水位自記井內(nèi)外水位差產(chǎn)生原因及解決辦法

張連翔，葉劍鋒，李炳華

（1.佳木斯水文局，黑龍江佳木斯 154002;2.哈爾濱水文局，哈爾濱 150010）

1 引言

目前，在有條件的水文站已使用水位觀測井進(jìn)行河流水位觀測記錄。在河流上安裝、使用自記水位計(jì)，不但在建井工程上存在許多困難，而且建井后，還存在一個(gè)觀測井內(nèi)外水位誤差問題。觀測井水位的跟隨性、觀測井水位與河流水位的一致性及觀測井的靜水性直接關(guān)系到自記水位記錄的精度和質(zhì)量。

如果要得到準(zhǔn)確的河流水位，在認(rèn)真研究水位觀測井的設(shè)計(jì)方案時(shí)，還必須解決河流水位與觀測井內(nèi)水位保持同步或觀測井內(nèi)外水位差始終保持在允許范圍內(nèi)。分析和探討產(chǎn)生觀測井內(nèi)外水位差的影響因素，如何進(jìn)行控制和補(bǔ)償，是測站面臨需要認(rèn)真解決的問題。

2 引起水位觀測井內(nèi)外水位差的原因

2.1 觀測井與連通管漏水

觀測井與連通管必須嚴(yán)密連接、止水，使河流的水只能從連通管進(jìn)入觀測井內(nèi)。如果觀測井建在河道內(nèi)，由于建筑物的壅水，在觀測井周圍會(huì)形成相對(duì)較陡的水力坡降，如果觀測井漏水，這時(shí)的觀測井井內(nèi)水位即成為上下游水位之間的某個(gè)水位，使觀測井內(nèi)水位與河流水位不同步而產(chǎn)生誤差。

2.2 連通管進(jìn)水口的影響

即使在穩(wěn)定流的情況下，如果進(jìn)水口與河床（槽）不齊平或與河床（槽）壁形成直角，在河流與觀測井之間就會(huì)產(chǎn)生水位差。進(jìn)水口不光滑或存在其它障礙物，都會(huì)在進(jìn)水口形成一個(gè)不確定的附加水頭，同時(shí)反映在觀測井的水位變化上，即使進(jìn)水口設(shè)計(jì)的很合理，由于“凈水孔口誤差”的影響，也會(huì)產(chǎn)生微小的誤差，這種誤差是在水位通過進(jìn)水口時(shí)的流線彎曲造成的。

2.3 觀測井滯后影響

由于河流的水位漲落影響而使進(jìn)出觀測井水量較多時(shí)，連通管內(nèi)水頭損失會(huì)使觀測井與河流之間產(chǎn)生水位差。在設(shè)計(jì)水位觀測井和進(jìn)水管時(shí)，必須考慮滯后量影響的問題。滯后量可按下式計(jì)算：

式中：ΔZ為滯后量;c為流量系數(shù);g為重力加速度;Aw為測井橫截面積，m2;Ap為進(jìn)水管橫截面積，m2;為水位變率，m/s（在設(shè)計(jì)計(jì)算觀測井滯后量時(shí)取觀測井中實(shí)際水位變率）。

2.4 泥沙的影響

對(duì)于多沙河流，在水位上漲時(shí)進(jìn)入觀測井的水流會(huì)挾帶懸移質(zhì)泥沙，這些泥沙沉淀在井內(nèi)，長時(shí)間沉積量過大，會(huì)給水位觀測精度帶來一定的誤差。

3 解決辦法

進(jìn)水管及觀測井必須密封不漏水，進(jìn)水管口應(yīng)高于河底0.1～0.3 m，觀測井進(jìn)水口應(yīng)高于測井底部0.3～0.5 m，封凍地區(qū)進(jìn)水管必須低于冰凍線，按式（1）計(jì)算滯后量。定期檢查觀測井泥沙淤積情況，及時(shí)排除淤積泥沙。

[1]水利部長江水利委員會(huì)水文局.GBJ138-90水位觀測標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國計(jì)劃出版社，1991.