斜井式水位计的应用

　　1引言

　　我国水位记录主要靠人工水尺观测记录和建造岛式、岸式直井水位台用仪器进行记录，直井中浮子和重锤的升降、用悬索带动水位记录仪进行工作。这种水位记录方式在我国长期应用中具有较高的准确性、可靠性和稳定性，已成为最常规的水位自动记录、观测的手段。其工作原理如图1所示。

　　近年来，由于我国经济的快速发展，人民生活水平的提高，我们对水资源、水环境、水库、江河的安全提出了更高的要求，从而需要新建更多的水位观测点，建造更多的竖井水位台。竖井式水位台一般造价较高，特别是在水位变幅很大的水库库区，建造一个水位台一般造价在ro万元以上，有的可达上百万，同时需在水库接近最低水位时施工，这对已建成的水库来说，难度很大，同时也是对水资源的浪费。

　　科技的发展也出现了一些不需造测井的水位观测记录设备，如压力式、气介式、超声波等，但均因在运用中出现的可靠性、稳定性等原因远没有达到竖井水位台应用的规模。

　　为了解决以上问题，浙江省水文勘测局于2002年7月研制成功并投人使用的斜井式水位计，较好地解决了以上问题，它可利用水库库内坝体、启闭机房杆道、水库库内岸坡、江河岸坡等地形上建造的斜井水位台，从而达到和竖井水位台同样的效果，而大大降低水位台的建设费用。

　　2斜井式水位计工作原理和技术问题

　　斜井式水位计应用斜井水位台的工作原理如图2，斜井中的水位变化时，浮子在平衡作用下作上、下滑动，同时带动水位记录仪工作.

　　从工作原理图中可以看出，要使水位记录仪能应用于斜井水位台，必须解决以下三个技术问题。

　　(l)浮子在斜井中滑动，其滑动的磨擦阻力将决定测量的精度(重复性误差);减小浮子在斜井中运动的磨擦阻力，并尽可能地使水库水位的变化转化为浮子的升降变化，从而提高测量精度。

　　(2)需要一个平衡升降井，用来保证牵引悬索的恒张力，以保证自记水位计的正常运转和测量精度;在水库坝体建造平衡锤升降井即不现实，也不允许。因此要研制出一个保持钢索恒张力的浮子水位平衡器，要求结构简单、性能可靠、功耗低。

　　(3)水位记录仪记录的是浮子沿斜井运行的距离，要换算成水位的垂直升降值;解决倾斜面上浮子的运动距离自动换算成垂直运行距离的方法，保证水位记录仪或传感器正确反映水位值.

　　3滚动式平衡水位浮球

　　为了能使斜井中的浮子与管壁之间的磨擦系数减少，我们采用了滚动式平衡球型浮子，它由球型浮子、牵引环及钢索组成。球型浮子随水面的升降在悬索的牵引下在斜井管壁中作上、下滚动。牵引环用以连接球型浮子与牵引钢索。