CN109724653A - 一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法 - Google Patents
一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109724653A CN109724653A CN201910183482.1A CN201910183482A CN109724653A CN 109724653 A CN109724653 A CN 109724653A CN 201910183482 A CN201910183482 A CN 201910183482A CN 109724653 A CN109724653 A CN 109724653A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- platform
- sectional drawing
- level
- water level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000013459 approach Methods 0.000 title claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 229
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 44
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 38
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 19
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 230000005888 antibody-dependent cellular phagocytosis Effects 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 4
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 4
- 241001310793 Podium Species 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法，包括水文断面基础，混凝土或钢结构高杆，在高杆上预留的安装孔、维修梯和浮子槽，位于高杆顶的仪器柜等。本发明能全量程进行水文观测且不受泥沙淤积、水库(堰塞湖)蓄水溃决等突发水事件的影响，能最大限度集成水位、流量、泥沙、水质等各类水文观测设备，极大地提升水文观测的可靠性和效率包括该方法可以全量程地观测水位、流量等项目；最大限度地减小水文观测建筑物对水流的影响；该方法能集成绝大多数类型的水位、流量、泥沙、水质观测设备，解决了不同观测项目需建设不同平台的难题，具有极强的通用性；该方法能在发生溃坝、堰塞湖等重大水灾害事件时，仍能正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种观测平台及其建造和集成方法，具体为一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法，属于水文测验技术领域。
背景技术
目前，常用的水文观测平台主要包括水位自记井、非接触式水位或流量安装杆(塔)以及河流中的水文观测平台。
水位自记井采用浮子式水位计，运行稳定，可靠性高。但水位自记井阻水面积大、基建投入高、难以覆盖全量程，特别对于突发水事件(水库、堰塞湖溃决)更无能为力。同时水位自记井很难同时集成水位、流量、泥沙、水质观测项目，进水口受泥沙淤积影响大。
非接触式水位或流量安装杆(塔)一般采用雷达、激光、VHF等观测河流水体的表面高程和表面流速，这类装置在多位于岸边，建造简单且易于维护。但该类设施仅能集成不与水体接触的水文观测设备，对于精度较高的接触式水位、流量、泥沙和水质观测设备则无法安装，局限了推广应用范围。
位于河流中的水文观测平台一般用于流量的自动监测或流量、泥沙和水质的自动监测，又分为浮标式、座底式和固定式三种。浮标式水文观测平台采用航标或小型浮筏，随河流水位而变动，还得依靠其它设施观测水位，同时测流或测沙位置亦难固定；座底式水文观测平台受河流泥沙影响较明显，维护难度大，可靠性差且观测项目极为受限，一般仅能观测流速；固定式水文观测平台因需在河流中或河岸坡建造较大规模的建筑物或构造物，具有水位自记井相类似的问题，基建投入高且不易全量程、多要素观测，不适宜广大的中小河流。
随着社会进步和生活水平的提高，人民对防洪、水资源安全的要求越来越高，需要大规模建设各类水文水资源站点，因此，需要一种经济合理、技术可靠的通用性水文观测平台，能集成当前各类水位、流量、泥沙和水质观测设备，提高水文观测效率及可靠性，因此，针对上述问题提出一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种高杆式全量程水文观测平台，包括水文断面基础、混凝土或钢结构的高杆，所述高杆上预留有安装孔、维修梯和浮子测槽，且所述高杆的顶部设有仪器平台；所述仪器平台上安装有仪器柜；所述高杆的一侧设有非接触设备，且所述高杆的侧壁上安装有水尺；所述高杆的底部安装有接触式设备，且岸边上安装有图像识别设备。
其中，所述水文断面基础用于固定高杆式全量程水文观测平台；所述混凝土或钢结构高杆用作水文观测设备的安装载体；
