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水文测量中的雨量观测与水位测量方法随着气候变化和水资源管理的重要性不断提升，水文测量成为了评估和预测水资源供应的关键工具。
在水文测量中，雨量观测和水位测量是两个重要的方面。
本文将重点介绍雨量观测与水位测量方法。
雨量观测是水文测量中的基础工作之一。
正确准确地测量雨量对于水资源管理和水灾预警具有重要意义。
常见的雨量观测方法包括雨量计观测、雷达观测和气象卫星观测。
雨量计是最常见的雨量观测设备。
它根据雨滴落入观测器的容器中的原理来测量降雨量。
雨量计的种类繁多，常见的有翻斗雨量计、测雨漏斗和石英瓶雨量计等。
翻斗雨量计适用于小雨量和中雨量的观测，而测雨漏斗则适用于大雨量的观测。
石英瓶雨量计则可以实现自动化观测。
雷达观测是一种遥感技术，通过探测回波信号来判断降水的位置、强度和类型。
雷达观测能够实现对大范围区域的降雨情况进行监测，并提供高时空分辨率的降雨数据。
它对于预测和预警水文事件具有重要作用。
气象卫星观测也是一种遥感技术，通过卫星上搭载的传感器来监测大气中的云层和降水情况。
气象卫星观测可以提供全球范围内的降雨数据，并实现对大尺度降雨的监测。
水位测量是水文测量中另一个重要的方面。
水位测量是评估水资源供应和流量的关键环节。
常见的水位测量方法包括流速计测量、压力传感器测量和浮球式测量。
流速计测量是通过测算水流速度来计算水位的方法。
流速计有多种类型，包括流速计棒、激光多普勒流速计和气泡流速计等。
这些测量设备可以测量水流中的平均速度，并根据水流的特性计算出水位。
压力传感器测量是利用压力传感器来测量水位的方法。
压力传感器通过测量水体的压力变化来确定水位高度。
这种测量方法适用于不同类型的水体，包括湖泊、河流和水井等。
浮球式测量是一种简单直观的水位测量方法。
它通过将浮球固定在水面上，并通过绳索或杆子连接到水位计来测量水位。
当水位上升或下降时，浮球也会相应地上升或下降，从而记录水位的变化。
总结而言，雨量观测和水位测量是水文测量中至关重要的方法。
水位计1 水位计自动测定并记录河流、湖泊和灌渠等水体的水位的仪器。
按传感器原理分浮子式、跟踪式、压力式和反射式等。
常用的水位计有浮子式水位计、气泡压力水位计、超声波水位计、雷达式水位计；（水位记录方式主要有：记录纸描述，数据显示或打字记录,穿孔纸带,磁带和固体电路储存等。
水位计的精确度一般在1～3厘米以内，中国制造的水位计的记录周期有1天、30天和90天等。
走时误差,机械钟为2分/日，石英晶体钟小于5分/月。
）1.1 浮子式水位计浮子式水位计：利用浮子跟踪水位升降，以机械方式直接传动记录。
用浮子式水位计需有测井设备(包括进水管)。
浮子式水位计信号输出方式：格雷码、R485、2-20mA模拟量输出使用范围：适合岸坡稳定、河床冲淤不大的低含沙河段。
浮子式水位计在中国应用较广。
工作原理：浮子水位计以浮子感测水位变化，工作状态下，浮子、平衡锤与悬索连接牢固，悬索悬挂在水位轮的“V”形槽中。
平衡锤起拉紧悬索和平衡作用，调整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水线上。
在水位不变的情况下，浮子与平衡锤两边的力是平衡的。
当水位上升时，浮子产生向上浮力，使平衡锤拉动悬索带动水位轮作顺时针方向旋转，水位编码器的显示读数增加；水位下降时，则浮子下沉，并拉动悬索带动水位轮逆时针方向旋转，水位编码器的显示器读数减小。
仪器的水位轮测量圆周长为32厘米，且水位轮与编码器为同轴联接，水位轮每转一圈，编码器也转一圈，输出对应的32组数字编码。
