一种水库消落带浪蚀监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水库消落带浪蚀监测装置，包括压力测量箱体，压力测量箱体的底面上设置有若干个与其垂直的隔网，隔网上设置有若干个与压力测量箱体的底面平行的压力感应板，压力感应板上设置有压力传感器和光发射部件，压力测量箱体的底部通过第一固定杆连接有光线接收器安装箱，第一固定杆内安装有数据电缆线；光线接收器安装箱上设置有若干个光感应部件，光感应部件与压力感应板一一对应设置，光感应部件与压力感应板在同一水平面上；压力测量箱体的侧面的顶部连接有与其相垂直的U型连接线布置管道，连接线布置管道上设置有近景摄像头和数据电缆线，数据电缆线连接有控制装置。本实用新型专利技术组装方便，施工简单，工程造价低。

A kind of monitoring device for wave erosion in water dissipation zone of reservoir

【技术实现步骤摘要】
一种水库消落带浪蚀监测装置
本技术属于水土保持
，具体地说，涉及一种水库消落带浪蚀监测装置。
技术介绍
水库涨落带又称消落带或消落区，指水库水位季节性涨落，库岸土地周期性淹没、出露水面的一段特殊区域。消落带受电站蓄水导致的干湿交替影响，地面植被遭到破坏，土壤结构发生变化，在生态系统稳定、抗外界干扰能力及对生态环境变化的适应性上，均表现出明显的脆弱性。水电开发形成的弃渣场及开挖边坡、断面等形成的高崖碎石岸坡在水库蓄水之后部分处于消落带区域，水库水位涨落后，出露成陆期通常天气炎热潮湿，大雨、暴雨频繁，在水面波浪和地表径流冲刷的共同作用下，成为土壤侵蚀较为严重的区域。波浪侵蚀，又称浪蚀，贯穿库区整个水位涨落周期，在不同水位的水陆交界面广泛分布。在水位线附近坡面均有程度不等的波浪侵蚀发生，尤其发生在土质消落带陡坡、滩坡和平缓旱地的坡面上。波浪对库岸的破坏作用主要包括以下几个方面：(1)波浪拍击岸坡，使岸坡岩土体松动，甚至被波浪卷走；(2)波浪淘刷岩土体中的土粒，使岸坡岩土松动失稳；(3)涌浪作用将水灌入岩土体缝隙内，当波浪退却后滞留水在岩土体底部产生托顶作用，使岩土体松动滑落，同时灌入岩土体缝隙内的水浸泡岩土体，降低边坡稳定性。波浪侵蚀包括浪蚀作用、波浪及岸边流的搬运作用；造成的一次性破坏较小，但作用的时空分布广，且可以为岸坡后退提供必要的临空条件。波浪侵蚀消落带土壤，不仅降低土壤质量，影响消落植被恢复，破坏拦沙截污的生态服务功能，且易造成库岸持续后退并加剧库岸失稳。消落带生态系统的脆弱和消落带土壤侵蚀问题受到各方关注，但其监测手段匮乏。目前消落带土壤侵蚀监测大部分侧重于降雨侵蚀监测，较少考虑库区波浪淘蚀，缺少消落带浪蚀监测技术和方法。通过监测水体浊度、波浪压力强度、坡面形态变化，推求消落带浪蚀强度，提出开展消落带波浪侵蚀监测的技术装置和监测方法，可为维护水库库岸稳定、缓解水库泥沙淤积，提供科技支撑。目前，现有的相关技术有：专利野外自动土壤侵蚀监测装置(申请号：201721505488.9，公开日：2018-07-24)，解决了现有土壤侵蚀监测装置功能单一、数据精度差等问题。实现了野外土壤侵蚀监测准确性高、并可自动进行判断和计算，但仅适用于雨水径流侵蚀土壤监测，对波浪侵蚀土壤监测并不适用。专利海岸侵蚀监测桩(申请号：201820104114.4，申请日：2018-01-22)将监测桩竖直固定于海岸以下，且监测桩上部凸出于海岸以上，可将测绘仪器直接固定于监测桩顶上，从而测量监测桩的高度，可使测量精度高，误差较小，测量过程更为方便。但此监测装置功能较单一，仅能通过测量高度确定侵蚀程度，而监测桩造价高，耗时费力且建筑过程复杂。专利一种水质浊度监测装置(申请号：201521082597.5，申请日：2015-12-23)，此装置操作简单，不需要采集样品监测水质浊度，可以直接将该水质浊度监测装置设置于水管中通过记录和采集透过水管内水的光强变化来监测水的浊度。但此装置功能较单一，仅适用于监测水管中单向水流的水质浊度，对库区水质浊度监测并不适宜。刘世萱等(刘世萱，齐勇，刘海丰，微波波浪浮标监测系统[J].海洋技术学报，2011.02.013)所述的“微波波浪浮标体装置”具有高稳定性、高透光性、高抗紫外线性等特性，但此装置并不能监测某一特定方向波浪强度。
