CN112880582A - 一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置 - Google Patents

一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，属于微地貌演变监测技术领域。本发明科学合理，使用安全方便，包括监测组件、导流组件和无线信号传输组件；所述监测组件包括至少一个监测箱，各监测箱内部通过升降轴安装有摄像机；各所述监测箱下方固定有内部设有蓄电池的底座，所述底座一侧活动连接有避免监测箱下沉的支撑杆；底座和支撑杆将监测箱固定在滩体内部，升降轴使得摄像机镜头与滩面齐平，实现了潮间带潮滩极浅水时段内床面冲淤变形测量，解决了传统仪器无法测量极浅水深条件下的床面变形的问题。监测箱上设有对床面变形定量的刻度线，便于定量化获取床面变形过程，使得极浅水时段的床面变形数字化。

Description

一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置
技术领域
本发明涉及微地貌演变监测技术领域，具体是一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置。
背景技术
在海岸环境下，由于周期性潮汐现象，海床交替淹没与露出，在张潮初期，常会出现水深10cm左右的极浅水时段。在极浅水时段会发生流速与含沙量激增现象，该时段对底床泥沙的再悬浮和输运作用在整个潮周期地貌演变中的贡献不可忽略，是值得定量化研究的问题。现阶段，用于海床床面监测的大多为声学式设备，但声学式设备无法用于极浅水时段的床面监测。首先，声学设备有一定的盲区，正常工作需要一定的工作水深，一般需要大于极浅水时段的水深，对于极浅水时段的泥沙起动、滩面冲淤无法测量。其次，靠近海床含沙量较大，有浮泥的存在，导致声学设备的测量准确度下降，达不到研究需求。所以，人们需要一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置来解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术，提供一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置解决无法测量极浅水时段泥沙起动、滩面冲淤的问题。
技术方案：本发明所述一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，包括用于测量潮间带潮滩极浅水时段内床面冲淤变形量的监测组件，检测组件两侧设有平顺水流的导流组件，检测组件上方还设有无线信号传输组件；
所述监测组件包括至少一个监测箱，各监测箱内部通过升降轴安装有摄像机，所述摄像机一侧设有为观测提供光源的照明灯；各所述监测箱下方固定有内部设有蓄电池的底座，所述底座一侧活动连接有避免监测箱下沉的支撑杆；
所述导流组件包括平直导流板，所述平直导流板活动安装于监测箱两侧，所述平直导流板另一侧均一体固定有线型导流板；
所述无线信号传输组件包括固定于监测箱中间的长杆，所述长杆与导流组件通过若干锚绳相连，保持长杆稳定，长杆顶端还设有发射视频数据的无线发射器；
所述支撑杆、底座、部分监测箱、部分导流组件插入滩体，导流组件平顺并减小水流引起的冲刷坑，调节升降轴使得摄像机镜头与滩面齐平。
为了使得摄像机可以上下移动，设置了升降轴，保证冲淤变化在摄像画面的范围内。为了平顺水流、减小水流引起的冲刷坑，设置了平直导流板和线型导流板。蓄电池为摄像机、照明灯和无线发射装置供电。支撑架有利于支撑并固定监测箱，避免监测箱下沉。为了使得无线发射器始终位于水面上方，设置了长杆。锚绳有利于避免长杆摆动。
优选的，所述监测箱材质为透明材质，监测箱上设有对床面变形定量的刻度线。透明材质有利于摄像机拍摄泥沙起动的情况。刻度尺便于定量化获取床面变形过程，使得极浅水时段的床面变形数字化。
优选的，所述监测箱材质为有机玻璃。
优选的，所述监测箱内填充有降低监测箱透明材质反光的油液，使得拍摄的视频更加清晰。
优选的，所述监测箱与底座连接部分设有密封条，保证监测箱内灌入的油液不会渗漏到底座中。
优选的，所述监测箱和底座数量均为两个，监测箱对称安装且摄像机镜头方向相反。两个监测箱背靠背对称分布，用于对比研究。
