CN205010437U - 浮动式水文、水质监测亭 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮动式水文、水质监测亭，包括固定支撑柱、浮箱、浮式交通桥、仪器专用房，所述固定支撑柱至少设置两根，该固定支撑柱包括桩轴、套筒，所述套筒由外筒、内筒、筒底和筒顶组成，所述内筒套设在桩轴的外面并可沿桩轴上下移动，所述筒底和筒顶分别设置在内筒、外筒的两端，使套筒形成一密封的筒体，所述浮箱为一四周密封的空心壳体，靠本身的浮力始终浮于水面上，所述浮箱侧端和所述套筒连接在一起，并和套筒一起浮于水面上，所述浮式交通桥为一四周密封的空箱结构，所述浮式交通桥的一端和所述浮箱之间铰链。本实用新型是遍布江河、湖泊、等水域主要的水文设施，用于测量水位、监测水质等，应用较多，有着广阔的应用前景。

Description

浮动式水文、水质监测亭

技术领域

本实用新型属于水文监测设备技术领域，具体地讲，是一种浮动式水文、水质监测亭。

背景技术

水文测亭是江河、湖泊、海洋和水库等水域主要的水文设施，用于测量水域的水位、监测水质，在防汛工作以及抗旱工作中，水文测亭发挥了巨大的作用。现有的水文测亭是下部漏空，如同吊脚楼，最低水位处设一平台，以便人员操作；为了防汛安全需要，楼面在最高水文以上0.5～1.0m，有楼梯至下部最低水位平台；楼梯及下部平台长期浸泡在变动的水中，水垢侵蚀，有的甚至长满青苔，阴暗潮湿，工作人员上下极为不便，常常有小事故发生，给水文测量、水质监测工作和人员安全造成很大的影响。同样，陆上连接水文测亭的高架通道，悬空高度大，当遇有大风、大浪时，上面行走也不安全。

其次，传统的水文测亭上的水位测井，其底部要低于实时水位0.5m,因考虑到最低水位，通常只能按最低水位设置，因此，既影响水文观测精度，更影响水质监测效果。传统的水文测亭施工复杂，施工时需要设置临时施工围堰，以保证水文测亭下部框架的梁柱、楼梯和平台等结构能正常施工。

上述表明传统的水文测亭，不能随水位变动实时进行水位观测和水质监测，且材料和施工费用大，景观效果差，已难以满足工程使用的要求，窘显技术落后。水文测亭所提供的基本信息是实现水资源优化配置合理利用、防洪科学调度、水环境治理保护及从事众多水事活动所需情况信息的核心内容,其重要的技术支撑作用无可替代。为适应我国经济社会发展和防灾减灾的需要，水文测亭履行的职能越来越多，从水文观测到环境监测、预报和灾害应急，在防灾减灾、水域管理、环境保护和服务地方经济社会发展中，正发挥着越来越重要的作用。时代呼唤水利工程科技进步，水文测亭需要新技术的诞生。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有的技术不足，提出一种浮动式水文、水质监测亭，该监测亭采用岛岸式布置，以实现水文、水质的安全监测和保证监测质量的目标。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

浮动式水文、水质监测亭，包括固定支撑柱、浮箱、浮式交通桥、仪器专用房，所述固定支撑柱至少设置两根，该固定支撑柱包括桩轴、套筒，所述套筒由外筒、内筒、筒底和筒顶组成，所述内筒套设在桩轴的外面并可沿桩轴上下移动，所述筒底和筒顶分别设置在内筒、外筒的两端，使套筒成为一密封的筒体，所述浮箱为一四周密封的空心壳体，靠本身的浮力始终浮于水面上，所述浮箱侧端和所述套筒连接在一起，并和套筒一起浮于水面上，所述浮式交通桥为一四周密封的空箱结构，所述浮式交通桥的一端和所述浮箱之间铰链，另一端和护岸上设置的轨道相连并可沿所述轨道上下滑动，所述护岸上设置一外设爬梯，该外设爬梯的外沿邻近所述浮式交通桥的端部，所述仪器专用房设置在所述浮箱的顶面，所述仪器专用房内设置有监测水文、水质的仪器设备。

