CN113324529A - 一种自走式湖泊大断面湖流调查平台 - Google Patents

一种自走式湖泊大断面湖流调查平台 Download PDF

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张怡辉
彭兆亮
王岩
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Abstract

本发明提供了一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，所述调查平台包括供电系统、多个浮体、浮体链接架、仪器固定架、记录系统、定位系统和超声波流速剖面仪，多个所述浮体与浮体链接架固定连接，相对于浮体链接架中心轴对称设置，所述供电系统的个数与浮体个数相同，分别与单个浮体固定连接；所述定位系统固定于浮体链接架上端面上，所述仪器固定架固定于浮体连接架的中部，与浮体链接架同中心轴设置，所述记录系统固定在仪器固定架上端面上，所述流速仪固定在仪器固定架上。该平台安装跟踪超声波流速剖面仪，在上风岸投放后，利用风力自行移动，可获取各种风速条件下湖泊大断面流速，还可确保较小表层观测盲区。

Description

一种自走式湖泊大断面湖流调查平台
技术领域
本发明属于湖泊勘测技术领域，尤其涉及一种自走式湖泊大断面湖流调查平台。
背景技术
湖流是湖泊最重要的动力学指标之一，决定着污染物、各种营养元素、浮游植物、泥沙在湖泊中的输移和扩散。其平流作用及涡动传输可使得各类物质在水平空间重新分布，而垂直对流则使得各类物质在垂直方向上分布趋向一致。湖流结构和变化及其与化学和生物过程的耦联关系对认识湖泊生态过程演变规律，保护和管理浅水湖泊具有重大意义。
湖流包括吞吐流、风生流和密度流，对于大型湖泊由于其面积和库容较大，河道入湖水量相对较小，吞吐流除局部河口区外流速较小，密度流在动力扰动强烈浅水湖泊较小。我国处季风区，风场作用频繁，风速也较大，风生流是湖泊的湖流的主要部分，其结构复杂，存在显著的垂向和水平变化，对浮游植物、泥沙等垂向非均匀分布物质输移具有重要影响，因此准确观测湖流水平方向和垂向变化对于认识湖泊水环境变化机制的基础，对湖泊水环境管理具有重要意义。
湖泊风生流和风速大小密切相关。一般湖面风速越大，湖流也越大。弄清湖流水平分布需要在湖中布设大量测点，各点均布设仪器，需要大量设备，费用很高，走航式观测在风浪较大时，会存在较大安全风险，特别台风期间，强风浪会直接造成施测人员的人身安全。
发明内容
为了解决以上问题，本发明公开了一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，利用风力自行移动，可获取各种风速条件下湖泊大断面流速，还可确保较小表层观测盲区。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，所述调查平台包括供电系统、多个浮体、浮体链接架、仪器固定架、记录系统、流速仪、定位系统和超声波流速剖面仪，多个所述浮体与浮体链接架固定连接，相对于浮体链接架中心轴对称设置，所述供电系统的个数与浮体个数相同，分别与单个浮体固定连接；所述定位系统固定于浮体链接架上端面上，所述仪器固定架固定于浮体连接架的中部，与浮体链接架同中心轴设置，所述记录系统固定在仪器固定架上端面上，所述流速仪固定在仪器固定架上，所述超声波流速剖面仪固定在浮体链接架上。
进一步的，所述浮体为中心对称形状，中间为空腔结构。
进一步的，所述供电系统包括防水箱、供电电池和导线，所述防水箱设于浮体的空腔结构内，通过连接件与浮体固定连接；所述供电电池设于防水箱内，并与防水箱固定连接，在所述防水箱上部设有供导线穿设的第一管状孔，导线一端通过第一管状孔与供电电池连接，另一端与记录系统连接。
进一步的，所述浮体链接架为正多边形形状，所述浮体固定在正多边形的顶点上。
进一步的，所述仪器固定架形状与浮体链接架形状相同，尺寸小于浮体链接架，仪器固定架的顶点分别固定于浮体连接架各个边的中点。
进一步的，所述记录系统包括箱体、置于箱体内部的记录仪，所述箱体固定于仪器固定架上，在所述箱体上部设有供记录仪的数据线和电池导线穿设的第二管状孔，所述数据线分别与定位系统和流速仪相连接。
进一步的，所述浮体链接架和仪器固定架均为不锈钢架。
进一步的，所述浮体链接架和仪器固定架为正三角形形状。
进一步的，所述浮体的个数设为三个，形状均为圆圈状，三个供电系统分别与定位系统、流速仪和记录系统相连接。
进一步的，所述超声波流速剖面仪的数量设为1个，固定于仪器固定架下方。
本发明走航观测的安全问题，提供了一种抗风浪自走式湖泊大断面调查平台，该平台安装跟踪超声波流速剖面仪，在上风岸投放后，利用风力自行移动，可获取各种风速条件下湖泊大断面的流速和水量交换情况，解决大风浪环境下湖泊垂向断面上流速、流量的一个测量，还可确保较小表层观测盲区。超声波流速仪可采用具有底跟踪功能的成熟测量设备，如M9，可测量水下不同深度处的水平流速和垂向流速以及实时水深，通过内置计算软件获得断面流量。流速测量范围为 30 米，而最大的流量测量范围则可达到 80 米。
附图说明
图1是本发明所述的自走式湖泊大断面湖流调查平台的结构示意图；
图2是本发明所述的自走式湖泊大断面湖流调查平台信息采集框线图。
