1 引言

沙县城关水电站位于福建省沙县上游 5 km 的闽江支流沙溪，上游距三明市约 20 km，具有发电、航运相结合的综合经济效益。水情自动测报系统是应用遥测、通信、计算机技术，对江河流域及水库的降雨量、水位、流量等数据进行采集、报送和处理的信息系统，为水电站防洪调度、节水增发等操作提供重要依据。

 

沙县城关水电站水情自动测报系统的范围包括龙头安砂水电站坝下水位雨量站以下至沙县坝址的区间流域遥测站点。系统共设置沙县城关电厂水调中心（中心站）1 个，16 个遥测站，2 个中继站。自建站点为城关坝上、城关坝下两站点，并采用超短波和GPRS 网络进行双信道接收。在实际运行中，城关坝上、城关坝下两站点的水位测量曾出现一定的偏差，技术人员对此开展了研究并提出技改方案。

 

2 浮子式水位计测量原理及特点

在沙县城关水电站原有的水情自动测报系统中，坝上、坝下 2 个水位站的水位数据采用浮子式水位计进行测量。浮子式水位计安放在测量井的工作台上，水位计由浮筒、配重锤、不锈钢丝绳和计量轮等组成。其原理为：shou先设置井内初始水位 H0，测量出井内水深变化值 ΔH，则井内水位为：H=H0+ΔH。

 

浮子式水位计为机械机构，简单可靠。但由于其安装在测量井内，井内外通过连通管进行连通，汛期时河水非常浑浊，连通管容易产生淤堵，若未及时疏通，测量井内水位无法快速跟随实际水位变化，会引起较大的测量误差。

 

3 雷达物位计测量原理及特点

      雷达物位计作为高精度的物位仪表，已获广泛应用。其雷达波由天线发出，抵达液面后反射，再被同一天线接收，雷达波往返的时间与天线到液面的距离成正比，故由此可以计算出实际液位。目前，雷达物位计测量技术日臻成熟，如改用雷达物位计进行水位测量，只要选型得当，安装规范，参数设置正确，则能得出准确的测量数据。但雷达物位计属于电子产品，有赖于供电电源和数据通信的支持，电子元件在寿命上也有限制。安装在户外时，还存在密封不良进水或受雷击损坏等风险。

 

4 双原理水位测量的改进方案

水情自动测报系统在水电厂防洪度汛中具有极其重要的作用，为进一步提高水位测量的可靠性，弥补浮子式水位计与雷达物位计在水位测量实际应用中可能出现的弊端，沙县城关水电站对水情测报系统进行了雷达物位计与浮子式水位计双原理水位测

量的改进。

 

4.1 改进方案

在河道上下游避开湍流的合适位置各增设 1 个雷达物位计，用于测量上下游水位。将其输出的信号与原有的浮子式水位计测量数据同时接入遥测终端，通过设置不同的账号，发往中继站，再由中继站转发至水情测报系统。在水情测报系统内新增双水位切换功能，通过修改双水位记事本里的参数进行水位采集来源的切换。同时，两种不同原理的测量水位均通过监控系统送至中控室的返回屏进行显示（图 1）。

 

4.2 实际运用

当雷达物位计测量正常时，水情自动测报系统选择使用雷达物位计所测数据。一旦雷达物位计出现故障，则可快速切换至浮子式水位计的测量数据，确保水位数据可靠性和准确性。

 

5 结语

在水电站的水情自动测报系统中采用雷达物位计和浮子式水位计的双原理水位报送，弥补了只用浮子水位计可能存在的水位数据更新不及时的问题，也弥补了只用雷达物位计可能因电子设备故障、雷击、进水以及供电电源消失造成的水位报送缺失的问题。

 

改进后，在中控室可同时查看两套不同原理的水位测量数据。当雷达物位计测量正常时，水情自动测报系统选择使用雷达物位计所测数据。一旦雷达物位计出现故障，则可快速切换至浮子式水位计的测量数据，确保了水位数据可靠性和准确性。

 

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