技术实现思路
有鉴于此，本技术针对上述的问题，提供了一种水库消落带浪蚀监测装置，该装置结合波浪强度与水体浊度得出水体含沙量，同时借助岸坡形态变化监测消落带波浪侵蚀强度。首先通过压力感应板测得波浪强度并输送信号，光发射部件接收到信号散发光线，光感应部件接收光线号，基于散射光原理测得水体浊度，为部分水体含沙量的计算打下基础；同时，可观测到由较大波浪拍打岸坡造成的岸坡形态变化，通过分析波浪强度与土壤流失量的定量关系，为求消落带浪蚀强度打下基础。为了解决上述技术问题，本技术公开了一种水库消落带浪蚀监测装置，包括压力测量箱体，所述压力测量箱体的底面上设置有若干个与其垂直的隔网，所述隔网上设置有若干个与压力测量箱体的底面平行的压力感应板，每个压力感应板上设置有压力传感器和光发射部件，所述压力测量箱体的底部设置有第一固定杆，所述压力测量箱体通过第一固定杆连接有光线接收器安装箱，所述第一固定杆内安装有数据电缆线；所述的光线接收器安装箱上设置有若干个光感应部件，所述光感应部件与压力感应板一一对应设置，光感应部件与压力感应板在同一水平面上；所述的压力测量箱体的侧面的顶部连接有与其相垂直的U型连接线布置管道，所述的连接线布置管道上设置有近景摄像头，所述连接线布置管道内设置有数据电缆线，所述数据电缆线连接有控制装置。可选地，控制装置包括装置控制箱，所述装置控制箱内设置有CPU控制电路板，所述CPU控制电路板通过导线分别连接有压力传感器、光发射部件、光感应部件、GPS定位器、电机、显示装置、控制用键盘、蓄电池和太阳能板，电机上连接有卷扬机和数据电缆线。可选地，所述电机、GPS定位器和蓄电池均设置在装置控制箱的底板上，所述装置控制箱的顶部设置有太阳能板支架，太阳能板支架上设置有太阳能板。可选地，所述太阳能板与装置控制箱顶部夹角为45度。可选地，所述的连接线布置管道包括第一连接杆，所述第一连接杆的两端分别连接第二连接杆，第二连接杆平行设置，第二连接杆上设置有摄像头支架，所述摄像头支架上设置有近景摄像头。可选地，压力测量箱体的顶部的两侧均通过浮筒第三连接杆连接有第一浮筒，所述第二连接杆之间且靠近第一连接杆处设置有第二浮筒，所述第三连接杆与第二连接杆垂直设置。可选地，所述连接线布置管道内设置有第二固定杆，所述第二固定杆与隔网垂直。可选地，所述数据电缆线缠在卷扬机上。可选地，所述的压力感应板的材质为金属；所述压力传感器的材质为陶瓷。可选地，所述连接线布置管道的材质为聚乙烯；所述第一固定杆和第二固定杆的材质为铝合金。与现有技术相比，本技术可以获得包括以下技术效果：1)本技术提供的一种消落带浪蚀监测系统设有压力监测传感系统以及浊度监测系统，二者可同步工作，波浪拍打压力感应板，压力传感器输送信号到光线接收器安装箱，光发射部件散发光线到光感应部件，通过记录和采集光强变化来监测水体浊度，然后转换为电信号，由水质监测的主控CPU控制电路板接收这些信息，并对水质浊度做出判断，为求出含沙量做基础。2)压力测量箱体上设置多个隔网，每个隔网且在压力感应板处都安装有压力传感器，光发射部件只在中轴隔网安装，增强监测结果的准确性。压力测量箱体两端以及光线接收器安装箱前方分别布置有浮筒，在提供浮力的同时起到稳定水中监测装置以及释放静水压力的作用。在电机的控制下，卷扬机可带动水中监测装置随水位的变化而自行变化高度。较大波浪对岸坡侵蚀程度无法仅利用水中监测装置的监测结果得出，因此在水面布设两架可改变拍摄位置的近景摄影头，能拍摄到在较大波浪侵蚀下岸坡的形态变化，确保了监测结果的准确性。...