所述高杆上预留的安装孔用于安装流速、水质、或泥沙监测仪器；
所述维修梯用于设备安装和后期检修；
所述浮子测槽用于安装浮子水位计；
所述高杆顶部的仪器柜用于安装电源、控制、通信设备。
优选的，所述水文断面基础为天然基岩、人工钢筋混凝土中的其中一种，其位置在水文观测断面上，其顶部高度低于该点历史最低水位，且所述水文断面基础的形状为方形、圆形或者椭圆形。
优选的，所述水尺固定设施朝向河岸，浮子测槽背离河岸，维修梯在平行水流的下游方向；混凝土或钢结构高杆的顶部高程，高于该断面历史最高水位，且混凝土或钢结构高杆的顶部表面平整，其面积大于成人身体投影面积与仪器柜投影面积之和。
优选的，所述安装孔的方向与水流方向平行，且为通孔，孔的个数是一个或多个；所述维修梯材质为不锈螺纹钢，浇筑或者焊接在高杆上，梯子踏步始于高杆底部，止于高杆顶部，各踏步等间距排列，投影完全重合，踏步荷载大于kg。
优选的，所述浮子测槽竖直设置，测槽水平横截面完全一样，测槽形状为圆形，其半径大于浮子直径，其直径小于高杆横截面的半径，测槽位于高杆杆体外边沿，河水与测槽相通，测槽始于高杆底部，止于高杆顶部，内壁打磨光滑，浮子可以沿着测槽顺利上下浮动。
优选的，所述仪器柜底部中央有穿线孔，用于监测仪器电缆引入，四周有安装孔，用于将仪器柜固定在高杆顶部，接触式监测传感器安装在杆体安装孔或浮子测槽内，也可以安装在杆体外壁，非接触式监测传感器安装在平台顶部。
一种高杆式全量程水文观测平台的建造和集成方法，包括平台形式设计方法、平台建造及安装方法和平台观测项目集成方法；
所述平台形式设计方法为：平台高度以大于所在河流水文断面可能出现的最高水位与最低水位的差值为宜，预留安装高度，每间隔一定高度预留设备安装孔，布置检修安装通道,在平台顶部布置仪器柜，平台应尽可能选择对水流扰动较小的横截面形状，可在靠近河岸侧预留测槽；
所述平台建造及安装方法为：平台可使用钢筋混凝土或钢结构，采用现场浇注或场外预制两种方式建造，平台应安装在水文断面的基础上，基础应在水文断面最低水位以下，力求坚固稳定，平台与基础应接合牢固；
所述平台观测项目集成方法为：针对水文断面的任务、河流水文特性，组合安装水位、流量、泥沙、水质等各类水文观测设备，使之能同步开展所要求项目的人工或自动水文监测工作。
优选的，所述水文断面可能出现的最高水位为水文断面的历史最高水位、堤顶高程、水库(堰塞湖)蓄水或溃决在水文断面所能达到的最高水位，并选取最大值；所述水文断面可能出现的最低水位为水文断面历史最低水位、工程设计最低水位或水库下泄最小流量在水文断面的水位，并选取最小值；所述安装高度为拟安装在平台顶部的水文观测设备需离水面的最小距离，并取所选全部设备的最大值；所述预留设备安装孔为便于安装各类水文观测设备，在平台上布置的平行于河流孔径，其间距选择根据水文断面水位变幅特征确定。
优选的，所述检修安装通道可根据需要在平台上下游侧面修建，主要用于人员上下；所述布置仪器柜可根据所选设备的工作原理及信息传输的要求，在平台顶部安装仪器柜，放置电源、控制、通讯等其它辅助设备；对水流扰动较小的横截面形状一般采用园形、椭园形对称流形式，有时为便于建造或安装，亦可采用方形、长方形、桥墩形等其它横截面形状；横截面的大小应以满足水文断面出现可能最大流速时不冲毁为原则；所述预留测槽主要为方便安装浮子式水位计，测槽与水体相连且呈连接处窄但内径较宽的形式，测槽横截面一般采用园形、方形；所述现场浇注为采用钢筋混凝土浇注或钢结构焊接直接在水文断面的基础上进行施工建造；场外预制为先期在工厂将平台制作成形，运输至水文断面，再与水文断面的基础进行对接；所述水文断面的基础为便于平台安装先期或同步在水文断面选定或建造的，位于最低水位以下且坚固稳定的天然或人造物体。
优选的，高杆式全量程水文观测平台所集成的项目，应根据水文断面的观测任务、河流水文特性等进行选择确定，不宜重复集成水位、流量、泥沙、水质等同要素监测设备，也不宜集成水文断面无相应监测要素的设备；所述能在平台集成的水位观测设备包括通过在平台测槽安装浮子式水位计，可实现水位自动监测；通过在平台近岸侧刻划水尺刻度或固定水尺板实现水位人工观测或图像自动识别水位监测；通过在平台顶部安装雷达等非接触式水位计实现水位自动监测；通过平台侧面铺设电子水尺触点实现水位自动监测；通过在平台侧面或侧槽内预装感压气管，水底安装压阻式等接触式水位计实现水位自动监测；所述能在平台集成的流量设备包括通过在平台顶部安装雷达波探测、VHF探测等非接触式流速仪设备实现流量自动监测；通过平台下部水下安装固定式ADCP、超声时差等接触式流速仪实现流量自动监测；所述能在平台集成的泥沙设备包括通过平台下部水下安装声学、光学、振动等接触式测沙仪实现含沙量、泥沙颗粒级配的自动监测；所述能在平台集成的水质设备包括通过平台下部水下安装光学传感器实现常规水质参数的自动监测；通过平台下部水下设置取水口，并将水传输至水质自动监测设备，可实现水质参数的大范围监测。本发明的有益效果是：本发明的浮头式SOFC电堆，两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体移动，浮头由浮动管板和浮头端盖组成，电池管束与电堆壳体互不约束，电池管束受热时，管束连同浮头可以沿轴线自由伸缩，完全消除了温差应力。电堆管束根据长度的大小，可以按一定的间距设置中间扰流板，起到支撑管束与导流的作用，浮头端开设阳极气体导流波纹管，起到导流与不约束电堆热伸缩的功能。
本发明的有益效果是：
1)该方法可以全量程地观测水位、流量等项目，解决了以往实现全量程观测需要依赖多套监测平台的问题；
2)该方法能最大限度地减小水文观测建筑物对水流的影响；