当水位上升或下降，编码器的轴就旋转一定的角度，编码器同步输出一组对应的数字编码（二进制循环码，又称格雷码）。
不同量程的仪器使用不同长度的悬索能够输出1024至4096组不同的编码，可以用于测量10至40米水位变幅。
通过与仪器插座相联接的多芯电缆线可将编码信号传输给观察室内的电显示器或计算机，用作观测、记录或进行数据处理；安装有RS485数字通信接口（或4-20mA）的水位计，可以直接与通信机、计算机或相应仪表相联接，组成为水文自动测报系统。
.1压力式遥测水位计在水利水电工程、水情预报、水利调度等部门的应用中，压力式遥测水位计主要用作水位远传及显示、水位遥测接口、水位长期纪录及固态存贮，其最大优点是无需建筑水位测井及井台，安装移动极为便利，适用于江河、湖泊、水库、及地下水环境中。
压力式遥测水位计一般具有水位显示和并行BCD码输出接口或标准RS-232、RS485通讯口，可直接和监控终端、MODEM、卫星通讯数据终端、水位固态存贮器和计算机相接，完成现场数据采集任务。
WYDlO型压力式遥测水位计采纳进口弹性材料和先进的工艺，具有灵敏度高、性能稳定，有良好的抗冲击过载力量，用于很多工业过程较弱的腐蚀性介质中，可作各种静、动态液体的压力测量。
不锈钢全封焊结构具有良好的防潮力量及优异的介质兼容性。
图2：PT601型压力式遥测水位主要技术指标：■最大水位变幅：1OnI或20m■精度：2%。
变幅±Icm■最大静水压力：150%变幅■最小辨别值：Imm■输出编码方式：并行BCD码或标准RS-232、RS-485通讯口■传输距离：小于2km（电缆另购）■环境温度：T（TC至40℃,与传感器接触的水不能结冰■适应于全部的水位测量。
图5：压力式遥测水位探头.2编码式遥测水位计WFH-2型全量机械编码水位计由水位传感器部分和水位显示器部分组成，自身配套后，可有线遥测实时水位。
用于江河、湖泊、水库、渠道、地下水及各种水工建筑物处的水位测量。
该仪器作为水位传感器可与各种水位遥测系统配套，如：水情自动测报系统、水位数据收集、存储、处理系统等。
(1)仪器特点■浮子传感：仪器结构简洁，性能稳定，工作牢靠使用及修理便利■测井结构：井径小，可采纳工业管材，因而投资和建筑费用低、施工周期短■机械编码：不需电源工作，故无电源投资和掉电、雷击之虞■格雷码制：不存在单值性误差，读数无模糊区■结构设计：积木化、标准化、通用化，便于装配、检修■关键器件：择优进口国际名牌产品，性能稳定，工作牢靠。
液位计工作总结
液位计是用于测量容器中液体或粉体的高度或体积的仪器。
它在许多工业领域中起着重要的作用，包括化工、石油、食品和饮料等行业。
液位计的工作原理和工作方式多种多样，但总体来说，它们都是通过测量液体的压力、容积、电容、浮力或声波等方式来实现的。
液位计的工作原理可以分为接触式和非接触式两种。
接触式液位计通过与液体直接接触来测量液位，包括浮子式、浮瓶式和压力式液位计。
非接触式液位计则是通过传感器和信号处理器来测量液位，包括超声波液位计、雷达液位计和微波液位计等。
这些液位计在不同的工作环境和液体条件下都有各自的优势和适用性。
在实际工作中，液位计的使用需要注意一些关键因素。
首先是选择合适的液位计类型，根据液体性质、压力、温度和工作环境来选择合适的液位计。
其次是正确安装和校准液位计，确保其能够准确地测量液位并输出正确的信号。
最后是定期维护和检查液位计，确保其正常工作并及时发现并排除故障。
总的来说，液位计在工业生产中起着至关重要的作用，它们能够帮助企业实现对液体或粉体的精确控制和管理，保障生产过程的安全和稳定。
因此，对液位计的工作原理和使用方法有充分的了解和掌握是非常重要的。
希望本文能够帮助读者对液位计有更深入的了解，并在实际工作中能够更好地应用液位计来提高生产效率和质量。