优选的，所述导流组件下方部分插入滩体20厘米，露出滩面部分与监测箱顶部平齐。
优选的，所述蓄电池与摄像机、照明灯、无线发射器电性连接。
有益效果：(1)本装置设有监测箱，通过底座和支撑杆将监测箱固定在滩体内部，以面对水流流速大、水深变化快的恶劣环境，避免监测箱发生移动。监测箱内设有可调节高度的升降轴，使得摄像机镜头与滩面齐平，照明灯有利于为拍摄提供光源，有利于增加拍摄的清楚度，实现了潮间带潮滩极浅水时段内床面冲淤变形测量，解决了传统仪器无法测量极浅水深条件下的床面变形的问题。监测箱上设有对床面变形定量的刻度线，便于定量化获取床面变形过程，使得极浅水时段的床面变形数字化。
(2)本装置设有导流系统，通过平直导流板和线型导流板，使得水流向监测箱时能够平顺过渡，减小因障碍物扰动所形成的冲刷坑，避免监测箱对滩面形成扰动，保证试验结果数据的准确性，有利于测量极浅水时段潮流前锋的泥沙和水流形态。
(3)本装置还设有无线发射器，可在附近通过无线信号接收视频数据，实时监控，及时调整摄像机的高度，保证床面冲淤变化始终在摄像镜头范围内。此外，监测箱内灌有油，利于降低反光率，使得拍摄更为清晰。
附图说明
图1为本发明一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置的立体结构示意图；
图2为本发明一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置的正视结构示意图；
图3为本发明一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置的侧视结构示意图；
图4为本发明一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置的俯视结构示意图；
图5为本发明一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置的监测箱内部结构示意图；
图中标号：1、平直导流板；2、线型导流板；3、监测箱；4、照明灯；5、摄像机；6、升降轴；7、底座；8、蓄电池；9、支撑架；10、长杆；11、无线发射器；12、锚绳。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于实施例。
实施例1：如图1-5所示，一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，包括用于测量潮间带潮滩极浅水时段内床面冲淤变形量的监测组件，检测组件两侧设有平顺水流的导流组件，检测组件上方还设有无线信号传输组件；
监测组件包括两个监测箱3，各监测箱3内部通过升降轴6安装有摄像机5，使得摄像机5可以上下移动，保证冲淤变化在摄像画面的范围内。摄像机5一侧设有为观测提供光源的照明灯4；各监测箱3下方固定有内部设有蓄电池8的底座7，底座7一侧活动连接有避免监测箱3下沉的支撑杆9；
导流组件包括平直导流板1，平直导流板1活动安装于监测箱3两侧，平直导流板1另一侧均一体固定有线型导流板2，平顺水流、减小水流引起的冲刷坑；
无线信号传输组件包括固定于监测箱3中间的长杆10，使得无线发射器11始终位于水面上方。长杆10与导流组件通过若干锚绳12相连，保持长杆10稳定，长杆10顶端还设有发射视频数据的无线发射器11；
选择潮间带潮滩上的观测地点，使得导流组件的方向与涨潮初期的水流方向一致。将支撑杆9打入滩体、当支撑杆9与滩面齐平时，连接密封箱3和支撑杆9，再安装导流组件，最后使得底座7、部分监测箱3、部分导流组件插入滩体，导流组件平顺并减小水流引起的冲刷坑，调节升降轴6使得摄像机5镜头与滩面齐平，在无线发射器11的发射视频消息的作用下，即可观察到床面变形情况，实时监控，通过遥控升降轴6、及时调整摄像机5高度，保证床面冲淤变化始终在摄像机5镜头范围内。因安装需要，滩面被扰动，因此第一个潮周期不采集数据，让床面在水流的作用下先行恢复。待第二个潮周期涨潮时再开始采集数据。
监测箱3材质为透明材质，监测箱3上设有对床面变形定量的刻度线。透明材质有利于摄像机5拍摄泥沙起动的情况。刻度尺便于定量化获取床面变形过程，使得极浅水时段的床面变形数字化。
监测箱3材质为有机玻璃。