进一步，所述固定支撑柱的桩轴中至少有一根的顶端设置一避雷针，该避雷针选择针式避雷针，该针式避雷针与所述桩轴的顶端钢筋焊接，所述针式避雷针的接地电阻小于1.0Ω。

进一步，所述固定支撑柱的桩轴中至少有一根设置一水位测距仪，该水位测距仪高出最高水位1.0m。

进一步，所述浮箱内设置有起加固作用的加强隔板，该加强隔板上开设有门洞。

进一步，所述仪器专用房为一单层建筑，由墙板、屋面板和门窗组装而成，所述墙板采用U型卡槽安装于浮箱的顶面，U形槽底设置有起防水作用的橡胶片，仪器专用房内设有监测水文、水质的仪器设备，所述仪器专用房可采用矩形平面或三角形平面，当采用矩形平面时，在两对边处分别设置一固定支撑柱作为支座，当采用三角形平面时，在三个角点处分别设置一固定支撑柱作为支座。

进一步，所述浮箱内设置配重用于平衡上部的仪器专用房内的重量，所述配重采用预制混凝土块，每块预制混凝土块至少设有三个连接点连接在浮箱的底板上。

进一步，所述浮箱的顶面设置一进人孔，所述浮箱侧壁上靠近所述进人孔处设置一内设爬梯，该内设爬梯从进人孔开始一直延伸到浮箱的底部。

进一步，所述套筒的内筒和所述桩轴之间的空隙内设置多层环形凹槽，该环形凹槽内嵌入滚珠，所述套筒的内筒和外筒之间设有起加固作用的加筋板。

进一步，所述浮式交通桥本身就是一个浮箱，在浮式交通桥顶面的两侧分别设有栏杆，所述浮式交通桥一端的顶面和所述浮箱顶面之间采用两个点进行铰链，所述浮式交通桥的另一端采用两个U型卡槽分别和所述护岸上设置的两根轨道相连接并可沿所述轨道上下滑动，以确保浮式交通桥的顶面高程和所述浮箱的顶面高程始终相同，该端部同时和护岸上的轨道的卡槽铰链，所述浮式交通桥和所述浮箱之间设有防撞橡胶垫块。

进一步，所述外设爬梯的两侧设有爬梯扶手，该爬梯扶手高出所述护岸的顶面高程，所述外设爬梯两侧外面的护岸上设有两根所述浮式交通桥的端部可沿着上下滑动用的轨道。

本实用新型的工作原理：本实用新型的浮动式水文、水质监测亭，采用岛岸式布置于堤防外侧的水域中，由密封的浮箱在水中产生浮力，监测亭利用水的浮力升降，无须额外提供动力，监测亭始终浮于水面上，为水文测量、水质监测提供了适宜的场所。本实用新型采用二根以上的固定支撑柱保证了浮箱的稳定，浮箱为仪器专用房提供浮力，浮箱与套筒焊接为一体，套筒套设在桩轴外围，不但为浮箱提供了支座，而且还可和浮箱一起随水位上下移动。本实用新型的浮式交通桥的一端与浮箱铰接，另一端采用U型卡槽沿着设在护岸上的轨道上下滑动，浮式交通桥与浮箱一起随着水位升降，始终承担着陆上与浮动式水文、水质监测亭之间的交通工作。

有益效果：本实用新型浮动式水文、水质监测亭，改变了传统水文测亭固定建筑模式，这一变化，大大提升了监测亭的整体功能和设计理念，可提高仪器专用房的利用率，能实时同步监测，施工方便，节省工程投资。本实用新型的水文、水质监测亭是遍布江河、湖泊、海洋和水库等水域主要的水文设施，用于测量水位、监测水质等，应用较多，有着广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型监测亭的护岸和浮式交通桥的结构示意图。