一、 水位计的使用和维护(1) 二种水位计的简单原理超声波水位计简单原理超声波水位计依据声波反射原理来进行物位测量，测量探头发射超声波，超声波碰到物体反射，测量接收到反射波，即可计算动身射超声波和接收超声波之间时段T ，依据超声波的速度C ，计算水位高度H ＝C •T/2超声波水位计初值矫正 在正式投进运行前，必须比照水闸内河或外河当时的水位表尺或其它有效的参照值，对二次仪表的检测值进行矫正，以确保采样数据的正确性。
今后在卸下维护重新安装后，必须再次按同样方法矫正。
投进式水位计简单原理依据压力原理来进行物位测量，测量探头承受的压力与水深成正比。
投进式水位计初值矫正在正式投进运行前，必须比照水闸内河或外河当时的水位表尺或其它有效的参照值，对二次仪表的检测值进行矫正，以确保采样数据的正确性。
(2)怎么样保证数据采集的正确性?➢ 重视安装位置的平安，防止过往船舶的碰撞和人为损坏➢ 重视安装高度的恒定，它和数据采集的正确性紧密相关➢ 超声波水位计要重视对周边水面滞留飘浮物的往除➢ 怎么样正确进行数据律定➢ 怎么样通过仪表显示的信噪比来判定信号的强度是否合格➢ 安装投进式水位计的特殊要求♦钢管牢固固定，不能发生位移； ♦钢管内径在Φ50mm 左右； ♦ 在钢管进水端口以上60mm 处，开4个均匀分布的Φ4mm 小孔，以便水畅通进进管内；♦ 在钢管进水端口以上20mm 处，十字对穿2个Φ4mm 螺栓，以便水位计阻挡水上飘浮物的围栏不锈钢管透水孔定位螺栓 投进式水位计安装示意图探头定位。
(3)日常保养方法超声波水位计维护要点：♦信号反射区域内〔信号头下直径为的园周内〕无遮挡物〔包括停泊的船只〕♦水位计外装防护铁罩♦在飘浮物和水葫芦多发地段安装围栏。
投进式水位计维护要点：♦每个月清洗一次。
♦清洗时先翻开投进式水位仪铁管的旋帽,小心拿出液位计；再将液位计上附着的杂物〔比方水草，浮游生物等〕往除掉。
♦清洁水位计引压孔时，可使用三氯乙烯或酒精注进引压孔到其高度二分之一处浸泡5分钟左右，然后稍微晃动、重复屡次，直到清洗洁净位止。
雨量计1.雨量计雨量计（rainfall recorder）：用来测量一段时间内某地区的降水量的仪器（降雪量的测量则需要使用雪量计）。
常见的有虹吸式和翻斗式两种。
（1994年12月18日，中国首台光学雨量计问世。
）大部分的雨量计都是以毫米作为测量单位，有时候测量结果也会以英寸或厘米作为单位。
而观测的频率则可以根据采集单位的要求而变化。
染程度或其他测试的样本。
——雨水结冰，堵塞漏斗。
雨量计的安装：在远离建筑物和树木的空地上，以最大程度地减小观测误差。
国内主要生产厂家：徐州伟思水务科技有限公司（徐州伟思信息系统工程研究所）、潍坊大禹水文科技有限公司、南京江瀚信息工程有限公司（河海大学水文水利自动化研究所）、南京水文水利自动化研究所注：该类仪器设备生产需具有《中国工业产品生产许可证》。
2.虹吸式雨量计水器，经下部的漏斗汇集，导至浮子室。
浮子室是由一个圆筒内装浮子组成，浮子随着注入雨水的增加而上升，并带动自记笔上升。
自记钟固定在座板上，转筒由钟机推动作用回转运动，使记录笔在围绕在转筒上的记录纸上画出曲线。
记录纸上纵坐标记录雨量，横坐标由自记钟驱动，表示时间。
当雨量达到一定高度（比如10毫米）时，浮子室内水面上升到与浮子室连通的虹吸管处，导致虹吸开始，迅速将浮子室内的雨水排入储水瓶，同时自记笔在记录纸上垂直下跌至零线位置，并再次开始雨水的流入而上升，如此往返持续记录降雨过程。
虹吸式雨量计的优缺点：优点：节约能源，降水有记录，不需要人守候；缺点：但必须定时到现场去更换记录纸，操作繁琐（现已有自动虹吸式雨量计）。
虹吸管易堵塞。
