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摘 要：本文使用VEGAPULS68型雷达水位计，进行了万家寨水电站坝上雷达水位计比测分析，通过对万家寨水电站坝4月-9月共六个月的水位观测，雷达水位计比测误差均不超过2cm，这符合置信水平95%的随机不确定度小于3cm的要求。本次对比分析表明，雷达水位计是一种新型的仪器设备，雷达水位计在设备工作正常且探头着流情况下，观测精度可满足规范要求，可采用雷达水位计观测数据。
关键词：雷达水位计；比测分析；精度；水电站坝
1 工程概况
万家寨水电站坝位于黄河北干流托克托至龙口河段峡谷内，属于我国大型的一等水工建筑物，枢纽工程组成主要包括泄水建筑物、拦河坝、引黄取水建筑物、坝后式厂房、GIS开关站等。拦河坝共22个坝段，属于半整体式混凝土直线重力坝，坝顶长为443m，坝顶高程为982m，最大坝高为105m。万家寨水电站坝工程电站装机六台，每台容量为180MW，总装机容量为1080MW，平均发电量为27.5亿kwh。
2 仪器设备及雷达水位计工作原理
2.1 仪器设备
雷达水位计传感器采用脉冲雷达波测距原理测量水位[1]。VEGAPULS68雷達水位传感器由德国VEGA公司生产，属于一种新型非接触水位测量仪器，测量系统配备远距离数据传送装置及数据存储装置，是一种高精度的水位测量仪器[2]。该水位计可用于有浮木、污泥、污水等水域的水位测量[3]。VEGAPULS68型雷达水位计的雷达波不受湿度、温度、风雪等天气影响，具有优异稳定性能，其精度非常高。表1为VEGAPULS68型雷达水位计主要技术指标。
2.2 雷达水位计工作原理及特点
雷达水位计在进行工作时，雷达脉冲从传感天线进行发射，天线对从水面反射回的脉冲进行接收，并对时间T进行记录，根据电磁波传播速度C（常数）对探头到水面距离进行计算，按照探头到水面距离探头及安装高程对水位进行确定。通常情况下要对雷达水位计声速温度进行修正，确保测流精度，使其达到规范要求。图1为雷达水位计工作系统结构图。
3 资料的选取及分析依据
3.1 资料选取
本文将雷达水位观测结果及人工观测记载数据进行对比分析，确保分析成果的合理性、科学性。根据万家寨水电站坝水势情况，选取2018年4月-9月的水位观测。按照GB/T50138-2010《水位观测标准》要求，人工观测每日进行定点观测。采用莱卡TS06全站仪测得雷达水位计探头安装高程。
3.2 分析统计依据
根据《水位观测标准》比测要求，按照水位变幅分为几个测段，分别进行监测，每段比测数为35次。比测结果应符合系统误差应为±1cm，置信水平95%的综合不确定度应小于3cm的规定。
4 分析计算及结果
4.1 计算方法
系统不确定度按照公式进行计算，其中，人工校测水位用表示，单位为m；自动监测水位用表示，单位为m；校测次数用表示。随机不确定度按照公式
进行计算；综合不确定度按照公式
进行计算。
4.2 分析计算结果
采用雷达水位计测试时，选取水尺断面作为测量位置，经2018年4-9月共六个月的水位观测，在此期间，万家寨水电站坝水域经历了三个阶段，即枯水期、平水期、洪水期，表2为万家寨水电站坝水域观测结果。
由表2知，在4月-9月，雷达水位计比测误差均不超过2cm，这与置信水平95%的随机不确定度小于3cm的要求相符合。本次万家寨水电站坝水位比测次数为110次，表3为分析计算结果。
由表3知，置信水平95%的综合不确定度小于3cm，因此比测是合格的，此雷达水位计可进行使用。
5 结论
本文使用VEGAPULS68型雷达水位计，进行了万家寨水电站坝上雷达水位计比测分析，结果如下：2018年4-9月共六个月的水位观测，
（1）VEGAPULS68型雷达水位计封闭严密、结构紧凑、利于装卸维护，观测传输快捷、精度高，通过对万家寨水电站坝4月-9月共六个月的水位观测，雷达水位计比测误差均不超过2cm，这符合置信水平95%的随机不确定度小于3cm的要求。
（2）本次对比分析表明，雷达水位计是一种新型的仪器设备，雷达水位计在设备工作正常且探头着流情况下，观测精度可满足规范要求，可采用雷达水位计观测数据。
参考文献
[1]石牡丽，李培侠，王建宏.凤州水文站雷达水位计采集水位与人工观测水位对比分析[J]，陕西水利，2018（5）：30-31.