其中，1-供电系统，2-浮体，3-浮体链接架，4-仪器固定架，5-记录系统，6-流速仪，7-定位系统，8-超声波流速剖面仪，11-防水箱，12-第一管状孔，51-箱体，52-第二管状孔。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，所述调查平台包括供电系统1、三个浮体2、浮体链接架3、仪器固定架4、记录系统5、流速仪6和定位系统7和超声波流速剖面仪8，所述浮体2和供电系统1的个数均设为三个，浮体2形状均为中部为空腔结构的圆圈状，三个供电系统1分别置于三个浮体2的中部空腔内；所述浮体链接架3和仪器固定架4均为正三角形形状，材质均为不锈钢，所述仪器固定架4尺寸小于浮体链接架3，仪器固定架4的顶点分别固定于浮体连接架3各个边的中点，三个所述浮体2分别固定在正三角形的三个顶点处；所述定位系统7固定于浮体链接架3上端面上，所述记录系统5固定在仪器固定架4上端面上，所述流速仪6固定在仪器固定架4上；所述超声波流速剖面仪8的数量设为1个，固定于仪器固定架下方。。
所述供电系统1包括防水箱11、供电电池和导线，所述防水箱11设于浮体的中部空腔结构内，通过连接件与浮体3固定连接；所述供电电池设于防水箱内，并与防水箱固定连接，在所述防水箱11上部设有供导线穿设的第一管状孔12，导线一端通过第一管状孔12与供电电池连接，另一端与记录系统连接。
所述记录系统5包括箱体51，箱体内部安装有记录仪，所述箱体51固定于仪器固定架4上，在所述箱体51上部设有供记录仪的数据线和电池导线穿设的第二管状孔52，所述数据线分别与定位系统和流速仪相连接。
三个供电系统分别与定位系统、流速仪和记录系统相连接。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员而言，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述调查平台包括供电系统、多个浮体、浮体链接架、仪器固定架、记录系统、定位系统和超声波流速剖面仪，多个所述浮体与浮体链接架固定连接，相对于浮体链接架中心轴对称设置，所述供电系统的个数与浮体个数相同，分别与单个浮体固定连接；所述定位系统固定于浮体链接架上端面上，所述仪器固定架固定于浮体连接架的中部，与浮体链接架同中心轴设置，所述记录系统固定在仪器固定架上端面上，所述流速仪固定在仪器固定架上，所述超声波流速剖面仪固定在浮体链接架上。
2.根据权利要求1所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述浮体为中心对称形状，中间为空腔结构。
3.根据权利要求2所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述供电系统包括防水箱、供电电池和导线，所述防水箱设于浮体的空腔结构内，通过连接件与浮体固定连接；所述供电电池设于防水箱内，并与防水箱固定连接，在所述防水箱上部设有供导线穿设的通孔，导线一端通过通孔与供电电池连接，另一端与记录系统连接。
4.根据权利要求3所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述浮体链接架为正多边形形状，所述浮体固定在正多边形的顶点上。
5.根据权利要求4所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述仪器固定架形状与浮体链接架形状相同，尺寸小于浮体链接架，仪器固定架的顶点分别固定于浮体连接架各个边的中点。
6.根据权利要求5所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述记录系统包括箱体、置于箱体内部的记录仪，所述箱体固定于仪器固定架上，在所述箱体上部设有供记录仪的数据线和电池导线穿设的管状孔，所述数据线分别与定位系统和流速仪相连接。
7.根据权利要求6所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述浮体链接架和仪器固定架均为不锈钢架。
8.根据权利要求7所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述浮体链接架和仪器固定架为正三角形形状。
9.根据权利要求8所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述浮体的个数设为三个，形状均为圆圈状，三个供电系统分别与定位系统、流速仪和记录系统相连接。
10.根据权利要求1所述的一种自走式湖泊大断面湖流调查平台，其特征在于，所述超声波流速剖面仪的数量设为1个，固定于仪器固定架下方。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220155070A1 (en) * 2019-03-18 2022-05-19 Energy Technology Services Pty. Ltd. Fluid analysis apparatus, system and method

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