3.翻斗式雨量计（传感器）翻斗式雨量计是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等构成；记录器由计数器、录笔、自记钟、控制线路板、信号输出端子等构成。
工作原理为：雨水由最上端的承水口进入承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度（比如0.1/0.2/0.5毫米）时，翻斗失去平衡翻倒。
水位计1水位计超声波水位计、雷达式水位计；（水位记录方式主要有：记录纸描述，数据显示或打字记录,穿孔纸带,磁带和固体电路储存等。
水位计的精确度一般在1～3厘米以，中国制造的水位计的记录周期有1天、30天和90天等。
走时误差,机械钟为2分/日，石英晶体钟小于5分/月。
）1.1浮子式水位计浮子式水位计：利用浮子跟踪水位升降，以机械方式直接传动记录。
用浮子式水位计需有测井设备(包括进水管)。
浮子式水位计信号输出方式：格雷码、R485、2-20mA模拟量输出用较广。
工作原理：浮子水位计以浮子感测水位变化，工作状态下，浮子、平衡锤与悬索连接牢固，悬索悬挂在水位轮的“V”形槽中。
平衡锤起拉紧悬索和平衡作用，调整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水线上。
在水位不变的情况下，浮子与平衡锤两边的力是平衡的。
当水位上升时，浮子产生向上浮力，使平衡锤拉动悬索带动水位轮作顺时针方向旋转，水位编码器的显示读数增加；水位下降时，则浮子下沉，并拉动悬索带动水位轮逆时针方向旋转，水位编码器的显示器读数减小。
仪器的水位轮测量圆周长为32厘米，且水位轮与编码器为同轴联接，水位轮每转一圈，编码器也转一圈，输出对应的32组数字编码。
当水位上升或下降，编码器的轴就旋转一定的角度，编码器同步输出一组对应的数字编码（二进制循环码，又称格雷码）。
不同量程的仪器使用不同长度的悬索能够输出1024至4096组不同的编码，可以用于测量10至40米水位变幅。
通过与仪器插座相联接的多芯电缆线可将编码信号传输给观察室的电显示器或计算机，用作观测、记录或进行数据处理；安装有RS485数字通信接口（或4-20mA）的水位计，可以直接与通信机、计算机或相应仪表相联接，组成为水文自动测报系统。
仪器的置式RS485数字通信接口（选装），具备选址、选通功能，能以二线制方式远距离传输信息，在一对双绞线信号线上可以驱动或接收多台水位（或闸位）传感器，实现遥测组网。
显示、控制系统（如船闸、水电站、抽水蓄能电站、农业灌溉系统，给排水系统等）；配置RS485通信接口的水位仪，可直接与通信机、计算机联网使用组成水文自动测报系统、水情卫星遥测系统；配置存贮记录单元的仪器可广泛用于水文站。
1.2气泡压力式水位计压力式水位计：根据压力与水深成正比关系的静水压力原理，运用压敏元件作传感器的水位汁。
当传感器固定在水下某一测点时，该测点以上水柱压力高度加上该点高程，即可间接地测出水位。
工作原理：是测量水压力，推算水位。
其特点是不需建静水测井，可以将传感器固定在河底，用引压管消除大气压力，从而直接测得水位。
压力式水位计分类：一类为气泡型，在引压管中不断输气，用自动调节的压力天平将水压力转换成机械转角量，从而带动记录机构。
另一类为电测型，它应用固态压阻器件作传感器，可直接将水压力转变成电压模量或频率量输出，用导线传输至岸上进行处理和记录。
计强。
气泡式水位计：将一根上端装有压力传感器和气源的管子插入水中，以恒定流向管子里通入少量空气或惰性气体，压力传感器即可测出管气体压力，此值与管子末端以上水头成正比，通过记录系统转换成水位。
气泡式水位计信号输出方式：SDI-12，RS232，RS485。
气泡式压力水位计是压力式水位计的一种。
