CN111307205A - 海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法，包括支架、固定于所述支架上的若干风杯组件以及检测所述风杯组件转速的转速传感器，所述风杯组件间隔沿着所述支架的高度方向布置。将测量装置埋设于海滩下；将测量装置取出并将所述转速传感器记录数据导出。本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法，将测量装置埋在海滩下面，在使用时，沉积物运动测量装置周边的沉积物高程会发生变化，通过分析沉积物运动测量装置中各风杯组件转速的变化特征，便能监测海滩滩面的实时侵蚀淤积变化情况。

Description

海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及海滩维护的技术领域，具体涉及一种海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法。

背景技术

海滩作为沉积动力地貌响应的动态单元,对台风的响应尤为显著,在强台风的作用下,海滩往往侵蚀严重,地形地貌重塑,沉积物组成与分布发生明显改变,尤其在连续台风作用下海滩的响应更是一个复杂的过程。海滩风暴期间滩面的实时侵蚀淤积变化情况是海滩风暴响应机制研究的难点，是评估预测海滩风暴稳定性的关键所在，并可为海滩养护与修复提供基础依据。

现有技术中，对于风暴期间海滩滩面侵蚀淤积情况的检测一般有两种方法，一是在台风前后利用RTK进行测量；二是通过在台风前预埋一测量杆，然后在台风后对测量杆相对的侵蚀淤积深度的变化进行测量。采用这两种方式都只能够得到台风前后的侵蚀淤积情况，对于台风中的各个时间段的侵蚀淤积情况则无法进行测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法，以解决现有技术中台风期间各个时间段的侵蚀淤积情况无法进行测量的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种海滩滩面沉积物运动的测量装置，包括支架、固定于所述支架上的若干风杯组件以及检测所述风杯组件转速的转速传感器，所述风杯组件间隔沿着所述支架的高度方向布置，且每一所述风杯组件均与所述转速传感器相连接。

进一步地，所述风杯组件和转速传感器的数量均大于或等于10个，且所述转速传感器与所述风杯组件一一对应；或者，所述转速传感器同时检测每一所述风杯组件。

进一步地，还包括设于所述支架底部的底座，所述底座预埋于待测量区域。

进一步地，还包括套设于所述风杯组件外侧的保护罩，所述保护罩包括若干根环设于所述风杯组件外部的档杆，所述档杆和所述支架固定连接并共同固定于所述底座上，和/或所述档杆的底部固定于所述底座上。

进一步地，所述保护罩还可以包括透水罩体，所述透水罩体罩设于所述档杆上，且所述透水罩体与所述档杆固定连接。

进一步地，所述档杆的数量至少为三个，且所述档杆均匀间隔的环设于于所述风杯组件的外部。

进一步地，还包括标识部件，所述标识部件固定于所述支架的顶部或所述保护罩的顶部。

进一步地，相邻的两个所述风杯组件之间的间距小于或等于3cm。

进一步地，包括如下步骤：

将如以上任一项所述沉积物运动的测量装置埋设于海滩下；

测量完成后，将所述测量装置取出并将所述转速传感器记录数据导出。

进一步地，将大于或等于一半的所述测量装置埋设于海滩下。

本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明海滩滩面沉积物运动的测量装置及其测量方法，通过将测量装置埋在海滩下面，支架垂直于海滩平面设置，多个风杯组件可以对垂直高度上的不同沉积物、水体或空气运动进行检测。使用过程中，沉积物运动测量装置周边的沉积物高程会发生变化，其中被沉积物完全淹没的区域沉积物运动为零，即转速传感器所检测到的风杯组件转速为零；靠近沉积物底边界层的沉积物运动较慢，即转速传感器所检测到的风杯组件转速较低；完全没有被沉积物淹没但被海水淹没的区域，风杯组件在海水的驱动下转动，即转速传感器所检测到的风杯组件转速较快且发生周期性变化；完全没有被沉积物和海水淹没的位置，风杯组件在风的驱动下转动，即转速传感器所检测到的风杯组件转速最快且较为持久。通过多个转速传感器记录不同高度上的风杯组件的转速变化，从而能够检测到不同时间段的海滩的侵蚀淤积变化情况，其不仅使用较为简单并且可以进行实时的监控，检测结果较为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、支架；2、风杯组件；3、底座；4、保护罩；41、档杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请一并参阅图1，现对本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置进行说明。所述海滩滩面沉积物运动的测量装置，包括支架1、固定于所述支架1上的若干风杯组件2以及检测所述风杯组件2转速的转速传感器(图未示)，所述风杯组件2间隔沿着所述支架1的高度方向布置，且每一所述风杯组件2均与所述转速传感器相连接。