3)该方法能集成绝大多数类型的水位、流量、泥沙、水质观测设备，解决了不同观测项目需建设不同平台的难题，具有极强的通用性；
4)该方法能在发生溃坝、堰塞湖等重大水灾害事件时，仍能正常工作。
附图说明
图1为本发明中高杆式全量程水文观测平台原理图；
图2为本发明中高杆式全量程水文观测平台横截面示意图。
图中：1、图像识别设备，2、仪器柜，3、仪器平台，4、非接触设备，5、安装孔，6、维修梯，7、水尺，8、接触式设备，9、高杆，10、水文断面基础，11、浮子测槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，一种高杆式全量程水文观测平台，包括水文断面基础10、混凝土或钢结构的高杆9，所述高杆9上预留有安装孔5、维修梯6和浮子测槽11，且所述高杆9的顶部设有仪器平台3；所述仪器平台3上安装有仪器柜2；所述高杆9的一侧设有非接触设备4，且所述高杆9的侧壁上安装有水尺7；所述高杆9的底部安装有接触式设备8，且岸边上安装有图像识别设备1。
其中，所述水文断面基础10用于固定高杆式全量程水文观测平台；所述混凝土或钢结构高杆9用作水文观测设备的安装载体；
所述高杆9上预留的安装孔5用于安装流速、水质、或泥沙监测仪器；
所述维修梯6用于设备安装和后期检修；
所述浮子测槽11用于安装浮子水位计；
所述高杆9顶部的仪器柜用于安装电源、控制、通信设备。
作为本发明的一种技术优化方案，所述水文断面基础10为天然基岩、人工钢筋混凝土中的其中一种，其位置在水文观测断面上，其顶部高度低于该点历史最低水位，且所述水文断面基础10的形状为方形、圆形或者椭圆形。
作为本发明的一种技术优化方案，所述水尺7固定设施朝向河岸，浮子测槽11背离河岸，维修梯6在平行水流的下游方向；混凝土或钢结构高杆9的顶部高程，高于该断面历史最高水位，且混凝土或钢结构高杆9的顶部表面平整，其面积大于成人身体投影面积与仪器柜投影面积之和。
作为本发明的一种技术优化方案，所述安装孔5的方向与水流方向平行，且为通孔，孔的个数是一个或多个；所述维修梯6材质为不锈螺纹钢，浇筑或者焊接在高杆上，梯子踏步始于高杆底部，止于高杆顶部，各踏步等间距排列，投影完全重合，踏步荷载大于150kg。
作为本发明的一种技术优化方案，所述浮子测槽11竖直设置，测槽水平横截面完全一样，测槽形状为圆形，其半径大于浮子直径，其直径小于高杆横截面的半径，测槽位于高杆9杆体外边沿，河水与测槽相通，测槽始于高杆9底部，止于高杆9顶部，内壁打磨光滑，浮子可以沿着测槽顺利上下浮动。
作为本发明的一种技术优化方案，所述仪器柜2底部中央有穿线孔，用于监测仪器电缆引入，四周有安装孔，用于将仪器柜2固定在高杆9顶部，接触式监测传感器安装在杆体安装孔5或浮子测槽11内，也可以安装在杆体外壁，非接触式监测传感器安装在平台顶部。
一种高杆式全量程水文观测平台的建造和集成方法，包括平台形式设计方法、平台建造及安装方法和平台观测项目集成方法；
所述平台形式设计方法为：平台高度以大于所在河流水文断面可能出现的最高水位与最低水位的差值为宜，预留安装高度，每间隔一定高度预留设备安装孔，布置检修安装通道,在平台顶部布置仪器柜，平台应尽可能选择对水流扰动较小的横截面形状，可在靠近河岸侧预留测槽；
所述平台建造及安装方法为：平台可使用钢筋混凝土或钢结构，采用现场浇注或场外预制两种方式建造，平台应安装在水文断面的基础上，基础应在水文断面最低水位以下，力求坚固稳定，平台与基础应接合牢固；
所述平台观测项目集成方法为：针对水文断面的任务、河流水文特性，组合安装水位、流量、泥沙、水质等各类水文观测设备，使之能同步开展所要求项目的人工或自动水文监测工作。
所述水文断面可能出现的最高水位为水文断面的历史最高水位、堤顶高程、水库(堰塞湖)蓄水或溃决在水文断面所能达到的最高水位，并选取最大值；所述水文断面可能出现的最低水位为水文断面历史最低水位、工程设计最低水位或水库下泄最小流量在水文断面的水位，并选取最小值；所述安装高度为拟安装在平台顶部的水文观测设备需离水面的最小距离，并取所选全部设备的最大值；所述预留设备安装孔为便于安装各类水文观测设备，在平台上布置的平行于河流孔径，其间距选择根据水文断面水位变幅特征确定。
作为本发明的一种技术优化方案，所述检修安装通道可根据需要在平台上下游侧面修建，主要用于人员上下；所述布置仪器柜可根据所选设备的工作原理及信息传输的要求，在平台顶部安装仪器柜，放置电源、控制、通讯等其它辅助设备；对水流扰动较小的横截面形状一般采用园形、椭园形对称流形式，有时为便于建造或安装，亦可采用方形、长方形、桥墩形等其它横截面形状；横截面的大小应以满足水文断面出现可能最大流速时不冲毁为原则；所述预留测槽主要为方便安装浮子式水位计，测槽与水体相连且呈连接处窄但内径较宽的形式，测槽横截面一般采用园形、方形；所述现场浇注为采用钢筋混凝土浇注或钢结构焊接直接在水文断面的基础上进行施工建造；场外预制为先期在工厂将平台制作成形，运输至水文断面，再与水文断面的基础进行对接；所述水文断面的基础为便于平台安装先期或同步在水文断面选定或建造的，位于最低水位以下且坚固稳定的天然或人造物体。