监测箱3内填充有降低监测箱3透明材质反光的油液，使得拍摄的视频更加清晰。
监测箱3与底座7连接部分设有密封条，保证监测箱3内灌入的油液不会渗漏到底座7中。
监测箱3和底座7数量均为两个，监测箱3对称安装且摄像机5镜头方向相反。两个监测箱3背靠背对称分布，用于对比研究。
导流组件下方部分插入滩体20厘米，露出滩面部分与监测箱3顶部平齐。
蓄电池8与摄像机5、照明灯4、无线发射器11电性连接。
本发明的工作原理是：使用时，将蓄电池8安装到底座7内，将摄像机5、照明灯4安装到监测箱3内，其中摄像机5需安装到升降轴6上，连接好它们之间的线路并打开电源。在监测箱3部灌入油液，关闭监测箱3并使用密封条做好防水措施。将支撑杆9打入滩体、当支撑杆9与滩面齐平时，连接密封箱3和支撑杆9，再安装导流组件，导流组件的安装方向与当地涨潮初期的水流方向一致，后使得底座7、部分监测箱3、部分导流组件插入滩体，导流组件平顺并减小水流引起的冲刷坑，调节升降轴6使得摄像机5镜头与滩面齐平，在无线发射器11的发射视频消息的作用下，即可观察到床面变形情况，实时监控，通过遥控升降轴6、及时调整摄像机5高度，保证床面冲淤变化始终在摄像机5镜头范围内。安装时滩面被扰动，第一个潮周期不采集数据，待滩面在水流的作用下恢复后，从第二个潮周期涨潮时开始采集数据。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：包括用于测量潮间带潮滩极浅水时段内床面冲淤变形量的监测组件，检测组件两侧设有平顺水流的导流组件，检测组件上方还设有无线信号传输组件；
所述监测组件包括至少一个监测箱(3)，各监测箱(3)内部通过升降轴(6)安装有摄像机(5)，所述摄像机(5)一侧设有为观测提供光源的照明灯(4)；各所述监测箱(3)下方固定有内部设有蓄电池(8)的底座(7)，所述底座(7)一侧活动连接有避免监测箱(3)下沉的支撑杆(9)；
所述导流组件包括平直导流板(1)，所述平直导流板(1)活动安装于监测箱(3)两侧，所述平直导流板(1)另一侧均一体固定有线型导流板(2)；
所述无线信号传输组件包括固定于监测箱(3)中间的长杆(10)，所述长杆(10)与导流组件通过若干锚绳(12)相连，保持长杆(10)稳定，长杆(10)顶端还设有发射视频数据的无线发射器(11)；
所述支撑杆(9)、底座(7)、部分监测箱(3)、部分导流组件插入滩体，导流组件平顺并减小水流引起的冲刷坑，调节升降轴(6)使得摄像机(5)镜头与滩面齐平。
2.根据权利要求1所述的一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：所述监测箱(3)材质为透明材质，监测箱(3)上设有对床面变形定量的刻度线。
3.根据权利要求2所述的一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：所述监测箱(3)材质为有机玻璃。
4.根据权利要求3所述的一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：所述监测箱(3)内填充有降低监测箱(3)透明材质反光的油液。
5.根据权利要求4所述的一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：所述监测箱(3)与底座(7)连接部分设有密封条。
6.根据权利要求1所述的一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：所述监测箱(3)和底座(7)数量均为两个，监测箱(3)对称安装且摄像机(5)镜头方向相反。
7.根据权利要求1所述的一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：所述导流组件下方部分插入滩体20厘米，露出滩面部分与监测箱(3)顶部平齐。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的一种用于潮间带潮滩底床局部冲淤变形的监测装置，其特征在于：所述蓄电池(8)与摄像机(5)、照明灯(4)、无线发射器(11)电性连接。
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