本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置，与现有技术相比，通过将测量装置埋在海滩下面，支架1垂直于海滩平面设置，多个风杯组件2可以对垂直高度上的不同沉积物、水体或空气运动进行检测。使用过程中，测量装置周边的沉积物高程会发生变化，其中被沉积物完全淹没的区域沉积物运动为零，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速为零；靠近沉积物底边界层的沉积物运动较慢，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速较低；完全没有被沉积物淹没但被海水淹没的区域，风杯组件在海水的驱动下转动，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速较快且发生周期性变化；完全没有被沉积物和海水淹没的位置，风杯组件2在风的驱动下转动，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速最快且较为持久。通过多个转速传感器记录不同高度上的风杯组件2的转速变化，从而能够检测到不同时间段的海滩的侵蚀淤积变化情况，其不仅使用较为简单并且可以进行实时的监控，检测结果较为准确。

具体的，风杯组件2是现有技术中的常规风速计2，其一般采用由三个互成120°的拋物面或半圆形的空杯构成一个平面的测风仪器，三个空杯可以环绕支架1进行水平转动，根据风杯对检测物响应的转动速度曲线特征就可以测量检测物运动速度的大小。风杯组件2可以沿着支架1的高度方向间隔布置的，从而可以检测不同高度上的检测物运动速度，进而对海滩上的侵蚀淤积情况进行检测。其中，风杯组件2不仅可以检测风的移动速度，还可以对其他流体的流动速度进行检测，例如水流和沙子的流动等。

该海滩滩面沉积物运动的测量装置不仅可以测量台风期间风沙等的运动，还可以长时间的置于海滩滩面上持续的对滩面上的沉积物的运动进行检测，只需要在使用前预埋于海滩滩面上，在使用完成后将其取出即可。

进一步地，请一并参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的一种具体实施方式，所述转速传感器的数量为多个，且所述转速传感器与所述风杯组件2一一对应；具体的，转速传感器一般采用在风杯组件2的转动轴上固定有一个齿状的叶片，当风杯组件2转动时，转动轴带动着叶片旋转，齿状叶片在光电开关的光路中不断切割光束，从而将风速线性地变换成光电开关的输出脉冲频率，从而对转速进行检测，其一般为了保证检测准确度，一般每个风杯组件2对应一个转速传感器。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，转速传感器的测速方式还可以为其他方式，此处不作唯一限定。

优选的，风杯组件2和转速传感器的数量为10个或10个以上，此时能够将风杯组件2密集的布置，从而保证较好的测量准确性。

或者，一个所述转速传感器还可以同时检测每一所述风杯组件2，即一个转速传感器也可以同时对应多个风杯组件2，然后通过控制系统将每个风杯组件2对应的转速计算出来。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的一种具体实施方式，还包括设于所述支架1底部的底座3，所述底座3预埋于待测量区域。具体的，底座3设置在支架1的底部，对支架1进行支持，保证支架1的稳定性，其中，支架1一般直接采用一固定柱，风杯组件2可以环绕该固定柱转动，底座3可以保证支架1的底部稳定性避免整个测量装置的重心过高，而无法在台风下稳定的立在海滩上，其中，底座3的形状可以为圆盘形的也可以为锥形的。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，还可以不设置底座3，将支架1的底部长度延长，从而将该支架1深深的插入至海滩底部，从而保证整个支架1在台风下的稳定性，此处不作唯一限定。

