CN209625402U - 一种中小河流洪水预报预警设施 - Google Patents

一种中小河流洪水预报预警设施 Download PDF

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袁潇晨
余碧莹
唐葆君
金菊良
汪哲荪
尹志杰
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Abstract

本实用新型公开了一种中小河流洪水预报预警设施，它沿河床和两侧岸坡面设置让河道水流畅通无阻的块码水位标尺、能显示水位的同时换算水面宽度、能目测和常规仪器监测水位、能经摄像机摄像后计算机读识块形码水位、能在块码水位标尺破损或局部遮挡后仍然能读识、能毫米级精度读识、能清晰显示水位线，能为卫星、无人机遥感探测数据标定，能在河道、地貌、地形、气候环境变化的情况下，实现由地面实测与无人机、卫星遥感探测相结合方式，共同进行中小河流洪水的预报预警。

Description

一种中小河流洪水预报预警设施
技术领域
本实用新型涉及水利领域，具体的是一种中小河流洪水预报预警设施。
背景技术
目前，因中小河流众多，通常的中小河流都不设水文站，导致中小河流的水资源利用与洪水预报预警欠缺依据做决策。
实用新型内容
针对现中小河流水文资料欠缺的不足，本实用新型提出一种中小河流洪水预报预警设施，它采用无人机、卫星遥感探测技术与地面河道监测段实测相结合的方式进行中小河流洪水的预报与预警。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种中小河流洪水预报预警设施，在监测区域内每条所述中小河流都有各自的监测河道段，该些监测河道段均顺直、等断面、等纵坡、等糙率，该些监测河道段中部的河岸上都设置有监测点。在所述监测点处监测河道段横断面的河床和两侧岸坡面上有一条标尺基础，在该标尺基础上标有块码水位标尺，该块码水位标尺在斜坡上的尺寸是铅直设置块码水位标尺尺寸的投影。在所述监测点一侧的河岸上安装有支架，在该支架上安装有控制器、照明灯、摄像机，该摄像机镜头朝向河道水面和所述块码水位标尺。在该块码水位标尺上游侧的河岸上设置有临时测速投光器a，在该块码水位标尺下游侧的河岸上设置有临时测速投光器b，该些临时测速投光器a与临时测速投光器b之间为设定距离。在所述临时测速投光器 a上游侧的河岸上设置有临时流速浮标投放器，在所述临时测速投光器b下游侧的河岸上安置有临时流速浮标收集器；所述临时流速浮标投放器、临时流速浮标收集器分别用于投放和回收流速浮标；在所述监测点上安置有雨雪量、风速、风向、气温、气压、地表水分蒸渗等气象设备。在所述监测河道段4两侧河岸的低洼汇水处都安装有地表径流检测装置，雨雪、泉眼等地表径流水经过该些地表径流检测装置再流入所述监测河道段；在每个监测点安置有光伏板，把光伏板的电缆与控制器联接，把控制器的电缆与摄像机、照明灯、地表径流检测装置、气象设备联接。
所述的块码水位标尺为带尺状，该块码水位标尺有若干个读数单元连接而成，该些读数单元的读数值依次按低小高大的顺序编排。所述的块码水位标尺铅直设置时，每个所述读数单元为10厘米高，在每个所述读数单元的左部有上下连接的两个“E”字，上部的“E”字为白底黑字，以及下部的“E”字为黑底白字，每个所述的“E”字的笔画都为1厘米宽；在每个所述读数单元右部的上部是以米为单位的阿拉伯数字水位值，即XX.X；在每个所述读数单元右部的中下部是所述水位值的块形码，该些块形码为二进制码，该些块形码的码块为方形，该些块形码共有三行，每4行有个码块，第1行块形码表示以米为单位的十位数水位，第2 行块形码表示以米为单位的个位数水位，第3行块形码表示以分米为单位的水位，每行块形码高度与其的间距相等，该些阿拉伯字和表示水位值的码块都为白底黑字，该些未表示水位值的码块都为白底白字，在所有所述读数单元两侧都为等宽的白色条带。
在块码水位标尺所有所述读数单元的黑字“E”的白底、白色的“E”字、白色的码块上均涂有含碎玻璃末的涂料。
所述临时测速投光器a发射出按频率a闪烁的激光a，该激光a朝向所述块码水位标尺上游侧河道横断面的水面来回扫射。所述临时测速投光器b发射出按频率b闪烁的激光b，该激光b朝向所述块码水位标尺下游侧河道横断面的水面来回扫射。
所述流速浮标外壳为圆球的形状，在该外壳的顶部有发光变换指示器和天线，在该外壳内有信号器、电池和配重，该外壳内为与外界密闭的空间。所述的发光变换指示器发出闪烁的白光，当发光变换指示器接受到所述临时测速投光器 a发出激光a后，该发光变换指示器便发出红光，并由天线发射出流速浮标到达所述临时测速投光器a位置的信号；当发光变换指示器接受到所述临时测速投光器b发出激光b后，该发光变换指示器便发出黄光，并由天线发射出流速浮标到达所述临时测速投光器b位置的信号。
一种中小河流洪水预报预警设施的运行方法，包括：
(1)在中小河流的枯水期，对监测区域内的每条中小河流，采用无人机遥感探测并配合人工踏勘的方式选择出适宜的监测河道段。
(2)对每条监测河道段进行顺直、等断面、等纵坡、等糙率的整治，在该些监测河道段中部的河岸上设置监测点。在监测点安置雨雪量、风速、风向、气温、气压、地表水分蒸渗等气象设备，该些气象设备实时监测中小河流的气象。在监测区域内设置水文接收站，该水文接收站接受与处理监测区域内各中小河流监测点传输来的气象和洪水信息。
(3)在每个监测点处河道横断面的河床和两侧岸坡面上，按地形修整出一条有数个斜坡段、水平段或铅直段连接的条带，在该条带上用水泥混凝土浇筑出标尺基础，在该标尺基础的面上用涂料标出块码水位标尺，该些在斜坡上标出的块码水位标尺尺寸是铅直设置块码水位标尺尺寸的投影。
(4)在每个监测点一侧的河岸上安装支架，在该支架上安装控制器、照明灯、摄像机，该摄像机镜头朝向河道横断面的水面和块码水位标尺。在该块码水位标尺上游侧的河岸上设置临时测速投光器a，在该块码水位标尺下游侧的河岸上设置临时测速投光器b，该些临时测速投光器a与临时测速投光器b之间为设定的距离。在临时测速投光器a上游侧的河岸上设置临时流速浮标投放器，在临时测速投光器b下游侧的河岸上安置有临时流速浮标收集器。
(5)在每条监测河道段两侧河岸的低洼汇水处都安装地表径流检测装置，雨雪、泉眼等地表径流水经过该些地表径流检测装置再流入监测河道段。在每个监测点安装雨雪量、风速、风向、气温、气压、地表水分蒸渗等气象设备，该些气象设备常年使用。在每个监测点安置有光伏板，把光伏板的电缆与控制器联接，把控制器的电缆与摄像机、照明灯、地表径流检测装置、气象设备联接。
(6)每个摄像机拍摄河道横断面和块码水位标尺的图像，测量监测河道断面河床形状，建立水位与水面宽度的关系，把这些地面实测的信息和数据传输给水文接收站。
(7)由无人机、卫星对监测区域内每条中小河流地形、地貌、高程，以及河道、监测河道段的形状、宽度、纵坡等进行遥感探测，并把探测数据和遥感图像传输给水文接收站。水文接收站把地面实测河道、监测河道段的数据及图像，与无人机、卫星的探测数据和遥感图像进行标定。
(8)中小河流进入汛期，每个监测点打开控制器、摄像机、照明灯、地表径流检测装置的开关，由摄像机对块码水位标尺进行拍摄，把河床横断面的水位、水面宽度的数据经控制器传输给水文接收站。
(9)打开临时测速投光器a的电源，让按频率a闪烁的激光a扫射监测河道段4的水面。打开临时测速投光器b的电源，让按频率b闪烁的激光b扫射监测河道段的水面。由临时流速浮标投放器向监测河道段主流水面投放流速浮标，流速浮标顶部的发光变换指示器发出闪烁白光漂向下游；向下游漂流的流速浮标被按频率 a闪烁的激光a照射到后，流速浮标发出到达临时测速投光器a位置的无线信号给控制器，并其的发光变换指示器的白光变为红光；继续向下游漂流的流速浮标被按频率b闪烁的激光b照射到后，流速浮标发出到达临时测速投光器b位置的无线信号给控制器，并其的发光变换指示器的红光变为黄光；接着向下游漂流的流速浮标被临时流速浮标收集器回收。控制器根据流速浮标从临时测速投光器a位置漂流至临时测速投光器b位置所用的时间，以及临时测速投光器a与临时测速投光器b之间的设定距离，得出流速浮标漂流的速度(即监测河道段水面的流速)，把该监测河道段水面流速来验正设置河道糙率后采用《水力学》曼宁公式计算出监测河道段的流量。
(10)无人机、卫星对监测区域内每条中小河流的地形、地貌、气象、雨雪面积、地面径流、河流水面高度、宽度和面积等进行遥感探测，并把探测数据和遥感图像传输给水文接收站。水文接收站把地面实测监测河道段水位、水面宽度、流速等的数据和图像与无人机、卫星的探测数据和遥感图像再次进行标定、修正，以便无人机、卫星进行中小河流洪水的监测。
(11)水文接收站依据地面监测点、无人机、卫星的探测数据、遥感图像及气象信息，经计算机对监测数据分析、处理与计算，提前得出中小河流将发生洪水的最高洪峰水位(或流量)、洪峰出现时间、洪水涨落过程、洪水总量等数据，按国家划分的洪水量级预报洪水；并与历次洪水的水文数据相比较，若接近或超过历次洪水的历时、洪峰流量、超警戒水位时，立即提出洪水的预警报告。
本实用新型的工作状态特征为：
(1)监测河道段水位和水面宽度的测试：由监测点摄像机拍摄水面和块码水位标尺的图像，水文接收站收到控制器传输来块码水位标尺图像后，计算机按水面线以上的块码水位标尺、块码水位标尺倾斜角度、块形码，应用专用软件识别块形码和细分“E”字标尺厘米与毫米级读数，得出河道监测断面的水位。例如水位为52.948米时，块码水位标尺的读数见图3所示。因块码水位标尺标于河道的河床和岸坡上，水文接收站计算机根据枯水期测量并建立水位与河道宽度的关系，由监测到的水位换算出河道监测断面的水面宽度。由于该些黑字“E”的白底、白色的“E”字、白色的码块上均涂有含碎玻璃末的涂料，利用碎玻璃的反光性，使得水面线上下白色涂料的反光差大，清晰显示了水面线在块码水位标尺的位置。另外，块码水位标尺上有阿拉伯数字的水位值和“E”字形标尺，供人工或常规测量仪器测量水位。
(2)监测河道段水流流速和流量的测试：根据监测的水位、过水断面、纵坡、糙率，由《水力学》曼宁公式得出监测河道段的流量Q0。另外，由临时流速浮标投放器在监测河道段水面投放流速浮标，流速浮标的发光变换指示器发出闪烁白光漂向下游，流速浮标被临时测速投光器a的激光a照射到后发光变换指示器发出红光，并发出无线信号给控制器；流速浮标被临时测速投光器b的激光b 照射到后发光变换指示器发出黄光，并发出无线信号给控制器，由此获得流速浮标从临时测速投光器a漂浮到临时测速投光器b所用的时间t。由设定的临时测速投光器a与临时测速投光器b之间的距离L，计算出监测河道段水面的水流流速v(即：v＝L/t)。由监测的水位、水面宽度和枯水期测量河道断面形状，计算得河道监测断面的平均过水断面面积，由水流流速v和平均过水断面面积得出监测河道段的流量Qv。把由水面水流流速v得出的流量Qv，来验正设置河道糙率后采用曼宁公式计算出监测河道段流量的Q0。把监测河道段流量Q0扣除由地面径流检测装置测得两岸汇入监测河道段的水流流量，即得出河道过水的流量。
(3)监测、预报、预警洪水：在汛期每条中小河流的监测点对河流监测段的水位、流量、气象进行全天候24小时连续地监测，提出河流水情报告。无人机、卫星定期、定时对每条中小河流的地形、地貌、气象、雨雪面积、地面径流、河流水面高度、宽度和面积等进行遥感探测，并把探测数据和遥感图像传输给水文接收站。水文接收站依据地面监测点、无人机、卫星的探测数据、遥感图像及气象信息，经计算机对监测数据分析、处理与计算，提前得出中小河流将发生洪水的最高洪峰水位(或流量)、洪峰出现时间、洪水涨落过程、洪水总量等数据，按国家划分的洪水量级预报洪水；并与历次洪水的水文数据相比较，若接近或超过历次洪水的历时、洪峰流量、超警戒水位时，立即提出洪水的预警报告。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
1、本实用新型的一种中小河流洪水预报预警设施，适用于在河道、地貌、地形、气候环境变化的情况下，全天候实时准确地监测洪水。它采用地面监测河道段实测与无人机、卫星遥感探测相结合的方式，由水文接收站接收、处理监测区域内所有中小河流的监测数据，并对中小河流的洪水进行预报预警。
2、本实用新型的一种中小河流洪水预报预警设施，将块码水位标尺沿河床和两侧岸坡面设置，能让河道水流畅通无阻、能显示水位的同时得出水面宽度、能人视力目测和常规测量仪器监测水位，能摄像机拍摄后计算机读识块形码的水位、能在块码水位标尺破损或局部遮挡后计算机仍然能读识、能毫米级精度分辨水位、能清晰显示水面线以上的块码水位标尺；采用临时测速投光器a、临时测速投光器b发射不同频率激光，投放流速浮标测试水面流速，验证应用曼宁公式计算得出的河流流量。具有运行可靠、精度高、构造简单、块码水位标尺人机共识、易施工、管理简便、智能监测等的特点，是一种先进的中小河流洪水预报预警设施。
附图说明
图1为本实用新型的块码水位标尺正视结构示意图；
图2为本实用新型的俯视结构布置图；
图3为本实用新型的正剖视结构示意图；
图4为本实用新型的运行方法流程图。
图中标号：1中小河流、2河床、3岸坡、4监测河道段、5水面、6标尺基础、7块码水位标尺、8读数单元、9块形码、10支架、11控制器、12摄像机、 13照明灯、14临时测速投光器a、15临时测速投光器b、16临时流速浮标投放器、17临时流速浮标收集器、18流速浮标。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实施例中的一种中小河流1洪水预报预警设施，在监测区域内每条所述中小河流1都有各自的监测河道段4，该些监测河道段4均顺直、等断面、等纵坡、等糙率，该些监测河道段4中部的河岸上都设置有监测点。在所述监测点处监测河道段4横断面的河床2和两侧岸坡3面上有一条标尺基础6，在该标尺基础6上标有块码水位标尺7，该块码水位标尺7在斜坡上的尺寸是铅直设置块码水位标尺7尺寸的投影。在所述监测点一侧的河岸上安装有支架10，在该支架10上安装有控制器11、照明灯13、摄像机12，该摄像机12镜头朝向河道水面5和所述块码水位标尺7。在该块码水位标尺7上游侧的河岸上设置有临时测速投光器a14，在该块码水位标尺7下游侧的河岸上设置有临时测速投光器b15，该些临时测速投光器a14与临时测速投光器b15之间为设定距离。在所述临时测速投光器a14上游侧的河岸上设置有临时流速浮标投放器16，在所述临时测速投光器 b15下游侧的河岸上安置有临时流速浮标收集器17；所述临时流速浮标投放器16、临时流速浮标收集器17分别用于投放和回收流速浮标18；在所述监测点上安置有雨雪量、风速、风向、气温、气压、地表水分蒸渗等气象设备。在所述监测河道段4两侧河岸的低洼汇水处都安装有地表径流检测装置，雨雪、泉眼等地表径流水经过该些地表径流检测装置再流入所述监测河道段4；在每个监测点安置有光伏板，把光伏板的电缆与控制器11联接，把控制器11的电缆与摄像机12、照明灯 13、地表径流检测装置、气象设备联接。
所述的块码水位标尺7为带尺状，该块码水位标尺7有若干个读数单元8连接而成，该些读数单元8的读数值依次按低小高大的顺序编排。所述的块码水位标尺7铅直设置时，每个所述读数单元8为10厘米高，在每个所述读数单元8的左部有上下连接的两个“E”字，上部的“E”字为白底黑字，以及下部的“E”字为黑底白字，每个所述的“E”字的笔画都为1厘米宽；在每个所述读数单元8右部的上部是以米为单位的阿拉伯数字水位值，即XX.X；在每个所述读数单元8右部的中下部是所述水位值的块形码9，该些块形码9为二进制码，该些块形码9的码块为方形，该些块形码9共有三行，每行有4个码块，第1行块形码9表示以米为单位的十位数水位，第2行块形码9表示以米为单位的个位数水位，第3行块形码9 表示以分米为单位的水位，每行块形码9高度与其的间距相等，该些阿拉伯字和表示水位值的码块都为白底黑字，该些未表示水位值的码块都为白底白字，在所有所述读数单元8两侧都为等宽的白色条带。在块码水位标尺7所有所述读数单元 8黑字“E”的白底、白色的“E”字、白色的码块上均涂有含碎玻璃末的涂料。所述临时测速投光器a14发射出按频率a闪烁的激光a，该激光a朝向所述块码水位标尺7上游侧河道横断面的水面5来回扫射。所述临时测速投光器b15发射出按频率b闪烁的激光b，该激光b朝向所述块码水位标尺7下游侧河道横断面的水面5来回扫射。所述流速浮标18外壳为圆球的形状，在该外壳的顶部有发光变换指示器和天线，在该外壳内有信号器、电池和配重，该外壳内为与外界密闭的空间。所述的发光变换指示器发出闪烁的白光，当发光变换指示器接受到所述临时测速投光器a14发出激光a后，该发光变换指示器便发出红光，并由天线发射出流速浮标 18到达所述临时测速投光器a14位置的信号；当发光变换指示器接受到所述临时测速投光器b15发出激光b后，该发光变换指示器便发出黄光，并由天线发射出流速浮标18到达所述临时测速投光器b15位置的信号。
如图4所示，一种中小河流洪水预报预警设施的运行方法，包括：
(1)在中小河流1的枯水期，对监测区域内的每条中小河流1，采用无人机遥感探测并配合人工踏勘的方式选择出适宜的监测河道段4。
(2)对每条监测河道段4进行顺直、等断面、等纵坡、等糙率的整治，在该些监测河道段4中部的河岸上设置监测点。在监测点安置雨雪量、风速、风向、气温、气压、地表水分蒸渗等气象设备，该些气象设备实时监测中小河流1的气象。在监测区域内设置水文接收站，该水文接收站接受与处理监测区域内各中小河流1监测点传输来的气象和洪水信息。
(3)在每个监测点处河道横断面的河床2和两侧岸坡3面上，按地形修整出一条有数个斜坡段、水平段或铅直段连接的条带，在该条带上用水泥混凝土浇筑出标尺基础6，在该标尺基础6的面上用涂料标出块码水位标尺7，该些在斜坡上标出的块码水位标尺7尺寸是铅直设置块码水位标尺7尺寸的投影。
(4)在每个监测点一侧的河岸上安装支架10，在该支架10上安装控制器11、照明灯13、摄像机12，该摄像机12镜头朝向河道横断面的水面5和块码水位标尺7。在该块码水位标尺7上游侧的河岸上设置临时测速投光器a14，在该块码水位标尺 7下游侧的河岸上设置临时测速投光器b15，该些临时测速投光器a14与临时测速投光器b15之间为设定的距离。在临时测速投光器a14上游侧的河岸上设置临时流速浮标投放器16，在临时测速投光器b15下游侧的河岸上安置有临时流速浮标收集器17。
(5)在每条监测河道段4两侧河岸的低洼汇水处都安装地表径流检测装置，雨雪、泉眼等地表径流水经过该些地表径流检测装置再流入监测河道段4。在每个监测点安装雨雪量、风速、风向、气温、气压、地表水分蒸渗等气象设备，该些气象设备常年使用。在每个监测点安置有光伏板，把光伏板的电缆与控制器11 联接，把控制器11的电缆与摄像机12、照明灯13、地表径流检测装置、气象设备联接。
(6)每个摄像机12拍摄河道横断面和块码水位标尺7的图像，测量监测河道断面河床形状，建立水位与水面宽度的关系，把这些地面实测的信息和数据传输给水文接收站。
(7)由无人机、卫星对监测区域内每条中小河流1地形、地貌、高程，以及河道、监测河道段4的形状、宽度、纵坡等进行遥感探测，并把探测数据和遥感图像传输给水文接收站。水文接收站把地面实测河道、监测河道段4的数据及图像，与无人机、卫星的探测数据和遥感图像进行标定。
(8)中小河流1进入汛期，每个监测点打开控制器11、摄像机12、照明灯13、地表径流检测装置的开关，由摄像机12对块码水位标尺7进行拍摄，把河床横断面的水位、水面宽度的数据经控制器11传输给水文接收站。
(9)打开临时测速投光器a14的电源，让按频率a闪烁的激光a扫射监测河道段4的水面5。打开临时测速投光器b15的电源，让按频率b闪烁的激光b扫射监测河道段4的水面5。由临时流速浮标投放器16向监测河道段4主流水面5投放流速浮标18，流速浮标18顶部的发光变换指示器发出闪烁白光漂向下游；向下游漂流的流速浮标18被按频率a闪烁的激光a照射到后，流速浮标18发出到达临时测速投光器a14位置的无线信号给控制器11，并其的发光变换指示器的白光变为红光；继续向下游漂流的流速浮标被18按频率b闪烁的激光b照射到后，流速浮标18发出到达临时测速投光器b15位置的无线信号给控制器11，并其的发光变换指示器的红光变为黄光；接着向下游漂流的流速浮标18被临时流速浮标收集器17回收。控制器11根据流速浮标18从临时测速投光器a14位置漂流至临时测速投光器b15位置所用的时间，以及临时测速投光器a14与临时测速投光器b15之间的设定距离，得出流速浮标18漂流的速度(即监测河道段4水面的流速)，把该监测河道段4水面流速来验正设置河道糙率后采用《水力学》曼宁公式计算出监测河道段4的流量。
(10)无人机、卫星对监测区域内每条中小河流1的地形、地貌、气象、雨雪面积、地面径流、河流水面高度、宽度和面积等进行遥感探测，并把探测数据和遥感图像传输给水文接收站。水文接收站把地面实测监测河道段4水位、水面宽度、流速等的数据和图像与无人机、卫星的探测数据和遥感图像再次进行标定、修正，以便无人机、卫星进行中小河流1洪水的监测。
(11)水文接收站依据地面监测点、无人机、卫星的探测数据、遥感图像及气象信息，经计算机对监测数据分析、处理与计算，提前得出中小河流1将发生洪水的最高洪峰水位(或流量)、洪峰出现时间、洪水涨落过程、洪水总量等数据，按国家划分的洪水量级预报洪水；并与历次洪水的水文数据相比较，若接近或超过历次洪水的历时、洪峰流量、超警戒水位时，立即提出洪水的预警报告。
本实施例的一种中小河流1洪水预报预警设施工作状态特征为：
(1)监测河道段4水位和水面宽度的测试：由监测点摄像机12拍摄水面和块码水位标尺7的图像，水文接收站收到控制器11传输来块码水位标尺7图像后，计算机按水面线以上的块码水位标尺7、块码水位标尺7倾斜角度、块形码 9，应用专用软件识别块形码9和细分“E”字标尺厘米与毫米级读数，得出河道监测断面的水位。例如水位为52.948米时，块码水位标尺7的读数见图3所示。因块码水位标尺7标于河道的河床2和岸坡3上，水文接收站计算机根据枯水期测量并建立水位与河道宽度的关系，由监测到的水位换算出河道监测断面的水面宽度。由于该些黑字“E”的白底、白色的“E”字、白色的码块上均涂有含碎玻璃末的涂料，利用碎玻璃的反光性，使得水面线上下白色涂料的反光差大，清晰显示了水面线在块码水位标尺7的位置。另外，块码水位标尺7上有阿拉伯数字的水位值和“E”字形标尺，供人工或常规测量仪器测量水位。
(2)监测河道段4水流流速和流量的测试：根据监测的水位、过水断面、纵坡、糙率，由《水力学》曼宁公式得出监测河道段4的流量Q0。另外，由临时流速浮标投放器16在监测河道段4水面投放流速浮标18，流速浮标18的发光变换指示器发出闪烁白光漂向下游，流速浮标18被临时测速投光器a14的激光 a照射到后发光变换指示器发出红光，并发出无线信号给控制器；流速浮标18 被临时测速投光器b15的激光b照射到后发光变换指示器发出黄光，并发出无线信号给控制器，由此获得流速浮标18从临时测速投光器a14漂浮到临时测速投光器b15所用的时间t。由设定的临时测速投光器a14与临时测速投光器b15之间的距离L，计算出监测河道段4水面的水流流速v(即：v＝L/t)。由监测的水位、水面宽度和枯水期测量河道断面形状，计算得河道监测断面的平均过水断面面积，由水流流速v和平均过水断面面积得出监测河道段4的流量Qv。把由水面水流流速v得出的流量Qv，来验正设置河道糙率后采用曼宁公式计算出监测河道段4流量的Q0。把监测河道段4流量Q0扣除由地面径流检测装置测得两岸汇入监测河道段4的水流流量，即得出河道过水的流量。
(3)监测、预报、预警洪水：在汛期每条中小河流1的监测点对河流监测段4的水位、流量、气象进行全天候24小时连续地监测，提出河流水情报告。无人机、卫星定期、定时对每条中小河流的地形、地貌、气象、雨雪面积、地面径流、河流水面高度、宽度和面积等进行遥感探测，并把探测数据和遥感图像传输给水文接收站。水文接收站依据地面监测点、无人机、卫星的探测数据、遥感图像及气象信息，经计算机对监测数据分析、处理与计算，提前得出中小河流1 将发生洪水的最高洪峰水位(或流量)、洪峰出现时间、洪水涨落过程、洪水总量等数据，按国家划分的洪水量级预报洪水；并与历次洪水的水文数据相比较，若接近或超过历次洪水的历时、洪峰流量、超警戒水位时，立即提出洪水的预警报告。

Claims (5)

1.一种中小河流洪水预报预警设施，其特征在于：在监测区域内每条所述中小河流(1)都有各自的监测河道段(4)，该些监测河道段(4)均顺直、等断面、等纵坡、等糙率，该些监测河道段(4)中部的河岸上都设置有监测点；在所述监测点处监测河道段(4)横断面的河床(2)和两侧岸坡(3)面上有一条标尺基础(6)，在该标尺基础(6)上标有块码水位标尺(7)，该块码水位标尺(7)在斜坡上的尺寸是铅直设置块码水位标尺(7)尺寸的投影；在所述监测点一侧的河岸上安装有支架(10)，在该支架(10)上安装有控制器(11)、照明灯(13)、摄像机(12)，该摄像机(12)镜头朝向河道水面(5)和所述块码水位标尺(7)；在该块码水位标尺(7)上游侧的河岸上设置有临时测速投光器a(14)，在该块码水位标尺(7)下游侧的河岸上设置有临时测速投光器b(15)，该些临时测速投光器a(14)与临时测速投光器b(15)之间为设定距离；在所述临时测速投光器a(14)上游侧的河岸上设置有临时流速浮标投放器(16)，在所述临时测速投光器b(15)下游侧的河岸上安置有临时流速浮标收集器(17)，所述临时流速浮标投放器(16)、临时流速浮标收集器(17)分别用于投放和回收流速浮标(18)；在所述监测点上安置有气象设备，所述气象设备包括雨雪量、风速、风向、气温、气压、地表水分蒸渗监测设备；在所述监测河道段(4)两侧河岸的低洼汇水处都安装有地表径流检测装置，雨雪、泉眼地表径流水经过该些地表径流检测装置再流入所述监测河道段(4)；在每个监测点安置有光伏板，光伏板的电缆与控制器(11)联接，控制器(11)的电缆与摄像机(12)、照明灯(13)、地表径流检测装置、气象设备联接。
2.根据权利要求1所述的中小河流洪水预报预警设施，其特征在于：所述的块码水位标尺(7)为带尺状，该块码水位标尺(7)由若干个读数单元(8)连接而成，该些读数单元(8)的读数值依次按低小高大的顺序编排；所述的块码水位标尺(7)铅直设置时，每个所述读数单元(8)为10厘米高，在每个所述读数单元(8)的左部有上下连接的两个“E”字，上部的“E”字为白底黑字，以及下部的“E”字为黑底白字，每个所述的“E”字的笔画都为1厘米宽；在每个所述读数单元(8)右部的上部是以米为单位的阿拉伯数字水位值，即XX.X；在每个所述读数单元(8)右部的中下部是所述水位值的块形码(9)，该些块形码(9)为二进制码，该些块形码(9)的码块为方形，该些块形码(9)共有三行，每行有4个码块，第1行块形码(9)表示以米为单位的十位数水位，第2行块形码(9)表示以米为单位的个位数水位，第3行块形码(9)表示以分米为单位的水位，每行块形码(9)高度与其的间距相等，该些阿拉伯字和表示水位值的码块都为白底黑字，该些未表示水位值的码块都为白底白字，在所有所述读数单元(8)两侧都为等宽的白色条带。
3.根据权利要求2所述的中小河流洪水预报预警设施，其特征在于：在块码水位标尺(7)所有所述读数单元(8)的黑字“E”的白底、白色的“E”字、块形码(9)的白色的码块上均涂有含碎玻璃末的涂料。
4.根据权利要求1所述的中小河流洪水预报预警设施，其特征在于：所述临时测速投光器a(14)发射出按频率a闪烁的激光a，该激光a朝向所述块码水位标尺(7)上游侧河道横断面的水面(5)来回扫射；所述临时测速投光器b(15)发射出按频率b闪烁的激光b，该激光b朝向所述块码水位标尺(7)下游侧河道横断面的水面(5)来回扫射。
5.根据权利要求1所述的中小河流洪水预报预警设施，其特征在于：所述流速浮标(18)外壳为圆球的形状，在该外壳的顶部有发光变换指示器和天线，在该外壳内有信号器、电池和配重，该外壳内为与外界密闭的空间；所述的发光变换指示器发出闪烁的白光，当发光变换指示器接受到所述临时测速投光器a(14)发出激光a后，该发光变换指示器便发出红光，并由天线发射出流速浮标(18)到达所述临时测速投光器a(14)位置的信号；当发光变换指示器接受到所述临时测速投光器b(15)发出激光b后，该发光变换指示器便发出黄光，并由天线发射出流速浮标(18)到达所述临时测速投光器b(15)位置的信号。
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