图2为本实用新型监测亭的固定支撑柱的结构示意图。

图3为本实用新型监测亭采用两根桩轴时浮箱的平面结构图。

图4为本实用新型监测亭采用两根桩轴时仪器专用房的平面结构图。

图5为本实用新型监测亭的仪器专用房采用矩形平面的平面结构图。

图6为本实用新型监测亭采用两根桩轴时的整体外观结构示意图。

图7为本实用新型监测亭的仪器专用房采用三角形平面的平面结构图。

图中各符号代表：1.固定支撑柱；100.桩轴；101.套筒；102.滚珠；1010.外筒；1011.内筒；1012.加筋板；2.浮箱；3.浮式交通桥；31.栏杆；4.仪器专用房；5.外设爬梯；51.爬梯扶手；6.内设爬梯；7.轨道；8.护岸；9.U型卡槽；10.铰链；11.防撞橡胶垫块；12.进人孔；13.加强隔板；131.门洞；14.避雷针；15.水位测距仪；16.水位标尺；17.露台；18.测井；19.接地钢筋；A.最高水位；B.最低水位；C.护岸顶面的高程；D.水底泥面的高程；M.焊接点；N.圆弧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，图中的浮式交通桥3为一四周密封的空箱结构，浮式交通桥3的宽度根据需要确定，一般为1.0～1.5m。护岸8上设置一外设爬梯5，外设爬梯5的两侧设有爬梯扶手51，该爬梯扶手51高出护岸顶面的高程C。外设爬梯5两侧外面的护岸8上设有两根浮式交通桥3的端部可沿着上下滑动用的轨道7，以确保该外设爬梯5的外沿邻近浮式交通桥3的端部，方便监测人员从陆上通过外设爬梯5下来进入浮式交通桥3。

浮式交通桥3本身就是一个浮箱，在浮式交通桥3顶面的两侧分别设有栏杆31。浮式交通桥3和浮箱2之间设有防撞橡胶垫块11。

浮式交通桥3一端的顶面和浮箱顶面之间的两个点处采用铰链10连接，浮式交通桥3的另一端采用两个U型卡槽9分别和护岸8上设置的两根轨道7相连接，该端部同时和护岸8上的轨道7的卡槽铰链，当水位升降时，浮式交通桥3可沿轨道7上下滑动，带动浮式交通桥3随着水位升降，以确保浮式交通桥3的顶面高程和浮箱2的顶面高程始终相同，且一直保持着陆上与本实用新型监测亭之间的交通。浮式交通桥3的顶面高程根据防洪高水位确定，考虑到波浪爬高和安全超高等因素，无论是在最高水位A，还是最低水位B，浮式交通桥3都要高出至少0.5m。图中D为水底泥面的高程。

如图2所示，本实用新型监测亭的固定支撑柱1至少设计两根，该固定支撑柱1包括桩轴100、套筒101。套筒101由外筒1010、内筒1011、筒底和筒顶组成，内筒1011直径可设为0.6～0.8m，桩轴100直径要和内筒1011直径相匹配。内筒1011套设在桩轴100的外面并可沿桩轴100上下移动，筒底和筒顶分别设置在内筒1011、外筒1010的两端，使套筒101成为一密封的筒体。

套筒101的内筒1011和桩轴100之间的空隙内设置多层环形凹槽，该环形凹槽内嵌入滚珠102，将套筒101和桩轴100之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，以减小套筒101随水位升降上下移动时的摩擦阻力。套筒101为深井式的筒体，因此，即使在受力不平衡时，套筒101与桩轴100之间也不会卡阻。另外，套筒101的内筒1011和外筒1010之间可设有起加固作用的加筋板1012。

实施例1（本实用新型监测亭采用两根桩轴）：

如图3、4、5、6所示，浮箱2为一四周密封的空心壳体，靠本身的浮力始终浮于水面上，并为设置于其上的仪器专用房4提供浮力。浮箱2一侧和套筒101相交的边采用焊接连为一体，图中M为焊接点，N为套筒101的外筒1010所在的圆弧。套筒101与浮箱2的高度相等，两者随着水位的升降一起沿着桩轴100上下移动并始终浮于水面上。

浮箱2顶面的墙板上设置一进人孔12，浮箱2侧壁上靠近进人孔12处设置一内设爬梯6，该内设爬梯6从进人孔12开始一直延伸到浮箱2的底部。浮箱2内设置有起加固作用的加强隔板13，以满足本实用新型监测亭的刚度和强度需要，该加强隔板13上开设有门洞131，加强隔板13可采用十字交叉式设计，在每块加强隔板13上均设有一门洞131。