作为本发明的一种技术优化方案，高杆式全量程水文观测平台所集成的项目，应根据水文断面的观测任务、河流水文特性等进行选择确定，不宜重复集成水位、流量、泥沙、水质等同要素监测设备，也不宜集成水文断面无相应监测要素的设备；所述能在平台集成的水位观测设备包括通过在平台测槽安装浮子式水位计，可实现水位自动监测；通过在平台近岸侧刻划水尺刻度或固定水尺板实现水位人工观测或图像自动识别水位监测；通过在平台顶部安装雷达等非接触式水位计实现水位自动监测；通过平台侧面铺设电子水尺触点实现水位自动监测；通过在平台侧面或侧槽内预装感压气管，水底安装压阻式等接触式水位计实现水位自动监测；所述能在平台集成的流量设备包括通过在平台顶部安装雷达波探测、VHF探测等非接触式流速仪设备实现流量自动监测；通过平台下部水下安装固定式ADCP、超声时差等接触式流速仪实现流量自动监测；所述能在平台集成的泥沙设备包括通过平台下部水下安装声学、光学、振动等接触式测沙仪实现含沙量、泥沙颗粒级配的自动监测；所述能在平台集成的水质设备包括通过平台下部水下安装光学传感器实现常规水质参数的自动监测；通过平台下部水下设置取水口，并将水传输至水质自动监测设备，可实现水质参数的大范围监测。
一、平台形式设计方法
(1)平台高程计算方法
1)水文断面最高水位：可采用水文断面的历史最高水位、堤顶高程、水库(堰塞湖)蓄水或溃决在水文断面所能达到的最高水位，并选取最大值。
历史最高水位即水文断面有观测记录以来出现过的最高水位，包括长系列观测记录的最大值、历史洪水调查的最大值、历史文献记录可考证的最大值，并取最大值。
堤顶高程是对于有防洪任务的河流，因水位超过堤顶高程将导致堤防溃决漫溢，其水位不可能继续上升，故可认为堤顶高程是该河段可能达到的最高水位。
水库(堰塞湖)溃决是针对水文断面上游有水库或存在活动滑坡体的情况，其最高水位应考虑水库(堰塞湖)溃决所能达到的最高水位。水库溃决可采用水库设计溃坝洪水成果并演算至水文断面；堰塞湖溃决可按可能最大溃决高程计算溃坝洪水并演算至水文断面。
水库(堰塞湖)蓄水是针对水文断面下游有水库或存在活动滑坡体的情况，其最高水位应考虑水库(堰塞湖)蓄水所能达到的最高水位。水库设计最高水位可采用水库校核洪水位并演算至水文断面；堰塞湖蓄水所能达到的最高水位可按堰塞湖的最大体积滑入河道所能形成的最大高度并演算至水文断面。
2)水文断面最低水位：可采用水文断面历史最低水位、工程设计最低水位和水库下泄最小流量在水文断面的水位，并选取最小值。
历史最低水位即水文断面有观测记录以来出现过的最低水位，包括长系列观测记录的最小值、历史枯水调查的最小值、历史文献记录可考证的最小值，并取最小值。
工程设计最低水位是针对水文断面下游有水库的情况，其最低水位应考虑水库蓄水所能达到的最低水位。工程设计最低水位可采用水库死水位并演算至水文断面。
水库下泄最小流量在水文断面的水位是针对水文断面上游有水库的情况，上游水库下泄最小流量时在水文断面对应的水位。
3)安装高度(长度)：可采用各类非接触式水文观测设备与水面的最小工作距离，并取最大值。
水文观测设备与水面的最小工作距离一般采用生产厂商给出的测量范围，取其最小值。
4)平台设计高度：采用大于水文断面最高水位和最低水位的差值，并预留安装高度。即
H平台≥Z高+Z低+H安装
式中：H平台—平台设计高度；Z高—水文断面最高水位；Z低—水文断面最低水位；H安装—水文设备最小测量距离。
5)安装孔预留：可根据水文断面最高水位和最低水位的变幅大小，每一定间距预留。
安装孔一般等间距布置，且与水流平行。安装孔间距根据水文断面最高水位和最低水位的变幅大小确定，若水文断面最高水位和最低水位的变幅大，则安装孔间距就大，如可采用2m或1m的间距；若水文断面最高水位和最低水位的变幅小，则安装孔间距就小，如可采用0.5m甚至0.2m的间距。
6)检修安装通道：可根据需要在平台上下游侧面修建，主要用于人员上下，用于设备维修和安装。
7)仪器柜：可根据所选设备的工作原理及信息传输的要求，在平台顶部安装仪器柜，放置电源、控制、通讯等其它辅助设备。
(2)平台横截面设计方法
平台横截面一般采用园形、椭园形等对称流线形式，尽可能平台对水流的扰动；有时为便于建造或安装，亦可采用方形、长方形、桥墩形等其它横截面形状。横截面的大小应以满足水文断面出现可能最大流速时不冲毁为原则。
为便于浮子式水位计的安装，可在设计的平台横截面内再布置一个浮子测槽，测槽与水体相连且呈连接处窄但内径较宽的形式。测槽横截面可采用园形、方形等易于建造的对称形式。
二、平台建造与安装方法
平台建造可采用现场浇注和场外预制两种方式，无论采用何种建造方法，均需将平台安装在水文断面的平台基础上。
(1)平台基础建造方法
水文断面的平台基础可采用选定或建造的位于最低水位以下，坚固稳定天然或人造物体。
平台基础稳定性计算，可采用《公路格位勘测设计规范》所给定的冲刷计算公式计算，若计算的冲刷值小于天然或人造物体的埋深，则可认为平台基础坚固稳定。
人造物体施工因在最低水位心下，一般采用先建造施工围堰，再进行混凝土浇注的方式。
(2)现场浇注方法
采用钢筋混凝土直接在水文断面平台基础上按设计的横截面进行浇注，直至达至平台设计高度；或采用钢结构直接从平台开始焊接，直至达至平台设计高度。
(3)场外预制方法
按设计的横截面先期在工厂将平台制作成形，运输至水文断面，再与水文断面的基础进行对接。
三、平台项目集成方法
针对水文断面的任务、河流水文特性等，组合安装水位、流量、泥沙、水质等各类水文设备，使之能同步开展所要求项目的人工或自动水文监测工作。一般一种要素设备选择～2种设备组合，不适宜过多重复集成同要素监测设备，也不适宜集成水文断面无相应监测要素的设备，满足水文断面监测任务即可。
(1)平台能集成的水位设备
通过在平台测槽安装浮子式水位计，可实现水位自动监测；通过在平台近岸侧刻划水尺刻度实现水位人工观测或图像识自动别水位监测；通过在平台顶部安装雷达等非接触式水位计实现水位自动监测；通过平台表面铺设电子水尺触点实现水位自动监测；通过在平台预装感压气管，水底安装压阻式等接触式水位计实现水位自动监测。
(2)平台能集成的流量设备
