超過冰凍層來保持冬季井內(nèi)水面不結(jié)冰，從而實(shí)現(xiàn)冬季水位觀測(cè)自動(dòng)化。

    工作狀態(tài)下，浮子、平衡錘與懸索連接牢固，懸索懸掛在水位輪的“V”形槽中。平衡錘起到拉緊懸索和平衡作用，調(diào)整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水線上。在水位不變的情況下，浮子與平衡錘兩邊的力是平衡的。當(dāng)水位上升時(shí)，浮子產(chǎn)生向上浮力，使平衡錘拉動(dòng)懸索帶動(dòng)水位輪作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，水位編碼器的顯示讀數(shù)增加；水位下降時(shí)，則浮子下沉，并拉動(dòng)懸索帶動(dòng)水位輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，水位編碼器的顯示器讀數(shù)減小。

    浮子水位計(jì)易受水面漂浮物等影響，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生負(fù)面影響，而汛期也正是水庫易受洪水的沖刷產(chǎn)生漂浮物的季節(jié)，所以在汛期時(shí)以壩前雷達(dá)水位計(jì)觀測(cè)水位為主，浮子水位計(jì)和人工觀測(cè)為輔；冬季冰凍期雷達(dá)水位計(jì)受冰面影響出現(xiàn)誤差，可采取以浮子式水位計(jì)為主，其他方式為輔的觀測(cè)方式。

    4  總  結(jié)

    鬧德海水庫現(xiàn)行安裝的雷達(dá)水位計(jì)雖然具有在測(cè)量時(shí)不受水中污染物以及沉淀物等因素影響，且測(cè)量精度高，安裝方便簡(jiǎn)單快捷、維修保養(yǎng)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但在水庫冰凍期由于壩前水面結(jié)冰易出現(xiàn)明顯的測(cè)量誤差，因此可采用通過增加一個(gè)浮子式水位計(jì)的方法來彌補(bǔ)這種測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)水庫動(dòng)態(tài)水位的實(shí)時(shí)精確觀測(cè)。

    5摘要 

    鬧德海水庫是遼河支流柳河上唯一的大型控制工程，是阜新重要水源之一。實(shí)時(shí)觀測(cè)水庫動(dòng)態(tài)水位變化是實(shí)現(xiàn)水庫科學(xué)管理、安全度汛以及整個(gè)流域內(nèi)的防洪規(guī)劃與水資源管理的科學(xué)依據(jù)。通過分析水庫現(xiàn)行水位觀測(cè)方法，提出增加一個(gè)浮子式水位計(jì)來彌補(bǔ)雷達(dá)水位計(jì)在冰凍期出現(xiàn)誤差的問題，實(shí)現(xiàn)水庫動(dòng)態(tài)水位觀測(cè)的準(zhǔn)確度。