浮箱2顶部平面的尺寸由设置于其顶面的仪器专用房4的尺寸确定，浮箱2顶部平面的形状大小和仪器专用房4底部平面的形状大小可完全相同或不同，例如，可在浮箱2顶部平面的四周或一侧留出露台17，以供操作人员使用。浮箱2的高度根据所需要的浮力计算确定，计算浮力时应同时计入套筒101的浮力，浮箱2的高度按承担荷载后浮箱2顶面高程的要求计算确定。

由于仪器专用房4内部设有很多监测水文、水质的仪器设备，会造成仪器专用房4的重心和浮箱2的重心之间不平衡，当需要大致平衡浮箱2上部的仪器专用房4的重量时，浮箱2内可以设置配重，配重可采用预制混凝土块，布置于浮箱2内，每块预制混凝土块至少需要三个连接点稳定连接于浮箱2的底板上。

仪器专用房4设置在浮箱2的顶面，仪器专用房4为一单层建筑，由墙板、屋面板和门窗组装而成，墙板、屋面板可采用轻质板材制作，墙板采用U型卡槽安装于浮箱2的顶面，U型卡槽底设置有起防水作用的橡胶片。门、窗和屋面等布置按照常规房屋建筑设计，仪器专用房4的建筑面积按需要确定，一般应水文观测设施布置要求，并预留水质自动监测仪器和辅助设施占用的面积，设备仪器之间要留有一定的间距，并满足工作人员观测、检修和通行之用。仪器专用房4需满足水位、流量、水质和雨量监测等需要，其内一般布置若干个测井18、数据采集仪、固态存储器等仪器设备，测井18和仪器均根据需要设置。

仪器专用房4于窗户外的墙板上，或浮箱外侧的露台17上，外挂设置若干测井管，测井管可以采用PVC管，采用管卡安装于墙板上，管底入水长度为0.5～1.0m，管口上端平窗台，以便于人工监测。测井管随浮箱2上下移动，始终保持入水深度不变，为监测提供了保证。

固定支撑柱1的桩轴100的底部设有接地钢筋19，接地钢筋19伸进水底泥面。固定支撑柱1的桩轴100中高的那根的顶端设置一避雷针14，该避雷针14选择针式避雷针，该针式避雷针与桩轴100的顶端钢筋焊接，针式避雷针的接地电阻小于1.0Ω。另一根桩轴100于上部最高水位高1.0m处设置一水位测距仪15，实时自动测量水位。在该桩轴100外表面标注水位标尺16，可供人工实时记录水位，由浮箱2顶面的标尺数字，再根据浮箱2高出水面的高度换算成水位，即：实时水位高程=浮箱顶面水位标尺读数-浮箱高出水面的高度。

仪器专用房4可采用矩形平面或三角形平面。当采用矩形平面时，在两对边处分别设置一固定支撑柱1作为支座，当采用三角形平面时，在三个角点处分别设置一固定支撑柱1作为支座。

实施例2（本实用新型监测亭采用三根桩轴）：

如图7所示，当仪器专用房4采用三角形平面时，在三个角点处分别设置一固定支撑柱1作为支座。采用三根固定支撑柱1除了对维持浮箱2和仪器专用房4的稳定性最有利之外，其余的设计和实施例1相同。