【技术保护点】
1.一种水库消落带浪蚀监测装置，其特征在于，包括压力测量箱体(1)，所述压力测量箱体(1)的底面上设置有若干个与其垂直的隔网(7)，所述隔网(7)上设置有若干个与压力测量箱体(1)的底面平行的压力感应板(2)，每个压力感应板(2)上设置有压力传感器(3)和光发射部件(5)，所述压力测量箱体(1)的底部设置有第一固定杆(8)，所述压力测量箱体(1)通过第一固定杆(8)连接有光线接收器安装箱(4)，所述第一固定杆(8)内安装有数据电缆线(16)；所述的光线接收器安装箱(4)上设置有若干个光感应部件(6)，所述光感应部件(6)与压力感应板(2)一一对应设置，光感应部件(6)与压力感应板(2)在同一水平面上；所述的压力测量箱体(1)的侧面的顶部连接有与其相垂直的U型连接线布置管道(13)，所述的连接线布置管道(13)上设置有近景摄像头(14)，所述连接线布置管道(13)内设置有数据电缆线(16)，所述数据电缆线(16)连接有控制装置(27)。/n

【技术特征摘要】
1.一种水库消落带浪蚀监测装置，其特征在于，包括压力测量箱体(1)，所述压力测量箱体(1)的底面上设置有若干个与其垂直的隔网(7)，所述隔网(7)上设置有若干个与压力测量箱体(1)的底面平行的压力感应板(2)，每个压力感应板(2)上设置有压力传感器(3)和光发射部件(5)，所述压力测量箱体(1)的底部设置有第一固定杆(8)，所述压力测量箱体(1)通过第一固定杆(8)连接有光线接收器安装箱(4)，所述第一固定杆(8)内安装有数据电缆线(16)；所述的光线接收器安装箱(4)上设置有若干个光感应部件(6)，所述光感应部件(6)与压力感应板(2)一一对应设置，光感应部件(6)与压力感应板(2)在同一水平面上；所述的压力测量箱体(1)的侧面的顶部连接有与其相垂直的U型连接线布置管道(13)，所述的连接线布置管道(13)上设置有近景摄像头(14)，所述连接线布置管道(13)内设置有数据电缆线(16)，所述数据电缆线(16)连接有控制装置(27)。


2.根据权利要求1所述的水库消落带浪蚀监测装置，其特征在于，控制装置(27)包括装置控制箱(18)，所述装置控制箱(18)内设置有CPU控制电路板(21)，所述CPU控制电路板(21)通过导线分别连接有压力传感器(3)、光发射部件(5)、光感应部件(6)、GPS定位器(19)、电机(20)、显示装置(22)、控制用键盘(23)、蓄电池(24)和太阳能板(25)，电机(20)上连接有卷扬机(17)和数据电缆线(16)。


3.根据权利要求2所述的水库消落带浪蚀监测装置，其特征在于，所述电机(20)、GPS定位器(19)和蓄电池(24)均设置在装置控制箱(18)的底板上，所述装置控制箱(18)的顶部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁斯琦，陆颖，袁旭，何大明，王海龙，肖复晋，蒋永健，蒋丽，李亚，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：新型
国别省市：云南;53