通过在平台顶部安装雷达波探测、VHF探测等非接触式流速计实现流量自动监测；通过平台下部水下安装固定ADCP、超声时差等接触式流速仪实现流量自动监测。
(3)平台能集成的泥沙设备
通过平台下部水下安装声学、光学、振动等接触式测沙仪实现含沙量、泥沙颗粒级配的自动监测。
(4)平台能集成的水质设备
通过平台下部水下安装光学传感器实现常规水质参数的自动监测；通过平台下部水下设置取水口，并将水传输至水质自动监测设备，可实现水质参数的大范围监测。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种高杆式全量程水文观测平台，其特征在于：包括水文断面基础(10)、混凝土或钢结构的高杆(9)，所述高杆(9)上预留有安装孔(5)、维修梯(6)和浮子测槽(11)，且所述高杆(9)的顶部设有仪器平台(3)；所述仪器平台(3)上安装有仪器柜(2)；所述高杆(9)的一侧设有非接触设备(4)，且所述高杆(9)的侧壁上安装有水尺(7)；所述高杆(9)的底部安装有接触式设备(8)，且岸边上安装有图像识别设备(1)；
其中，所述水文断面基础(10)用于固定高杆式全量程水文观测平台；所述混凝土或钢结构高杆(9)用作水文观测设备的安装载体；
所述高杆(9)上预留的安装孔(5)用于安装流速、水质、或泥沙监测仪器；
所述维修梯(6)用于设备安装和后期检修；
所述浮子测槽(11)用于安装浮子水位计；
所述高杆(9)顶部的仪器柜用于安装电源、控制、通信设备。
2.根据权利要求1所述的一种高杆式全量程水文观测平台，其特征在于：所述水文断面基础(10)为天然基岩、人工钢筋混凝土中的其中一种，其位置在水文观测断面上，其顶部高度低于该点历史最低水位，且所述水文断面基础(10)的形状为方形、圆形或者椭圆形。
3.根据权利要求1所述的一种高杆式全量程水文观测平台，其特征在于：所述水尺(7)固定设施朝向河岸，浮子测槽(11)背离河岸，维修梯(6)在平行水流的下游方向；混凝土或钢结构高杆(9)的顶部高程，高于该断面历史最高水位，且混凝土或钢结构高杆(9)的顶部表面平整，其面积大于成人身体投影面积与仪器柜投影面积之和。
4.根据权利要求1所述的一种高杆式全量程水文观测平台，其特征在于：所述安装孔(5)的方向与水流方向平行，且为通孔，孔的个数是一个或多个；所述维修梯(6)材质为不锈螺纹钢，浇筑或者焊接在高杆上，梯子踏步始于高杆底部，止于高杆顶部，各踏步等间距排列，投影完全重合，踏步荷载大于150kg。
5.根据权利要求1所述的一种高杆式全量程水文观测平台，其特征在于：所述浮子测槽(11)竖直设置，测槽水平横截面完全一样，测槽形状为圆形，其半径大于浮子直径，其直径小于高杆横截面的半径，测槽位于高杆(9)杆体外边沿，河水与测槽相通，测槽始于高杆(9)底部，止于高杆(9)顶部，内壁打磨光滑，浮子可以沿着测槽顺利上下浮动。
6.根据权利要求1所述的一种高杆式全量程水文观测平台，其特征在于：所述仪器柜(2)底部中央有穿线孔，用于监测仪器电缆引入，四周有安装孔，用于将仪器柜(2)固定在高杆(9)顶部，接触式监测传感器安装在杆体安装孔(5)或浮子测槽(11)内，也可以安装在杆体外壁，非接触式监测传感器安装在平台顶部。
7.一种高杆式全量程水文观测平台的建造和集成方法，其特征在于：包括平台形式设计方法、平台建造及安装方法和平台观测项目集成方法；
所述平台形式设计方法为：平台高度以大于所在河流水文断面可能出现的最高水位与最低水位的差值为宜，预留安装高度，每间隔一定高度预留设备安装孔，布置检修安装通道,在平台顶部布置仪器柜，平台应尽可能选择对水流扰动较小的横截面形状，可在靠近河岸侧预留测槽；
所述平台建造及安装方法为：平台可使用钢筋混凝土或钢结构，采用现场浇注或场外预制两种方式建造，平台应安装在水文断面的基础上，基础应在水文断面最低水位以下，力求坚固稳定，平台与基础应接合牢固；
所述平台观测项目集成方法为：针对水文断面的任务、河流水文特性，组合安装水位、流量、泥沙、水质等各类水文观测设备，使之能同步开展所要求项目的人工或自动水文监测工作。
8.根据权利要求7所述的一种高杆式全量程水文观测平台的建造和集成方法，其特征在于：所述水文断面可能出现的最高水位为水文断面的历史最高水位、堤顶高程、水库蓄水或溃决在水文断面所能达到的最高水位，并选取最大值；所述水文断面可能出现的最低水位为水文断面历史最低水位、工程设计最低水位或水库下泄最小流量在水文断面的水位，并选取最小值；所述安装高度为拟安装在平台顶部的水文观测设备需离水面的最小距离，并取所选全部设备的最大值；所述预留设备安装孔为便于安装各类水文观测设备，在平台上布置的平行于河流孔径，其间距选择根据水文断面水位变幅特征确定。
9.根据权利要求7所述的一种高杆式全量程水文观测平台的建造和集成方法，其特征在于：所述检修安装通道可根据需要在平台上下游侧面修建，主要用于人员上下；所述布置仪器柜可根据所选设备的工作原理及信息传输的要求，在平台顶部安装仪器柜，放置电源、控制、通讯等其它辅助设备；对水流扰动较小的横截面形状一般采用园形、椭园形对称流形式，有时为便于建造或安装，亦可采用方形、长方形、桥墩形等其它横截面形状；横截面的大小应以满足水文断面出现可能最大流速时不冲毁为原则；所述预留测槽主要为方便安装浮子式水位计，测槽与水体相连且呈连接处窄但内径较宽的形式，测槽横截面一般采用园形、方形；所述现场浇注为采用钢筋混凝土浇注或钢结构焊接直接在水文断面的基础上进行施工建造；场外预制为先期在工厂将平台制作成形，运输至水文断面，再与水文断面的基础进行对接；所述水文断面的基础为便于平台安装先期或同步在水文断面选定或建造的，位于最低水位以下且坚固稳定的天然或人造物体。
