CN210198487U - 生态流量监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生态流量监测的技术领域，公开了生态流量监测装置，包括测流区域；测流区域包括堰体、水位计以及终端机；堰体横跨整个测流区域，确保水流都经过堰体，保证测量准确性；堰体上形成有泄放槽，堰体的高度大于水位高度，泄放槽形成在堰体上，当水位高度达到泄放槽槽底高度时，水就会进入泄放槽，由于泄放槽沿水流方向倾斜向下布置，水会顺着泄放槽的倾斜方向流去；然后通过水位计测量出水位高度，并将水位高度测量数据传至终端机，由终端机传回系统；并且测量泄放槽的高度、宽度、斜率以及根据泄放槽的材料计算出的糙率，可计算出水流量。

Description

生态流量监测装置

技术领域

本实用新型涉及生态流量监测的技术领域，特别涉及生态流量监测装置。

背景技术

为了满足减水河段的生态环境需水，水电站运行过程中需要下泄一定的生态流量；为了确保下游河流生态环境的稳定，需要对水电站的下泄生态流量进行监测，监测水电站下泄生态流量，主要监测参数为水位、流量，

目前，生态流量的测量都是通过水力半径法估算流量，水力半径法是通过河道过水断面面积与其湿周的比值来估算水流量，预测水流是否能保持一定的水流量来满足生态环境。

现有技术中，对于需要在拦水坝上开凿泄放槽或不会出现淹没出流的水流速度均匀的渠道越来越多，由于我们需要时刻对生态环境的水流量进行监测，所以估测已经满足不了需求，且估测的测量误差太大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供生态流量监测装置，旨在解决现有技术中，在进行水电站下泄生态流量测量时，对于需要在拦水坝上开凿泄放槽或不会出现淹没出流的水流速度均匀的渠道，估测误差大的问题。

本实用新型是这样实现的，生态流量监测装置，包括测流区域；所述测流区域包括横跨所述测流区域的堰体、测量水位高度的水位计以及与所述水位计电性连接的终端机；所述堰体形成有泄放槽，所述泄放槽沿水流方向倾斜向下布置。

进一步的，沿水流方向，所述水位计位于所述堰体的上游。

进一步的，所述泄放槽各个位置的高度均一致。

进一步的，所述测流区域包括设备杆；所述设备杆包括底座；所述底座上设有水泥墩，所述设备杆的顶部设有避雷针。

进一步的，所述设备杆设有太阳能板和与所述太阳能板电性连接的蓄电池；所述蓄电池与所述终端机电性连接，为所述终端机提供电能。

进一步的，所述太阳能板铰接布置有太阳能安装座，所述安装座与所述设备杆固定布置。

进一步的，所述设备杆包括安装所述摄像头的滑动抱箍，所述滑动抱箍环绕所述设备布置；所述滑动抱箍固定有杆条，所述杆条的另一端与所述摄像头铰接。所述滑动连接有杆条；

进一步的，所述泄放槽的横截面呈矩形状。

与现有技术相比，本实施例提供的生态流量监测装置，先将泄放槽的宽度、高度、斜率以及糙率测出，然后通过水位计测量出水深初始值，当水位发生变化时，水深初始值到泄放槽的顶部的距离就会发生变化，根据泄放槽的高度、水位高度以及水位至泄放槽的高度，可将泄放槽内的水位高度算出，由泄放槽内水位高度与泄放槽的宽度，可算出泄放槽过水断面面积和水力半径，最后通过过水断面面积、水力半径、泄放槽的斜率以及泄放槽的糙率，可将下泄生态流量算出，对于需要在拦水坝上开凿泄放槽或不会出现淹没出流的水流速度均匀的渠道来说，操作简便，计算简单且测量数据准确。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的测流区域的立体示意图；

图2是本实用新型实施例提供的泄放槽与水位计的立体示意图；

图3是本实用新型实施例提供的测流区域的电路控制示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

参照图1-3所示，为本实用新型提供较佳实施例。

生态流量监测装置，包括测流区域；测流区域包括堰体10、水位计30以及终端机22；堰体10横跨整个测流区域，确保水流都经过堰体10，保证测量准确性；堰体10上形成有泄放槽11，堰体的高度大于水位高度，但泄放槽形成在堰体上，当水位高度达到泄放槽11槽底高度时，水就会进入泄放槽11，由于泄放槽11沿水流方向倾斜向下布置，水会顺着泄放槽11的倾斜方向流去。

使用水位计30对水位高度进行测量；终端机22与水位计30通过电线连接通电，水位计30检测的数据会通过终端机22传回系统；通过水位计30测量出水位高度，并将水位高度测量数据传至终端机22，由终端机22传回系统；并且测量泄放槽11的高度、宽度、斜率以及根据泄放槽11的材料计算出的糙率，可计算出水流量。