进一步地，参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的一种具体实施方式，还包括套设于所述风杯组件2外侧的保护罩4，所述保护罩4包括若干根环设于所述风杯组件2外部的档杆41，所述档杆41和所述支架1固定连接并共同固定于所述底座3上，和/或所述档杆41的底部固定于所述底座3上，具体的，保护罩4套设在风杯组件2的外侧，可以对风杯组件2进行保护，避免过大的物体吹向该测量装置，从而导致测量装置的损坏。保护罩4可以包括若干个环绕风杯组件2外侧的档杆41，档杆41的长度方向和支架1的高度方向一致，既可以均匀的环设于风杯组件2的外侧，从而通过档杆41对较大的物体进行遮挡，并且能够在台风后取出检测装置时对风杯组件2进行保护。档杆41的固定方式可以为直接固定在底座3上从而通过底座3对档杆41进行固定和支撑，也可以固定在支架1上，从而通过支架1对档杆41进行固定和支撑。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，支架1还可以直接插在海滩上，此处不作唯一限定。

优选的，采用此种方案时，在台风前预埋测量装置时，需要使得最上层的风杯组件2仍置于海滩平面之上，此时可以达到更好的测量效果。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的一种具体实施方式，所述保护罩4还可以包括透水罩体(图未示)，所述透水罩体罩设于所述档杆41上，且所述透水罩体与所述档杆41固定连接。具体的，透水罩体也环设于风杯组件2的外侧且通过档杆41进行固定连接，透水罩体一般采用铁丝网或带有若干通孔的塑料板等，该透水罩体既可保护风杯组件2，又不会过多的阻碍沉积物、水体或空气的运动。

优选的，采用此种方案时，可以将较大部分测量装置均埋设于海滩下，且需要保证约1/2的风杯组件2被泥沙覆盖从而获得更好的测量效果。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的一种具体实施方式，所述档杆41的数量至少为三个，且所述档杆41均匀间隔的环设于于所述风杯组件2的外部。具体的，档杆41的数量一般为三个，且相邻的档杆41之间间隔120度，且档杆41具有一定的宽度，从而可以在保证检测物可以进入到保护罩4内部的基础上，对风杯组件2进行保护，但是外界的泥沙、水体、空气等仍可以从档杆41之间的间隙进入到风杯组件2的周围，可以对泥沙、水体、空气的运动进行测量。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，档杆41的数量还可以为4个或5个等，均匀的设置在风杯组件2的外侧，此处不作唯一限定。

进一步地，参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的一种具体实施方式，还包括标识部件(图未示)，所述标识部件固定于所述支架1的顶部或所述保护罩4的顶部。具体的，标识部件可以为一颜色较为明显的绳子或布条，例如红色的绳子将其系在支架1或者保护罩4的顶部，从而方便台风后寻找该测量装置，从而将转速传感器中检测到的数据导出，或者将测量装置反复利用。其中，标识部件还可以为一可以发光等灯体或者具有导向功能的部件，例如GPS定位部件等，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量装置的一种具体实施方式，相邻的两个所述风杯组件2之间的间距小于或等于3cm。具体的，风杯组件2的数量可以为多个，且多个风杯组件2依次均匀间隔的设置在支架1上，且沉积物的运动偏移量一般不会较大，因此对于测量精度的要求较高，由于风杯组件2的空杯本身即具有一定的宽度，且为了保证风杯组件2的测量精度，因此风杯组件2之间的间距一般最大不超过3cm，为了避免风杯组件2的空杯转动时的相互影响，风杯组件2之间的间距一般要大于空杯的尺寸，空杯的尺寸一般为2cm。当然，根据实际情况和具体需求，若不需要较高的测量精度，则风杯组件2之间的间距也可以大于3cm，此处不作唯一限定。