10.根据权利要求7所述的一种高杆式全量程水文观测平台的建造和集成方法，其特征在于：高杆式全量程水文观测平台所集成的项目，应根据水文断面的观测任务、河流水文特性等进行选择确定，不宜重复集成水位、流量、泥沙、水质等同要素监测设备，也不宜集成水文断面无相应监测要素的设备；所述能在平台集成的水位观测设备包括通过在平台测槽安装浮子式水位计，可实现水位自动监测；通过在平台近岸侧刻划水尺刻度或固定水尺板实现水位人工观测或图像自动识别水位监测；通过在平台顶部安装雷达等非接触式水位计实现水位自动监测；通过平台侧面铺设电子水尺触点实现水位自动监测；通过在平台侧面或侧槽内预装感压气管，水底安装压阻式等接触式水位计实现水位自动监测；所述能在平台集成的流量设备包括通过在平台顶部安装雷达波探测、VHF探测等非接触式流速仪设备实现流量自动监测；通过平台下部水下安装固定式ADCP、超声时差等接触式流速仪实现流量自动监测；所述能在平台集成的泥沙设备包括通过平台下部水下安装声学、光学、振动等接触式测沙仪实现含沙量、泥沙颗粒级配的自动监测；所述能在平台集成的水质设备包括通过平台下部水下安装光学传感器实现常规水质参数的自动监测；通过平台下部水下设置取水口，并将水传输至水质自动监测设备，可实现水质参数的大范围监测。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910183482.1A CN109724653B (zh) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910183482.1A CN109724653B (zh) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109724653A true CN109724653A (zh) | 2019-05-07 |
| CN109724653B CN109724653B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=66302221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910183482.1A Active CN109724653B (zh) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109724653B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110207765A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-06 | 长江水利委员会水文局 | 一种河流底部盲区流速测量的方法 |
| CN111551216A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-18 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种平原渠道测流设备及方法 |
| CN112212936A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-12 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一体化电缆井积水深度在线监测装置、设备及方法 |
| CN112857505A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-05-28 | 长江水利委员会水文局 | 一种急速涨落水位全过程应急递测方法 |
| CN113405931A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-09-17 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 动态监测堰塞体泄流槽冲刷过程的测量装置及方法 |
| CN113512994A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-10-19 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝 |
| CN113512993A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-10-19 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于泥沙自检测系统的可储水式空心淤地坝及其控制系统 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203132652U (zh) * | 2013-03-22 | 2013-08-14 | 浙江省水文局 | 一种简易水位台 |
| CN103512560A (zh) * | 2012-06-19 | 2014-01-15 | 廖翊钧 | 多功能河川水文自动量测系统及河川河床高程量测方法 |
| CN104296824A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-01-21 | 四川金码科技有限公司 | 视频水位计 |