气泡式水位计的造价比压阻式压力水位计高，也较复杂。
（但它和流速仪中被测水体完全没有“电气”上的联系，只有一根气管进人水中，从而可以避免很多干扰、影响，构成了它自己的使用特点。
）气泡式水位计的工作原理与压阻式压力水位计相同，通过测量固定水下点的静水压强测量水位。
但侧量静水压力的方法不一样。
压阻式压力水位计是将压力传感器直接安放在水下测点进行测压，再将信号传回岸上进行处理。
而气泡式水位计是将压力传感器安装在岸上仪器部，通过一根吹气管将吹气管口的静水压强引人岸上仪器进行侧量。
气泡式水位计有一根吹气管进人水中，吹气管口固定在水下某一侧点处，吹气管另一端接入岸上仪器的吹气管腔(气包)。
此吹气管腔联接有高压气瓶或气泵。
其引压原理基于在一个密封的气体容器，各点压强相等。
也就是说：如果气水分界处正好在管口，而气体又不流动，或基本不流动(只冒气泡)，那么吹气管出口处的气体压强和该点的静水压强相等，又和整个吹气管腔的压强相等。
将压力传感器的感压口置于吹气的管腔，这样压力传感器就可直接感应到出气口的静水压强值，即可换算得到该测点位置对应的水位。
（要使吹气管出口处的气体压强和该点的静水压强相等，可采用两种方法：一种是仪器部装有自动调压恒流装置，自动适应静水压力的变化，只是慢慢均匀地放出气体，一般是一分钟冒数十个气泡。
这时可以认为气体压强等于出气口的静水压强，这种方式称之为恒流式气泡水位计。
另一种方式是平时仪器不工作，要侧量时仪器启动气泵，使气体压强超过出气口的静水压强，然后气泵停止工作，出气口的出气很快停止，表示管压强等于静水压强，仪器快速自动测出此压力。
这种方式称为非恒流式气泡水位计。
）1.3超声波水位计声波式水位计：是反射式水位计的一种，应用声波遇不同介面反射的原理来测定水位。
分为气介式和水介式两类。
气介式以空气为声波的传播介质，换能器置于水面上方，由水面反射声波，根据回波时间可计算并显示出水位。
仪器不接触水体，完全摆脱水中泥沙，流速冲击和水草等不利因素的影响。
水介式是将换能器安装在河底，向水面发射声波。
声波在水介质中传播速度高，距离大，也不需要建测井。
两种水位计均可用电缆传输至室显示或储存记录。
超声波水位计适用于江河、湖泊、水库、河口、渠道、船闸及各种水工建筑物处水位测量。
因此可用作水位数据采集系统和水文自动测报系统的传感器。
特点：非接触测量，不受水体污染，不破坏水流结构；不需建造测井，节省土建投资；无触点开关元器件；法兰或螺纹连接，安装方便；无机械磨损，稳定耐用；供电电源和输出信号使用同一根两芯线缆；自动温度补偿和压力校正；液晶显示，调试检修方便；适用围：容易受风浪的影响，尤其是闸下水位，水流急，浪涌大，所以闸下不宜安装超声波水位计，水面泡沫多时也不宜用超声波水位计。
可以换做压力式水位计，如果有测井，浮子式水位计也可以。
超声波水位计信号传输：RS-232、RS-485、TTL电平、4-20mA模式输出、并行口输出、电流环输出；1.4雷达水位计雷达水位计采用雷达波测量到水面的距离，实际上是一台雷达测距仪。
雷达波测量不受温度、湿度、风速、降雨等环境因素影响。
雷达水位计以非接触方式测量水位，亦不受水体影响，是水位测量最理想的设备。
雷达波的测距精度为毫米级，水位计通过部波浪滤波功能，实测水位精度可达1 至3 厘米，量程围最大可达70米（雷达探头到水面的距离）。
雷达水位计都有一个发射雷达波的天线，俗称“探头”。
从外观上看，探头的形状有喇叭型、锥形、平面型。
发射波束的形状都为喇叭型（上图的红色部分）。
雷达水位计电路部分位于探头上部，与探头封装为一个整体，总长度约20-50 厘米不等，有电源线和数据线引出，但大都没有显示和记录功能，必须接到RTU或数据采集器才能看到水位数据。