[2]张勇.雷达水位计数据跳变分析及解决办法[J]，水利规划与设计，2018（10）：78-80.
[3]钟超.自动雷达水位计在大青河水文站的比测分析与应用探讨[J]，陕西水利，2019（1）：119-121.
关键词：雷达水位计；比测分析；精度；水电站坝
1 工程概况
万家寨水电站坝位于黄河北干流托克托至龙口河段峡谷内，属于我国大型的一等水工建筑物，枢纽工程组成主要包括泄水建筑物、拦河坝、引黄取水建筑物、坝后式厂房、GIS开关站等。拦河坝共22个坝段，属于半整体式混凝土直线重力坝，坝顶长为443m，坝顶高程为982m，最大坝高为105m。万家寨水电站坝工程电站装机六台，每台容量为180MW，总装机容量为1080MW，平均发电量为27.5亿kwh。
2 仪器设备及雷达水位计工作原理
2.1 仪器设备
雷达水位计传感器采用脉冲雷达波测距原理测量水位[1]。VEGAPULS68雷達水位传感器由德国VEGA公司生产，属于一种新型非接触水位测量仪器，测量系统配备远距离数据传送装置及数据存储装置，是一种高精度的水位测量仪器[2]。该水位计可用于有浮木、污泥、污水等水域的水位测量[3]。VEGAPULS68型雷达水位计的雷达波不受湿度、温度、风雪等天气影响，具有优异稳定性能，其精度非常高。表1为VEGAPULS68型雷达水位计主要技术指标。
2.2 雷达水位计工作原理及特点
雷达水位计在进行工作时，雷达脉冲从传感天线进行发射，天线对从水面反射回的脉冲进行接收，并对时间T进行记录，根据电磁波传播速度C（常数）对探头到水面距离进行计算，按照探头到水面距离探头及安装高程对水位进行确定。通常情况下要对雷达水位计声速温度进行修正，确保测流精度，使其达到规范要求。图1为雷达水位计工作系统结构图。
3 资料的选取及分析依据
3.1 资料选取
本文将雷达水位观测结果及人工观测记载数据进行对比分析，确保分析成果的合理性、科学性。根据万家寨水电站坝水势情况，选取2018年4月-9月的水位观测。按照GB/T50138-2010《水位观测标准》要求，人工观测每日进行定点观测。采用莱卡TS06全站仪测得雷达水位计探头安装高程。
3.2 分析统计依据
根据《水位观测标准》比测要求，按照水位变幅分为几个测段，分别进行监测，每段比测数为35次。比测结果应符合系统误差应为±1cm，置信水平95%的综合不确定度应小于3cm的规定。
4 分析计算及结果
4.1 计算方法
系统不确定度按照公式进行计算，其中，人工校测水位用表示，单位为m；自动监测水位用表示，单位为m；校测次数用表示。随机不确定度按照公式
进行计算；综合不确定度按照公式
进行计算。
4.2 分析计算结果
采用雷达水位计测试时，选取水尺断面作为测量位置，经2018年4-9月共六个月的水位观测，在此期间，万家寨水电站坝水域经历了三个阶段，即枯水期、平水期、洪水期，表2为万家寨水电站坝水域观测结果。
由表2知，在4月-9月，雷达水位计比测误差均不超过2cm，这与置信水平95%的随机不确定度小于3cm的要求相符合。本次万家寨水电站坝水位比测次数为110次，表3为分析计算结果。
由表3知，置信水平95%的综合不确定度小于3cm，因此比测是合格的，此雷达水位计可进行使用。
5 结论
本文使用VEGAPULS68型雷达水位计，进行了万家寨水电站坝上雷达水位计比测分析，结果如下：2018年4-9月共六个月的水位观测，
（1）VEGAPULS68型雷达水位计封闭严密、结构紧凑、利于装卸维护，观测传输快捷、精度高，通过对万家寨水电站坝4月-9月共六个月的水位观测，雷达水位计比测误差均不超过2cm，这符合置信水平95%的随机不确定度小于3cm的要求。
（2）本次对比分析表明，雷达水位计是一种新型的仪器设备，雷达水位计在设备工作正常且探头着流情况下，观测精度可满足规范要求，可采用雷达水位计观测数据。
参考文献
[1]石牡丽，李培侠，王建宏.凤州水文站雷达水位计采集水位与人工观测水位对比分析[J]，陕西水利，2018（5）：30-31.
[2]张勇.雷达水位计数据跳变分析及解决办法[J]，水利规划与设计，2018（10）：78-80.
[3]钟超.自动雷达水位计在大青河水文站的比测分析与应用探讨[J]，陕西水利，2019（1）：119-121.