| CN205010437U (zh) * | 2015-08-31 | 2016-02-03 | 杭州水利水电勘测设计院有限公司 | 浮动式水文、水质监测亭 |
| CN205785346U (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-07 | 公若宇 | 水文监测桩 |
| US20170292839A1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-12 | National Applied Research Laboratories | Composite hydrological monitoring system |
| CN206756156U (zh) * | 2017-06-06 | 2017-12-15 | 中山大学 | 一种河口跃层船载观测系统 |
| CN206832245U (zh) * | 2017-04-12 | 2018-01-02 | 河南安宏信息科技有限公司 | 一种新型水文测量装置 |
| CN109253765A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-22 | 宁波市海洋环境监测中心 | 河流流量在线监测测量系统及流量计算方法 |
| CN209416406U (zh) * | 2019-03-12 | 2019-09-20 | 长江水利委员会水文局 | 一种高杆式全量程水文观测平台 |
-
2019
- 2019-03-12 CN CN201910183482.1A patent/CN109724653B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103512560A (zh) * | 2012-06-19 | 2014-01-15 | 廖翊钧 | 多功能河川水文自动量测系统及河川河床高程量测方法 |
| CN203132652U (zh) * | 2013-03-22 | 2013-08-14 | 浙江省水文局 | 一种简易水位台 |
| CN104296824A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-01-21 | 四川金码科技有限公司 | 视频水位计 |
| CN205010437U (zh) * | 2015-08-31 | 2016-02-03 | 杭州水利水电勘测设计院有限公司 | 浮动式水文、水质监测亭 |
| US20170292839A1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-12 | National Applied Research Laboratories | Composite hydrological monitoring system |
| CN205785346U (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-07 | 公若宇 | 水文监测桩 |
| CN206832245U (zh) * | 2017-04-12 | 2018-01-02 | 河南安宏信息科技有限公司 | 一种新型水文测量装置 |
| CN206756156U (zh) * | 2017-06-06 | 2017-12-15 | 中山大学 | 一种河口跃层船载观测系统 |
| CN109253765A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-22 | 宁波市海洋环境监测中心 | 河流流量在线监测测量系统及流量计算方法 |
| CN209416406U (zh) * | 2019-03-12 | 2019-09-20 | 长江水利委员会水文局 | 一种高杆式全量程水文观测平台 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110207765A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-06 | 长江水利委员会水文局 | 一种河流底部盲区流速测量的方法 |
| CN111551216A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-18 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种平原渠道测流设备及方法 |
| CN111551216B (zh) * | 2020-06-03 | 2023-06-23 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种平原渠道测流设备及方法 |
| CN112212936A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-12 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一体化电缆井积水深度在线监测装置、设备及方法 |
| CN113405931A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-09-17 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 动态监测堰塞体泄流槽冲刷过程的测量装置及方法 |