上述提供的生态流量监测装置，先将泄放槽11的宽度、高度、斜率以及糙率测出，然后通过水位计30测量出水深初始值，当水位发生变化时，水深初始值到泄放槽11的顶部的距离就会发生变化，根据泄放槽11的高度、水位高度以及水位至泄放槽11的高度，可将泄放槽11内的水位高度算出，由泄放槽11内水位高度与泄放槽11的宽度，可算出泄放槽11过水断面面积和水力半径，最后通过过水断面面积、水力半径、泄放槽11的斜率以及泄放槽11的糙率，可将下泄生态流量算出，对于需要在拦水坝上开凿泄放槽或不会出现淹没出流的水流速度均匀的渠道来说，操作简便，计算简单且测量数据准确。

本实施例需要的水位数据均是在水还未经过堰体前的水位高度变化，所以水位计30设置在堰体10的上游，在堰体10的上游对水位高度进行测量。

设本实施例中的泄放槽11宽度为b，斜率为i，糙率为n；泄放槽11内水高度为h，水力半径为R:

则过断水面面积A＝bh；水力半径R＝bh/b+2h；设流量为Q，则：

其中糙率n是由建造泄放槽11的材质决定的。

均匀流，是流速的大小和方向均不随时间及距离而变的水流。这种水流只在特定条件下形成，即底坡为常数的正坡棱柱形渠道、糙率沿程不变、无建筑物干扰、水流为恒定流、流量沿程不变。均匀流是重力和阻力相平衡时的流动，其动能保持不变，而水头损失取自势能的减少。其特性是总水头线、水面线与渠道底坡线为互相平行的直线，故水力坡度和渠道底坡相等。

在泄放槽11各个位置测量的高度都一致，这样可保证测量数据的准确性，避免再次测量时数据不一，导致误差较大，引起误判。

本实施例中，在测流区域设有设备杆20，设备杆20上安装有太阳能板21、摄像头23以及终端机22，设备杆20包括底座，底座固定在地面上，且底座上设有水泥墩，为整个设备杆20增大压力，可是设备杆20稳固立于水坝旁。

摄像头23、太阳能板21、以及终端机22均设置在设备杆上，在便于整个数据的传输，也可以避免水溅至设备，以免损坏设备。

在设备杆的顶部设有避雷针27，用来保护设备杆20及其周围的设备，避免雷击；当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针27的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针27放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使设备杆20及其旁边的设备免遭雷击。

太阳能板21由多个太阳能电池片组装的组装件，是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。

太阳能板21上铰接有安装座211，安装座211与设备杆通过螺钉固定，将太阳能板21面向光照最充足的方位，以保证充足的电能。

太阳能板21电性连接有蓄电池，太阳能板21将光能转化成电能，将蓄电池充满电，可使蓄电池在阴雨天和夜晚为终端机22持续提供电能，使传输过程能顺利进行，为终端机22提供电能。

设备杆连接有杆条24；设备杆形成有安装杆条24的滑动抱箍26，滑动抱箍26环绕设备杆形成；杆条24的一端嵌入滑动抱箍26，杆条24的另一端与摄像头23铰接，这样可由滑动抱箍沿设备杆上下调节摄像头23的高度，转动滑动抱箍26的方向可以改变杆条24的朝向，可自由调节摄像头23的朝向。

泄放槽11的横截面呈矩形状，且沿着水流方向延伸，泄放槽11的槽底呈水平且沿水流方向呈倾斜布置，便于水自由均匀流动，便于测量，且可使测量数据更准确。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.生态流量监测装置，其特征在于，包括测流区域；所述测流区域包括横跨所述测流区域的堰体、测量水位高度的水位计以及与所述水位计电性连接的终端机；所述堰体形成有泄放槽，所述泄放槽沿水流方向倾斜向下布置。

2.如权利要求1所述的生态流量监测装置，其特征在于，沿水流方向，所述水位计位于所述堰体的上游。

3.如权利要求2所述的生态流量监测装置，其特征在于，所述泄放槽各个位置的高度均一致。

4.如权利要求1至3任一项所述的生态流量监测装置，其特征在于，所述测流区域包括设备杆；所述设备杆包括底座；所述底座上设有水泥墩，所述设备杆的顶部设有避雷针。

5.如权利要求4所述的生态流量监测装置，其特征在于，所述设备杆设有太阳能板和与所述太阳能板电性连接的蓄电池；所述蓄电池与所述终端机电性连接，为所述终端机提供电能。

6.如权利要求5所述的生态流量监测装置，其特征在于，所述太阳能板铰接布置有太阳能安装座，所述安装座与所述设备杆固定布置。

7.如权利要求6所述的生态流量监测装置，其特征在于，所述设备杆包括安装摄像头的滑动抱箍，所述滑动抱箍环绕所述设备布置；所述滑动抱箍固定有杆条，所述杆条的另一端与所述摄像头铰接；所述滑动连接有杆条。

8.如权利要求1至3任一项所述的生态流量监测装置，其特征在于，所述泄放槽的横截面呈矩形状。

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