雷达水位计信号传输：RS-232、RS-485、4-20mA模式输出；适用围：河流水位，明渠水位自动监测水库坝前，坝下尾水水位监测调压塔（井）水位监测潮位自动监测系统，城市供水，排污水位监测系统安装时注意事项：1、选择安装地点时，应避免漂浮物的影响。
雷达波会把漂浮物误认为水面，测量结果是探头到漂浮物的距离。
2、选择安装位置时，要保证雷达波全部覆盖到水面。
应避免低水时、河床淤积、主槽摆动等导致雷达波覆盖到地面。
雷达波无法识别水面和地面，测到地面时，依然报告水位数据。
如果雷达波覆盖到地面和水面的交界部分，则会无序显示水面和岸边的高度数据。
3、探头安装要尽量保持水平。
当高度超过10米时，探头水平偏差3 度，引入的水位误差达15毫米。
2雨量计日，中国首台光学雨量计问世。
）厘米作为单位。
而观测的频率则可以根据采集单位的要求而变化。
污染程度或其他测试的样本。
雨量计的安装：在远离建筑物和树木的空地上，以最大程度地减小观测误差。
国主要生产厂家：伟思水务科技（伟思信息系统工程研究所）、潍坊大禹水文科技、江瀚信息工程（河海大学水文水利自动化研究所）、水文水利自动化研究所注：该类仪器设备生产需具有《中国工业产品生产许可证》。
2.1虹吸式雨量计虹吸式雨量计能连续记录液体降水量和降水时数，从降水记录上还可以了解降水强度。
虹吸式雨量计由承水器、浮子室、自记钟和外壳所组成。
雨水由最上端的承水口进入承水器，经下部的漏斗汇集，导至浮子室。
浮子室是由一个圆筒装浮子组成，浮子随着注入雨水的增加而上升，并带动自记笔上升。
自记钟固定在座板上，转筒由钟机推动作用回转运动，使记录笔在围绕在转筒上的记录纸上画出曲线。
记录纸上纵坐标记录雨量，横坐标由自记钟驱动，表示时间。
当雨量达到一定高度（比如10毫米）时，浮子室水面上升到与浮子室连通的虹吸管处，导致虹吸开始，迅速将浮子室的雨水排入储水瓶，同时自记笔在记录纸上垂直下跌至零线位置，并再次开始雨水的流入而上升，如此往返持续记录降雨过程。
虹吸式雨量计的优缺点：优点：节约能源，降水有记录，不需要人守候；缺点：但必须定时到现场去更换记录纸，操作繁琐（现已有自动虹吸式雨量计）。
虹吸管易堵塞。
2.2翻斗式雨量计（传感器）翻斗式雨量计是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等构成；记录器由计数器、录笔、自记钟、控制线路板、信号输出端子等构成。
工作原理为：雨水由最上端的承水口进入承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度（比如0.1/0.2/0.5毫米）时，翻斗失去平衡翻倒。
而每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器控制自记笔将雨量记录下来，如此往复即可将降雨过程测量下来。
仪器的翻斗上装有两个恒磁钢，干簧管支架上装有两个干簧管，仪器出厂时磁钢与干簧管均已调整在合适的耦合距离上，使仪器输出信号与翻斗翻转次因干簧管抖动和因翻斗回跳引发的计数、报讯错误。
（安装输出信号线：将输出信号线的一端与对应的输出端子相连接，另一端穿过仪器底座的过线孔通过地埋防护管引入室与上位数据采集装置电连接，同时用密封胶将过线孔密封，安装仪器不锈钢外筒并锁紧外筒锁紧螺钉。
）仪器长期工作一般一个月要清理一次，三个月必须清理一次；输出信号：磁钢—干簧管式接点开关通断信号；翻斗式雨量计的优缺点：优点：全自动记录，操作方便灵活；缺点：。
2.3简易雨量计简易雨量计（不带声光报警功能）简易雨量计是人工观测式雨量器，它的承雨口组件安装在室外，储水瓶放置于室（或者室外），用于人工观测降水量，可方便地用于大雨、暴雨观测及可能发生的山洪、山体滑波警示。
