CN112837508A - 一种洪水预警系统 - Google Patents

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李林
刘锦龙
刘小龙
丁磊
秦海
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    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather

Abstract

本发明公开一种洪水预警系统，包括：第一测量站，用于监测上游的降雨量及河床水位；第二测量站，设置在所述水电站的生活营地中，用于监测生活营地所在区域的降雨情况，从而预估出区域支流的水位及水流情况；第三测量站，设置在所述水电站的大坝上，用于监测大坝所在区域的河床水位、降雨量、风向及温度的情况；第四测量站，设置在所述水电站的下游，用于测量所述下游区域的降雨量、气温及风速的信息；主服务器，连接于所述第一测量站、第二测量站、第三测量站和第四测量站以接收信息。本发明所述系统采用多个不同位置的测量站进行收集数据，对水电站周边的降雨及水流的情况进行监测，能够准确对洪水进行预警判断。

Description

一种洪水预警系统
技术领域
本发明涉及洪水检测设备设施技术领域，具体涉及一种洪水预警系统。
背景技术
为有效的解决雨季期间河床降雨对现场施工的突发性影响，并结合周边实际条件，需要建立洪水预警系统，通过对系统中站点周边雨情及气候的有效监测和反馈，能很好的避免因降雨量过大导致河水猛涨，保护了项目河床及周边施工区域的人员和设备不受突发性洪水的影响。
例如，中国发明专利申请号为CN201710954908.X的中国专利申请公开了一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，该系统是由数据获取模块、核心运行模块、流量处理模块和洪水预警模块组成，具体操作按下列步骤进行：
a、数据获取模块：包括历史数据获取模块和未来数据获取模块，是基于Windows系统平台，获取历史气象数据和未来气象数据，与核心运行模块连接；
b、核心运行模块：包括模型运行模块和流量提取模块，基于Linux系统平台，接收数据获取模块更新的历史气象数据和未来气象数据，运行各流域模型，以生成新的未来流量数据，与流量处理模块和洪水预警模块连接；
c、流量处理模块：包括流量查询模块、特征计算模块、流量显示模块和数据输出模块，基于Windows系统平台，根据核心运行模块提供的未来流量数据，对流量数据进行查询、统计、显示和输出，与洪水预警模块连接；
d、洪水预警模块：包括预警分析模块和预警发布模块，基于Windows系统平台，基于流量处理模块提供的未来流量数据，分析判断是否到达洪水警戒线，进行预警并发布相应的洪水预警信号。
上述现有技术即公开了一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，该系统在数据采集时采用历史气象数据和未来气象数据，不能够有效的表征水电站所在区域的水流和降水的数据，洪水预警判断不够准确。基于现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种洪水预警系统。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种洪水预警系统。
本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种洪水预警系统，包括：
第一测量站，设置在水电站的上游并与所述水电站之间留有第一距离，用于监测上游的降雨量及河床水位；
第二测量站，设置在所述水电站的生活营地中，和所述水电站之间留有第二距离，用于监测生活营地所在区域的降雨情况，从而预估出区域支流的水位及水流情况；
第三测量站，设置在所述水电站的大坝上，用于监测大坝所在区域的河床水位、降雨量、风向及温度的情况，能够准确地作出大坝周围的区域洪水预测预报；
第四测量站，设置在所述水电站的下游，和所述水电站之间留有第三距离，用于测量所述下游区域的降雨量、气温及风速的信息，以对大坝下游区域作出预测预报；
主服务器，连接于所述第一测量站、第二测量站、第三测量站和第四测量站以接收信息。
进一步地，所述第一测量站包括第一自动雨量计、液位记录传感器和压力传感器，所述自动雨量计、所述液位记录传感器和所述压力传感器均连接于所述主服务器。
进一步地，所述第一测量站包括水流监控装置，所述水流监控装置包括用于获取上游的水文视频的红外线摄像机，所述红外线摄像机连接有高速图像传感器，所述高速图像传感器连接于所述主服务器。
进一步地，所述第一测量站包括水流流速监测装置，所述水流流速监测装置连接于所述主服务器，所述水流流速监测装置包括第一激光发射装置、第二激光发射装置、第一摄像装置、第二摄像装置和微处理器，所述第一激光发射装置和所述第二激光发射装置的激光发射方向相垂直，所述第一摄像装置用于拍摄所述第一激光发射装置发射激光照射的截面的图像数据，所述第二摄像装置用于拍摄所述第二激光发射装置发射激光照射的截面的图像数据，所述第一激光发射装置、所述第二激光发射装置、所述第一摄像装置和所述第二摄像装置均连接于所述微处理器，所述微处理器连接于所述主服务器。
进一步地，所述第一激光发射装置设有用于调整激光发射角度的第一偏振片，所述第一偏振片连接于所述微处理器。
进一步地，所述第二激光发射装置设有用于调整激光发射角度的第二偏振片，所述第二偏振片连接于所述微处理器。
进一步地，所述第二测量站设置有第二自动雨量计。
进一步地，所述第二测量站还设有测量河流的区域支流的水位及水流情况的水位传感器和流速传感器。
进一步地，所述第三测量站设置有第三自动雨量计、水位计、第一风向计和第一温度传感器。
进一步地，所述第四测量站设有第四自动雨量计、第二温度传感器和第二风向计。
进一步地，所述第一距离为10-20公里。
进一步地，所述第二距离为2-8公里。
进一步地，所述第三距离为12-16公里。
进一步地，所述主服务器设置在所述第二测量站中。
进一步地，所述主服务器连接有PC机和手机终端。
进一步地，所述第一测量站、所述第二测量站、所述第三测量站和所述第四测量站通过蜂窝网络连接于所述主服务器以发送监测数据。