本实用新型的具体实施方法：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型具体实施方法。

（1）按设计尺寸，工厂制作浮箱，周边密封空心结构，箱顶面预留进人孔；按照仪器专用房的平面，焊接好墙板固定槽。

（2）按设计尺寸，工厂制作套筒，套筒内侧设置多层滚珠，滚珠放在U型卡槽内，U型卡槽焊接于套筒的内壁；滚珠在U型卡槽内可以任意滚动。

（3）按设计尺寸，工厂制作仪器专用房墙板、屋面板和门窗。

（4）工厂制作浮式交通桥，即四周密封的钢结构箱体。

（5）现场按照水文测亭的平面位置，首先水上沉桩，保证桩的垂直度；水文测亭四周水下根据场地高程需要进行清淤。

（6）套筒运至现场后，随后将套筒从圆形桩轴的顶端套下，放置于离水面一定距离，然后吊于桩轴上。

（7）浮箱运至现场后，在船上将浮箱与套筒现场焊接为一体，完成组装，然后放置于水面。

（8）浮箱就位后，在上面安装仪器专用房墙板、屋面板和门窗，屋内安装仪器，在窗户外的墙板上完成测井管安装，管底入水0.5～1.0m。

（8）岸上安装轨道，轨道上安装U型卡槽和滚轮。

（9）浮式交通桥运至现场后，将浮式交通桥放在水中，并做好浮式交通桥与浮箱的铰接，另一端和护岸上的轨道卡槽铰接。

（10）一根高的桩轴顶端安装避雷针，另一根桩轴上部安装水位测距仪，并标注水位标尺。

（11）整体安装完毕，浮箱如果受力严重不平衡，可以在浮箱内采用配重予以大致调整。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，包括固定支撑柱、浮箱、浮式交通桥、仪器专用房，所述固定支撑柱至少设置两根，该固定支撑柱包括桩轴、套筒，所述套筒由外筒、内筒、筒底和筒顶组成，所述内筒套设在桩轴的外面并可沿桩轴上下移动，所述筒底和筒顶分别设置在内筒、外筒的两端，使套筒成为一密封的筒体，所述浮箱为一四周密封的空心壳体，靠本身的浮力始终浮于水面上，所述浮箱侧端和所述套筒连接在一起，并和套筒一起浮于水面上，所述浮式交通桥为一四周密封的空箱结构，所述浮式交通桥的一端和所述浮箱之间铰链，另一端和护岸上设置的轨道相连并可沿所述轨道上下滑动，所述护岸上设置一外设爬梯，该外设爬梯的外沿邻近所述浮式交通桥的端部，所述仪器专用房设置在所述浮箱的顶面，所述仪器专用房内设置有监测水文、水质的仪器设备。

2.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述固定支撑柱的桩轴中至少有一根的顶端设置一避雷针，该避雷针选择针式避雷针，该针式避雷针与所述桩轴的顶端钢筋焊接，所述针式避雷针的接地电阻小于1.0Ω。

3.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述固定支撑柱的桩轴中至少有一根设置一水位测距仪，该水位测距仪高出最高水位1.0m。

4.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述浮箱内设置有起加固作用的加强隔板，该加强隔板上开设有门洞。

5.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述仪器专用房为一单层建筑，由墙板、屋面板和门窗组装而成，所述墙板采用U型卡槽安装于浮箱的顶面，U形槽底设置有起防水作用的橡胶片，仪器专用房内设有监测水文、水质的仪器设备，所述仪器专用房可采用矩形平面或三角形平面，当采用矩形平面时，在两对边处分别设置一固定支撑柱作为支座，当采用三角形平面时，在三个角点处分别设置一固定支撑柱作为支座。

6.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述浮箱内设置配重用于平衡上部的仪器专用房内的重量，所述配重采用预制混凝土块，每块预制混凝土块至少设有三个连接点连接在浮箱的底板上。

7.根据权利要求5所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述浮箱的顶面设置一进人孔，所述浮箱侧壁上靠近所述进人孔处设置一内设爬梯，该内设爬梯从进人孔开始一直延伸到浮箱的底部。

8.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述套筒的内筒和所述桩轴之间的空隙内设置多层环形凹槽，该环形凹槽内嵌入滚珠，所述套筒的内筒和外筒之间设有起加固作用的加筋板。

9.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述浮式交通桥本身就是一个浮箱，在浮式交通桥顶面的两侧分别设有栏杆，所述浮式交通桥一端的顶面和所述浮箱顶面之间采用两个点进行铰链，所述浮式交通桥的另一端采用两个U型卡槽分别和所述护岸上设置的两根轨道相连接并可沿所述轨道上下滑动，以确保浮式交通桥的顶面高程和所述浮箱的顶面高程始终相同，该端部同时和护岸上的轨道的卡槽铰链，所述浮式交通桥和所述浮箱之间设有防撞橡胶垫块。

10.根据权利要求1所述的浮动式水文、水质监测亭，其特征在于，所述外设爬梯的两侧设有爬梯扶手，该爬梯扶手高出所述护岸的顶面高程，所述外设爬梯两侧外面的护岸上设有两根所述浮式交通桥的端部可沿着上下滑动用的轨道。