| CN112857505A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-05-28 | 长江水利委员会水文局 | 一种急速涨落水位全过程应急递测方法 |
| CN112857505B (zh) * | 2021-02-23 | 2022-05-27 | 长江水利委员会水文局 | 一种急速涨落水位全过程应急递测方法 |
| CN113512994A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-10-19 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝 |
| CN113512993A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-10-19 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于泥沙自检测系统的可储水式空心淤地坝及其控制系统 |
| CN113512994B (zh) * | 2021-04-25 | 2023-01-17 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109724653B (zh) | 2024-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109724653A (zh) | 一种高杆式全量程水文观测平台及其建造和集成方法 | |
| CN107460898B (zh) | 一种沉入式桥梁桩基冲刷实时监测系统及其监测方法 | |
| CN105300554B (zh) | 基于分布式光纤传感的多功能海洋环境监测装置和方法 | |
| CN207244680U (zh) | 一种沉入式桥梁桩基冲刷实时监测系统 | |
| CN107729656A (zh) | 基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法 | |
| CN109580168B (zh) | 一种波流强耦合模拟试验水池及其试验方法 | |
| Saville Jr et al. | Freeboard allowances for wave in inland reservoirs | |
| CN202794218U (zh) | 垂线平均流速实时在线测速装置 | |
| CN104153391A (zh) | 一种基于差分gps的沉井几何形态监控方法 | |
| Gunawan et al. | Assessing and Testing Hydrokinetic Turbine Performance and Effects on Open Channel Hydrodynamics: An Irrigation Canal Case Study. | |
| JP2007093321A (ja) | センサ構造体 | |
| CN209416406U (zh) | 一种高杆式全量程水文观测平台 | |
| CN107576427A (zh) | 一种桥梁桩基冲刷变化实时跟踪监测系统及其监测方法 | |
| Militello et al. | Shinnecock Inlet, New York, site investigation, Report 4, evaluation of flood and ebb shoal sediment source alternatives for the West of Shinnecock Interim Project, New York | |
| Lardner et al. | Computation of the residual flow in the Gulf using the Mt Mitchell data and the KFUPM/RI hydrodynamical models | |
| JP4720192B2 (ja) | 超音波流量計測方法 | |
| CN110020477B (zh) | 圆柱型构筑物的涌潮作用力计算方法 | |
| CN206756233U (zh) | 用于监测感潮河道断面流量的数据采集平台 | |
| CN114858124B (zh) | 一种大坝表面变形监测系统及方法 | |
| CN115859866B (zh) | 一种考虑风浪流作用的水下抛石漂移距离的预测方法 | |
| Paravath et al. | Shoreline Changes Around Three Estuarine Harbours on Kerala Coast in India | |
| CN111501656B (zh) | 一种基于水泵射流的水动力提升装置及其性能测试方法和在水质提升的应用 | |
| CN102191775A (zh) | 裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法 | |
| Zrinjski et al. | Hydrographic Survey of the Stilling Basin of the Hydropower Plant Dubrava | |
| Fuchs et al. | Impulse waves in reservoirs: recent research at VAW |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |