CN209945340U - 海岸侵蚀与潮位实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种海岸侵蚀与潮位实时监测装置，其包括第一压强测量器、第二压强测量器、过滤单元、壳体以及数据处理模块。将本实用新型埋入潮汐带海岸沙地上的预检测点上，第一压强数值P1和第二压强数值P2传递给数据处理模块，数据处理模块进行数据计算处理，得出泥沙厚度H＝(第一压强数值P1‑第二压强数值P2)/[(泥密度ρ泥‑海水密度ρ水)*g]；实用新型具有测量精度高，自动监测，测量过程省时省力的特点。

Description

海岸侵蚀与潮位实时监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种海岸侵蚀与潮位实时监测装置。

背景技术

海岸侵蚀是指在自然力(包括风、浪、流、潮)的作用下，海洋泥沙支出大于输入，沉积物净损失的过程，即海水动力的冲击造成海岸线的后退和海滩的下蚀。海岸侵蚀现象普遍存在，由于海岸侵蚀使土地大量失去、海岸构筑物破坏、海滨浴场退化、海滩生态环境恶化、海岸防护压力增大、侵蚀下来的泥沙又搬运到港湾淤积而使航道受损，从而成为一种严重的环境地质灾害，必须引起高度重视，并加强海岸线管理，采取有效措施防止海岸侵蚀。因此就需要检测海岸侵蚀的程度，以分析海岸侵蚀的主要原因并针对性采取有效措施进行预防。

现有的测量手段包括：1、人工检测，采用标尺插入在海岸泥沙上，通过记录海岸泥沙面在标尺上的刻度值，来测量分析，但是此种方法耗时费力，效率低。2、采用“三脚架+超声波测距仪组合”来测量，但是此种方法受温度和湿度影响大，测量不够精准。3、将玻璃管插入在海岸泥沙上，然后在玻璃管内沿着高度方向依次排布多个红外线感应头，通过不同高度位置上的红外线感应头来测量海岸泥沙面的高度，但是当海水冲刷玻璃管时，会在玻璃管周围形成绕流，久而久之该绕流会在玻璃管周围的海岸泥沙冲刷形成一个无法预测的凹陷区，导致测量数据失真。

综上所述，现有测量技术存在缺点：测量数据不够精确，测量耗时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种海岸侵蚀与潮位实时监测装置，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种海岸侵蚀与潮位实时监测装置，其包括第一压强测量器、第二压强测量器、过滤单元、壳体以及数据处理模块；其中，壳体设有第一容纳腔体和贯通开口，贯通开口贯通地设置在第一容纳腔体的周壁上，过滤单元设在贯通开口上，且过滤单元完全将贯通开口覆盖；第二压强测量器设置在第一容纳腔体内，第一压强测量器设置在壳体的外部，且第一压强测量器的感应部和第二压强测量器的感应部设置在同一水平面上；第一压强测量器和第二压强测量器分别与数据处理模块电信号连接。

这样，将本实用新型埋入潮汐带海岸沙地上的预检测点上，设第一压强测量器的感应部与水面的垂直高度距离h1，泥沙厚度H(即第一压强测量器的感应部与泥水分界面的垂直高度距离)；第二压强测量器的感应部与水面的垂直高度距离h2，由于第一压强测量器的感应部和第二压强测量器的感应部设置在同一水平面上，所以h1＝h2；然后测量预监测海岸沙地的泥密度ρ泥和海水密度ρ水；第一压强测量器测得第一压强数值P1，第二压强测量器测得第二压强数值P2,然后第一压强数值P1和第二压强数值P2传递给数据处理模块，数据处理模块进行数据计算处理，得出泥沙厚度H＝(第一压强数值P1-第二压强数值P2)/[(泥密度ρ泥-海水密度ρ水)*g]，其中g为重力系数。数据处理模块的计算分析过程：由于第一压强测量器设置在壳体的外部，即第一压强测量器的感应部可感测到的第一压强数值P1为(h1-H)深度下水的压强和H深度下泥的压强总和，那么根据物理学中压强的计算公式，即得出P1＝ρ水*g*(h1-H)+ρ泥*g*H；由于第二压强测量器设置在第一容纳腔体内，过滤单元将泥中的沙隔挡在第一容纳腔体外，只允许水通过贯通开口进入到第一容纳腔体内，那么第二压强测量器测得第二压强数值P2为h2深度下水的压强，即P2＝ρ水*g*h2；同时由于h1＝h2，由P1＝ρ水*g*(h1-H)+ρ泥*g*H，和P2＝ρ水*g*h2，这两个公式推导出H＝(P1-P2)/[(ρ泥-ρ水)*g]，即得出泥沙厚度H；那么使得本实用新型可以通过实时监测多组泥沙厚度H数值，并通过分析泥沙厚度H数值的变化量，来监测海水对预检测点的侵蚀程度；本实用新型具有测量精度高，自动监测，测量过程省时省力的特点。

在一些实施方式中，壳体上还设有安装部，第一压强测量器设置在安装部上。

这样，通过在壳体上设有用于安装放置第一压强测量器的安装部，使得第一压强测量器可以安装在壳体上，从而使得本实用新型结构紧凑，便于携带存放。

在一些实施方式中，壳体还设有第二容纳腔体，数据处理模块容纳在第二容纳腔体内。

这样，通过在壳体设有用于放置数据处理模块的第二容纳腔体，使得数据处理模块可以容纳在壳体内部，进一步地增强了本实用新型的结构紧凑性。

在一些实施方式中，还包括供电系统和供电线缆，供电系统通过供电线缆与数据处理模块电连接。

这样，通过使用供电线缆将供电系统与数据处理模块电连接，供电系统为数据处理模块供电。

在一些实施方式中，还包括通讯模块和通讯电缆，通讯模块通过通讯电缆与数据处理模块电信号连接。

这样，使用者可以通过监控终端和通讯模块通讯连接，来实现远程实时监控功能。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种海岸侵蚀与潮位实时监测装置的操作方法，其特征在于，还包括计算机系统，计算机系统与数据处理模块数据传输连接，操作方法包括：

将多个海岸侵蚀与潮位实时监测装置埋入预监测海岸沙地，记录各个海岸侵蚀与潮位实时监测装置在预监测海岸沙地的位置信息，并将各海岸侵蚀与潮位实时监测装置的位置信息与编号一一对应地存储在计算机系统中；

测量预监测海岸沙地的泥密度ρ泥和海水密度ρ水。第一压强测量器测得第一压强数值P1，第二压强测量器测得第二压强数值P2；第一压强数值P1和第二压强数值P2传递给数据处理模块，数据处理模块进行数据计算处理，得出泥沙厚度H＝(第一压强数值P1-第二压强数值P2)/[(泥密度ρ泥-海水密度ρ水)*g]，其中g为重力系数；

数据处理模块将泥沙厚度H传输给计算机系统，计算机系统将各个海岸侵蚀与潮位实时监测装置所测量出的泥沙厚度H结合位置信息和编号，来绘制出预监测海岸沙地的泥沙厚度H区间曲线；并通过持续实时监控泥沙厚度H的变化量，来监测海水对预监测海岸沙地的侵蚀程度。

这样，使用者可以直观地对整个预监测海岸沙地实行片区化监测。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的海岸侵蚀与潮位实时监测装置；

图2为图1所示的海岸侵蚀与潮位实时监测装置埋入在潮汐带海岸沙地上的预检测点上的示意图；

图3为将多个图1所示的海岸侵蚀与潮位实时监测装置埋入预监测海岸沙地上的示意图。

附图标号：

1-第一压强测量器、2-第二压强测量器、3-过滤单元、4-壳体、41-第一容纳腔体、43-安装部、44-第二容纳腔体、5-数据处理模块、6-通讯模块、7-海岸侵蚀与潮位实时监测装置

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1至图2示意性的显示了本实用新型一种实施方式的海岸侵蚀与潮位实时监测装置的结构。

如图1至图2所示，该海岸侵蚀与潮位实时监测装置包括第一压强测量器1、第二压强测量器2、过滤单元3、壳体4以及数据处理模块5；其中，壳体4设有第一容纳腔体41和贯通开口，贯通开口贯通地设置在第一容纳腔体41的周壁上，过滤单元3设在贯通开口上，且过滤单元3完全将贯通开口覆盖；第二压强测量器2设置在第一容纳腔体41内，第一压强测量器1设置在壳体4的外部(即至少第一压强测量器1的感应部裸露在外界中，使得第一压强测量器1能够直接感测到海岸沙地的泥的压强)，且第一压强测量器1的感应部和第二压强测量器2的感应部设置在同一水平面上；第一压强测量器1和第二压强测量器2分别与数据处理模块5电信号连接。详细地，在本实施例中，第一压强测量器1的感应部和第二压强测量器2的感应部均设置成朝上，在其他实施方式中，第一压强测量器1的感应部和第二压强测量器2的感应部还可以设置成侧放，只要是能够将第一压强测量器1的感应部和第二压强测量器2的感应部设置在同一水平面上的具体方式即可。

如图2所示，工作过程：将本实用新型埋入潮汐带海岸沙地上的预检测点上，设第一压强测量器1的感应部与水面的垂直高度距离h1，泥沙厚度H(即第一压强测量器1的感应部与泥水分界面的垂直高度距离)；第二压强测量器2的感应部与水面的垂直高度距离h2，由于第一压强测量器1的感应部和第二压强测量器2的感应部设置在同一水平面上，所以h1＝h2；然后测量预监测海岸沙地的泥密度ρ泥(泥密度ρ泥是指沙和水的混合体等效密度，即预监测海岸沙地的泥样品的重量除以体积得出的密度)和海水密度ρ水；第一压强测量器1测得第一压强数值P1，第二压强测量器2测得第二压强数值P2,然后第一压强数值P1和第二压强数值P2传递给数据处理模块5，数据处理模块5进行数据计算处理，得出泥沙厚度H＝(第一压强数值P1-第二压强数值P2)/[(泥密度ρ泥-海水密度ρ水)*g]，其中g为重力系数。数据处理模块5的计算分析过程：由于第一压强测量器1设置在壳体4的外部，即第一压强测量器1的感应部可感测到的第一压强数值P1为(h1-H)深度下水的压强和H深度下泥的压强总和，那么根据物理学中压强的计算公式，即得出P1＝ρ水*g*(h1-H)+ρ泥*g*H；由于第二压强测量器2设置在第一容纳腔体41内，过滤单元3将泥中的沙隔挡在第一容纳腔体41外，只允许水通过贯通开口进入到第一容纳腔体41内，那么第二压强测量器2测得第二压强数值P2为h2深度下水的压强，即P2＝ρ水*g*h2；同时由于h1＝h2，由P1＝ρ水*g*(h1-H)+ρ泥*g*H，和P2＝ρ水*g*h2，这两个公式推导出H＝(P1-P2)/[(ρ泥-ρ水)*g]，即得出泥沙厚度H；那么使得本实用新型可以通过实时监测多组泥沙厚度H数值，并通过分析泥沙厚度H数值的变化量，来监测海水对预检测点的侵蚀程度；本实用新型具有测量精度高，自动监测，测量过程省时省力的特点；此外由上述公式可以推导出，潮汐水位＝h1-H＝P2/(ρ水*g)-(P1-P2)/[(ρ泥-ρ水)*g]，从而使得本实用新型还可以测算潮汐水位值。需要说明的是，在本实用新型中，还提供另一种工作过程：本工作过程与前述的工作过程的区别在于，将预监测海岸沙地的泥取样，然后测量样品泥的体积，然后将样品泥干燥称重，然后将该重量除以前一步测到的体积，得到沙子密度ρ沙；同理P1＝ρ水*g*h1+ρ沙*g*H，P2＝ρ水*g*h2，h1＝h2，H＝(P1-P2)/(ρ沙*g)，亦可得出泥沙厚度H。

在本实施例中，还包括大气压测量仪，大气压测量仪与数据处理模块5电信号连接，这样大气压测量仪将测得的预监测海岸沙地处的大气压强P0传输给数据处理模块，然后在计算潮汐水位时可以排除大气压强P0对测量精度的干扰，即具有更佳测量精度的潮汐水位＝h1-H＝(P2-P0)/(ρ水*g)-(P1-P2)/[(ρ泥-ρ水)*g]。当然在本实用新型的其他实施方式中，还可以通过当地的气象资料来获取大气压强P0数值，无需采用测量仪。

在本实施例中，壳体4上还设有安装部43，第一压强测量器1设置在安装部43上。具体地，在本实施例中，安装部43的具体结构为形成在壳体4外部上的安装槽，第一压强测量器1嵌入在该安装槽内，第一压强测量器1的感应部裸露在外界中；这样，通过在壳体4上设有用于安装放置第一压强测量器1的安装部43，使得第一压强测量器1可以安装在壳体4上，从而使得本实用新型结构紧凑，便于携带存放。

在本实施例中，壳体4还设有第二容纳腔体44，数据处理模块5容纳在第二容纳腔体44内。这样，通过在壳体4设有用于放置数据处理模块5的第二容纳腔体44，使得数据处理模块5可以容纳在壳体4内部，进一步地增强了本实用新型的结构紧凑性。

在本实施例中，还包括供电系统和供电线缆，供电系统通过供电线缆与数据处理模块5电连接。在本实施例中，供电系统通过供电线缆为数据处理模块5供电，同时数据处理模块5为第一压强测量器1和第二压强测量器2供电；当然，供电系统还可以直接通过电缆为第一压强测量器1和第二压强测量器2供电。供电系统可以是内置在壳体4内的蓄电池，也可以是外置在海岸上的供电站。这样，通过使用供电线缆将供电系统与数据处理模块5电连接，供电系统为数据处理模块5供电。

如图3所示，在本实施例中，还提供了一种海岸侵蚀与潮位实时监测装置的操作方法，其特征在于，还包括计算机系统，计算机系统与数据处理模块5数据传输连接，操作方法包括：

将多个海岸侵蚀与潮位实时监测装置7埋入预监测海岸沙地，记录各个海岸侵蚀与潮位实时监测装置7在预监测海岸沙地的位置信息(即各个海岸侵蚀与潮位实时监测装置7的位置坐标参数)，并将各海岸侵蚀与潮位实时监测装置7的位置信息与编号一一对应地存储在计算机系统中；详细地，在本实施例中，多个海岸侵蚀与潮位实时监测装置7沿着潮汐流动方向埋入预监测海岸沙地，在其他实施方式中，多个海岸侵蚀与潮位实时监测装置还可以沿着预监测海岸沙地的延展分布方向来分布埋入，即根据实际需要，来布置多个海岸侵蚀与潮位实时监测装置的实际位置。

测量预监测海岸沙地的泥密度ρ泥和海水密度ρ水。第一压强测量器1测得第一压强数值P1，第二压强测量器2测得第二压强数值P2；第一压强数值P1和第二压强数值P2传递给数据处理模块5，数据处理模块5进行数据计算处理，得出泥沙厚度H＝(第一压强数值P1-第二压强数值P2)/[(泥密度ρ泥-海水密度ρ水)*g]，其中g为重力系数；

数据处理模块5将泥沙厚度H传输给计算机系统，计算机系统将各个海岸侵蚀与潮位实时监测装置所测量出的泥沙厚度H结合位置信息和编号，来绘制出预监测海岸沙地的泥沙厚度H区间曲线；并通过持续实时监控泥沙厚度H的变化量，来监测海水对预监测海岸沙地的侵蚀程度。这样，使用者可以直观地对整个预监测海岸沙地实行片区化监测。

在本实施例中，还包括通讯模块6和通讯电缆，通讯模块6通过通讯电缆与数据处理模块5电信号连接。详细地，在本实施例中，通讯模块6为设置在海岸上的无线基站，通讯电缆预埋在潮汐带海岸沙地下，通讯电缆一端与数据处理模块5电信号连接，另一端与无线基站电信号连接；这样，使用者可以通过计算机系统和通讯模块6通讯连接，来实现远程实时监控功能。

以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.海岸侵蚀与潮位实时监测装置，其特征在于，包括第一压强测量器(1)、第二压强测量器(2)、过滤单元(3)、壳体(4)以及数据处理模块(5)；

其中，所述壳体(4)设有第一容纳腔体(41)和贯通开口，所述贯通开口贯通地设置在所述第一容纳腔体(41)的周壁上，所述过滤单元(3)设在贯通开口上，且过滤单元(3)完全将贯通开口覆盖；

所述第二压强测量器(2)设置在所述第一容纳腔体(41)内，所述第一压强测量器(1)设置在所述壳体(4)的外部，且所述第一压强测量器(1)的感应部和所述第二压强测量器(2)的感应部设置在同一水平面上；

所述第一压强测量器(1)和所述第二压强测量器(2)分别与所述数据处理模块(5)电信号连接。

2.根据权利要求1所述的海岸侵蚀与潮位实时监测装置，其特征在于，所述壳体(4)上还设有安装部(43)，所述第一压强测量器(1)设置在所述安装部(43)上。

3.根据权利要求1所述的海岸侵蚀与潮位实时监测装置，其特征在于，所述壳体(4)还设有第二容纳腔体(44)，所述数据处理模块(5)容纳在所述第二容纳腔体(44)内。

4.根据权利要求1所述的海岸侵蚀与潮位实时监测装置，其特征在于，还包括供电系统和供电线缆，所述供电系统通过所述供电线缆与所述数据处理模块(5)电连接。

5.根据权利要求1所述的海岸侵蚀与潮位实时监测装置，其特征在于，还包括通讯模块(6)和通讯电缆，所述通讯模块(6)通过所述通讯电缆与所述数据处理模块(5)电信号连接。

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