请参阅图1，本发明还提供一种海滩滩面沉积物运动的测量方法，所述海滩滩面沉积物运动的测量方法为：

将如上述任一实施例中的海滩滩面沉积物运动的测量装置埋设于海滩下；

在测量完成后，将所述海滩滩面沉积物运动的测量装置取出并将所述转速传感器记录数据导出。

本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量方法，通过将测量装置埋在海滩下面，支架1垂直于海滩平面设置，多个风杯组件2可以对垂直高度上的不同沉积物、水体或空气运动进行检测。台风过程中，沉积物运动测量装置周边的沉积物高程会发生变化，其中被沉积物完全淹没的区域沉积物运动为零，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速为零；靠近沉积物底边界层的沉积物运动较慢，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速较低；完全没有被沉积物淹没但被海水淹没的区域，风杯组件在海水的驱动下转动，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速较快且发生周期性变化；完全没有被沉积物和海水淹没的位置，风杯组件2在风的驱动下转动，即转速传感器所检测到的风杯组件2的转速最快且较为持久。通过多个转速传感器记录不同高度上的风杯组件2的转速变化，从而能够检测到不同时间段的海滩的侵蚀淤积变化情况，其不仅使用较为简单并且可以进行实时的监控，检测结果较为准确。

其中，将转速传感器记录的数据导出的方式可以为将转速传感器的测量数据存储在一存储单元中，然后在台风后将存储单元中的数据直接导出即可，也可以在测量装置中设置一无线通信模块，通过无线通信模块将转速传感器检测到的数据实时的传输至控制单元或操作人员的计算机中，此处不作唯一限定。

进一步地，参阅图1，作为本发明提供的海滩滩面沉积物运动的测量方法的一种具体实施方式，将大于或等于一半的所述测量装置埋设于海滩下。为了保证测量装置在台风时的稳定性，不会在台风时被吹走或位置发生改变，因此将测量装置的大半都埋在海滩下，可以使得整个测量装置的重心降低，保证其整体的稳定性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：包括支架(1)、固定于所述支架(1)上的若干风杯组件(2)以及检测所述风杯组件(2)转速的转速传感器，所述风杯组件(2)间隔沿着所述支架(1)的高度方向布置，且每一所述风杯组件(2)均与所述转速传感器相连接。

2.如权利要求1所述的海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：所述风杯组件(2)和所述转速传感器的数量均大于或等于10个，且所述转速传感器与所述风杯组件(2)一一对应；或者，所述转速传感器同时检测每一所述风杯组件(2)。

3.如权利要求1所述的海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：还包括设于所述支架(1)底部的底座(3)，所述底座(3)预埋于待测量区域。

4.如权利要求3所述的海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：还包括套设于所述风杯组件(2)外侧的保护罩(4)，所述保护罩(4)包括若干根环设于所述风杯组件(2)外部的档杆(41)，所述档杆(41)和所述支架(1)固定连接并共同固定于所述底座(3)上，和/或所述档杆(41)的底部固定于所述底座(3)上。

5.如权利要求4所述的海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：所述保护罩(4)还可以包括透水罩体，所述透水罩体罩设于所述档杆(41)上，且所述透水罩体与所述档杆(41)固定连接。

6.如权利要求5所述的海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：所述档杆(41)的数量至少为三个，且所述档杆(41)均匀间隔的环设于于所述风杯组件(2)的外部。

7.如权利要求4所述的海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：还包括标识部件，所述标识部件固定于所述支架(1)的顶部或所述保护罩(4)的顶部。

8.如权利要求1至7任一项所述的海滩滩面沉积物运动的测量装置，其特征在于：相邻的两个所述风杯组件(2)之间的间距小于或等于3cm。

9.海滩滩面沉积物运动的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

将如权利要求1至8任一项的所述海滩滩面沉积物运动的测量装置埋设于海滩下；

在测量完成后，将所述测量装置取出并将所述转速传感器记录数据导出。

10.如权利要求9所述的海滩滩面沉积物运动的测量方法，其特征在于：将大于或等于一半的所述测量装置埋设于海滩下。

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