与现有技术相比，本发明的优越效果在于：
1.本发明所述的洪水预警系统，通过第一测量站、第二测量站、第三测量站、第四测量站和主服务器的配合设置，对水电站周边的降雨及水流的情况进行监测，能够准确对洪水进行预警判断。
2.本发明所述的洪水预警系统,通过在第一测量站设置第一自动雨量计、液位记录传感器和压力传感器，能够准确地监测上游区域的降雨量及河床水位状况，以对上游区域洪水状况进行有效的分析、预测。
3.本发明所述的洪水预警系统,通过在第二测量站还设有测量河流的区域支流的水位及水流情况的水位传感器和流速传感器，更有助于预估出区域支流的水位及水流情况。
4.本发明所述的洪水预警系统，通过在水电站的大坝上设置第三测量站，用于监测大坝所在区域的河床水位、降雨状况，更能够准确地作出大坝周围的区域洪水预测预报。
5.本发明所述的洪水预警系统，通过在水电站的下游设置自动雨量计、温度传感器、风向计，用于测量所述下游区域的降雨量、气温及风速的信息，以对大坝下游区域作出预测预报。
附图说明
图1是本发明实施例中洪水预警系统的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
如图1所示，所述洪水预警系统，包括：
第一测量站，设置在水电站的上游并与所述水电站之间留有第一距离，用于监测上游的降雨量及河床水位；
第二测量站，设置在所述水电站的生活营地中，和所述水电站之间留有第二距离，用于监测生活营地所在区域的降雨情况；
第三测量站，设置在所述水电站的大坝上，用于监测大坝所在区域的河床水位、降雨量、风向及温度的情况；
第四测量站，设置在所述水电站的下游，和所述水电站之间留有第三距离，用于测量所述下游区域的降雨量、气温及风速的信息；
主服务器，连接于所述第一测量站、第二测量站、第三测量站和第四测量站以接收信息。
在上述实施例中，所述第一测量站设置在河岸上或构筑在河的漫滩或阶地上；
所述主服务器采集所述第一测量站及所述第二测量站的降雨量和河床水位情况，并将实时降雨量分三级预警，当小时降雨量在4.1-7.9mm时启动黄色预警，要求现场安全人员加强监测工作区域的河床水位情况；当小时降雨量在8-12mm时启动橙色预警，要求现场安全管理人员组织河床附近区域施工的重型设备或材料陆续撤离至安全区域，施工人员做好随时撤离的准备；当小时降雨量在大于12mm时启动红色预警，要求现场安全管理人员立即组织现场施工人员撤离至安全区域，现场停止一切施工并做好抢险工作；
其中，所述第一测量站、所述第二测量站、所述第三测量站和所述第四测量站均设有自己的服务器，用于收集站点的实时雨情信息，并通过网络连接方式将相关信息传输至所述第二测量站的主服务器中以便于预警系统的整体监测及预警。
所述第一测量站包括第一自动雨量计、液位记录传感器和压力传感器，所述自动雨量计、所述液位记录传感器和所述压力传感器均连接于所述主服务器。
在上述实施例中，所述第一自动雨量计、液位记录传感器和压力传感器分别用于收集所述第一测量站所在的上游区段的降雨量、河床水位及气压的数据，并将所述上游区段的降雨量、河床水位及气压的数据发送至所述主服务器。
所述第二测量站设置有第二自动雨量计。
在上述实施例中，所述第二测量站用于测量生活营地所在区域的降雨情况，作为本实施例的一种改进，所述第二测量站还设有用于测量河流的区域支流的水位及水流情况的水位传感器和流速传感器；
其中，所述水位传感器和流速传感器设置在河流的区域支流中。
所述第三测量站设置有第三自动雨量计、水位计、第一风向计和第一温度传感器。
在上述实施例中，所述第三自动雨量计、所述水位计、所述第一风向计和所述第一温度传感器分别用于测量水电站施工区域内的降雨量、河床水位、风向及温度数据，并将所述数据发送至所述主服务器中。
所述第四测量站设有第四自动雨量计、第二温度传感器和第二风向计。
在上述实施例中，所述第四自动雨量计、第二温度传感器和第二风向计分别用于测量水电站的下游区域的降雨量、温度及风向数据。
所述第一距离为10-20公里。
所述第一距离优选为16公里。
所述第二距离为2-8公里。
所述第二距离优选为5公里。
所述第三距离为12-16公里。
所述第三距离优选为14.5公里.
所述主服务器设置在所述第二测量站中。
所述主服务器连接有PC机和手机终端。
在上述实施例中，当所述主服务器收集的信息达到设定的预警值后及时向电脑及手机发出警报；
所述设定的预警值根据历史气象数据进行定制。
所述第一测量站、所述第二测量站、所述第三测量站和所述第四测量站通过蜂窝网络连接于所述主服务器以发送监测数据。
所述第一测量站包括水流监控装置，所述水流监控装置包括用于获取上游的水文视频的红外线摄像机，所述红外线摄像机连接有高速图像传感器，所述高速图像传感器连接于所述主服务器。
在上述实施例中，所述红外线摄像机对大坝上游区域的水文情况进行监控，实时的传输给主服务器，根据监控视频数据，对大坝上游区域的水文情况进行判断。
所述第一测量站包括水流流速监测装置，所述水流流速监测装置连接于所述主服务器，所述水流流速监测装置包括第一激光发射装置、第二激光发射装置、第一摄像装置、第二摄像装置和微处理器，所述第一激光发射装置和所述第二激光发射装置的激光发射方向相垂直，所述第一摄像装置用于拍摄所述第一激光发射装置发射激光照射的截面的图像数据，所述第二摄像装置用于拍摄所述第二激光发射装置发射激光照射的截面的图像数据，所述第一激光发射装置、所述第二激光发射装置、所述第一摄像装置和所述第二摄像装置均连接于所述微处理器，所述微处理器连接于所述主服务器；
所述第一激光发射装置设有用于调整激光发射角度的第一偏振片，所述第一偏振片连接于所述微处理器；
所述第二激光发射装置设有用于调整激光发射角度的第二偏振片，所述第二偏振片连接于所述微处理器。
在上述实施例中，通过所述微处理器获取两个不同截面的粒子图像数据，并通过粒子图像技术得出不同断面的同步流场，最后通过移动测试断面进行联合分析获得三维流场特征，以获知水流的流速；
所述第一偏振片和所述第二偏振片用于调整激光发射角度，使所述第一激光发射装置和所述第二激光发射装置发射的激光保持垂直。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (10)

1.一种洪水预警系统，其特征在于，包括：
第一测量站，设置在水电站的上游并与所述水电站之间留有第一距离，用于监测上游的降雨量及河床水位；
第二测量站，设置在所述水电站的生活营地中，和所述水电站之间留有第二距离，用于监测生活营地所在区域的降雨情况，从而预估出区域支流的水位及水流情况；
第三测量站，设置在所述水电站的大坝上，用于监测大坝所在区域的河床水位、降雨量、风向及温度的情况；
第四测量站，设置在所述水电站的下游，和所述水电站之间留有第三距离，用于测量所述下游区域的降雨量、气温及风速的信息；
主服务器，连接于所述第一测量站、第二测量站、第三测量站和第四测量站以接收信息。
2.根据权利要求1所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第一测量站包括第一自动雨量计、液位记录传感器和压力传感器，所述自动雨量计、所述液位记录传感器和所述压力传感器均连接于所述主服务器。
3.根据权利要求1所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第二测量站设置有第二自动雨量计。
4.根据权利要求3所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第二测量站还设有测量河流的区域支流的水位及水流情况的水位传感器和流速传感器。
5.根据权利要求1所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第三测量站设置有第三自动雨量计、水位计、第一风向计和第一温度传感器。
6.根据权利要求1所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第四测量站设有第四自动雨量计、第二温度传感器和第二风向计。
7.根据权利要求1所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第一测量站包括水流监控装置，所述水流监控装置包括用于获取上游的水文视频的红外线摄像机，所述红外线摄像机连接有高速图像传感器，所述高速图像传感器连接于所述主服务器。
8.根据权利要求1所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第一测量站包括水流流速监测装置，所述水流流速监测装置连接于所述主服务器，所述水流流速监测装置包括第一激光发射装置、第二激光发射装置、第一摄像装置、第二摄像装置和微处理器，所述第一激光发射装置和所述第二激光发射装置的激光发射方向相垂直，所述第一摄像装置用于拍摄所述第一激光发射装置发射激光照射的截面的图像数据，所述第二摄像装置用于拍摄所述第二激光发射装置发射激光照射的截面的图像数据，所述第一激光发射装置、所述第二激光发射装置、所述第一摄像装置和所述第二摄像装置均连接于所述微处理器，所述微处理器连接于所述主服务器。
9.根据权利要求8所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第一激光发射装置设有用于调整激光发射角度的第一偏振片，所述第一偏振片连接于所述微处理器；所述第二激光发射装置设有用于调整激光发射角度的第二偏振片，所述第二偏振片连接于所述微处理器。
10.根据权利要求1所述的洪水预警系统，其特征在于，所述第一测量站、所述第二测量站、所述第三测量站和所述第四测量站通过蜂窝网络连接于所述主服务器以发送监测数据。
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