CN210658205U - 一种智慧海堤系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智慧海堤系统，包括布置在海堤的堤身上的若干第一水压传感器、布置在海堤的堤顶上的定位芯片和布置在海床上的若干风暴潮波高采集设备，各个第一水压传感器从低到高依次布置在海堤的堤身上。有益效果：第一水压传感器和风暴潮波高采集设备可测量出不同位置的水压，可换算出海堤近岸的水深、波高、波长和波周期。定位芯片可监测海堤的位置，可用于评估风暴潮的运动趋势。本实用新型涉及海堤工程。
Description
技术领域
本实用新型涉及海堤工程，特别涉及一种智慧海堤系统。
背景技术
海堤工程是抗御台风暴潮的重要水利设施。台风暴潮对海堤可造成严重的威胁，甚至造成毁灭性的破坏。
现有技术中，海堤体系缺乏智慧感知系统，不能对风暴潮打击的承受能力进行预估，也不能对变形稳定等作出及时的评估。
海堤一般布置在海床与陆地之间，海堤的截面一般为梯形，海堤的堤身为坡面，海堤的堤顶为平台，海堤的底部设在海床上。
风暴潮期间的波高和水位数据对于构建智慧海堤体系非常重要，对于预测风浪打击力至关重要。
现有技术中，传统的风暴潮监测一般只在海堤上定点设有单个的水压传感器，其技术缺陷在于：数据样本少，不利于精确评估风暴潮的实时状况和发展趋势。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智慧海堤系统，可克服风暴潮监测中数据类型单一、数据样本少的技术缺陷。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种智慧海堤系统，包括布置在海堤的堤身上的若干第一水压传感器、布置在海堤的堤顶上的定位芯片和布置在海床上的若干风暴潮波高采集设备，各个第一水压传感器从低到高依次布置在海堤的堤身上。
作为改进，一种智慧海堤系统包括波要素模拟计算系统，可对海堤的典型断面进行立面二维紊流模型，计算海堤在各种波高、水深、波长和波周期条件下的越浪量和波压力分布的数据。
作为改进，各个第一水压传感器和风暴潮波高采集设备可向波要素模拟计算系统传输实际测得的波高、水深、波长和波周期数据。
作为改进，一种智慧海堤系统包括海堤堤身平面位移采集系统，定位芯片可向海堤堤身平面位移采集系统传输海堤堤身的定位数据。
作为改进，一种智慧海堤系统包括互联网海堤风浪数据发布系统，互联网海堤风浪数据发布系统可通过互联网发布实时数据，实时数据包括波要素模拟计算系统接收到的海堤在实际波高、水深、波长和波周期条件下的越浪量和波压力分布的数据，实时数据还包括波要素模拟计算系统通过模拟计算预测出的海堤的越浪量和波压力分布的数据。
作为改进，互联网海堤风浪数据发布系统发布的实时数据包括海堤堤身平面位移采集系统的海堤堤身的实际定位数据，实时数据还包括海堤堤身平面位移采集系统通过模拟计算预测出的风暴潮登陆点。
作为改进，风暴潮波高采集设备包括外壳和第二水压传感器，外壳的顶端设有向外壳内凹陷的内腔，第二水压传感器设在内腔里，外壳的下部大于外壳的上部。
作为改进，风暴潮波高采集设备的内腔中设有密封隔板，密封隔板将内腔分隔为第一内腔和第二内腔，第一内腔通过外壳顶端的开口与外部连通，密封隔板和外壳围成密闭的第二内腔，第二水压传感器设在第一内腔里，第二内腔里设有可发射低频信号的信号发射器。
作为改进，第二内腔里设有数据存储器和计时器，计时器和第二水压传感器与数据存储器电连接，第二内腔里还设有为数据存储器、计时器和第二水压传感器供电的电源。
作为改进，第二内腔里设有配重块，外壳的底面竖立地设有若干支脚，支脚的根部与外壳的底面相连，支脚的端部设有球形的端头。
有益效果：第一水压传感器和风暴潮波高采集设备可测量出不同位置的水压，有助于换算出海堤近岸的水深、波高、波长和波周期。定位芯片可监测海堤的位置，有助于评估风暴潮的运动趋势。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型实施例的第一水压传感器的布置方式示意图；
图2为本实用新型实施例的风暴潮波高采集设备的结构示意图。
具体实施方式
参照图1至2，一种智慧海堤系统，包括布置在海堤的堤身上的十个第一水压传感器1、布置在海堤的堤顶上的定位芯片2和布置在海床上的若干风暴潮波高采集设备3，各个第一水压传感器1从低到高依次布置在海堤的堤身上。
图1中示出了海堤14和海床15。
第一水压传感器1和风暴潮波高采集设备3可测量出不同位置的水压，有助于换算出海堤近岸的水深、波高、波长和波周期。定位芯片2可监测海堤的位置，有助于评估风暴潮的运动趋势。
对波要素进行模拟计算，需要预先计算风暴潮引起的增水及波浪要素，建立风暴潮潮波模型。建立风暴潮潮波模型需要结合各种不同的台风风场、气压场和二维浅水模型来进行。本技术方案还可结合大、中、小潮条件下风暴潮登陆时海堤近岸的水深、波高、波长和波周期数据，用于智慧海堤系统的数据库的建立。
本实施例的智慧海堤系统包括波要素模拟计算系统，波要素模拟计算系统可对海堤的典型断面进行立面二维紊流模型，计算海堤在各种波高、水深、波长和波周期条件下的越浪量和波压力分布的数据。二维紊流模型可结合实际测得的波浪和水位数据共同组合建设智慧海堤数据库。当台风来临时，可通过输入台风登陆点、台风中心风力和风暴直径等参数快速查询出台风登陆区域的水深、波高、越浪量和风浪打击力等，以实现对风暴潮灾害的损害风险的预警预报。
为了提高波要素模拟计算系统的预测准确性，各个第一水压传感器1和风暴潮波高采集设备3可向波要素模拟计算系统传输实际测得的波高、水深、波长和波周期数据。
为了监测和评估风暴潮实时打击下的海堤堤身平面位移情况，一种智慧海堤系统包括海堤堤身平面位移采集系统，定位芯片2可向海堤堤身平面位移采集系统传输海堤堤身的定位数据。本实施例选用定位误差达到厘米级的定位芯片2，且在海堤上每隔一百米埋设一个定位芯片2。
本技术方案中还包括风险评估系统，风险评估系统可通过实测数据对波要素模拟计算系统的模拟计算结果进行修正，可改进更新数据库信息。风险评估系统可根据波浪打击力对海堤结构的稳定性进行评估，评价海堤崩溃的风险，同时根据定位芯片2回传的位置数据对海堤崩溃发出预警。风险评估系统可根据越浪数量对海堤后的排水能力进行评估。
为了及时发布风浪数据，一种智慧海堤系统包括互联网海堤风浪数据发布系统，互联网海堤风浪数据发布系统可通过互联网发布实时数据，实时数据包括波要素模拟计算系统接收到的海堤在实际波高、水深、波长和波周期条件下的越浪量和波压力分布的数据，实时数据还包括波要素模拟计算系统通过模拟计算预测出的海堤的越浪量和波压力分布的数据。互联网海堤风浪数据发布系统发布的实时数据包括海堤堤身平面位移采集系统的海堤堤身的实际定位数据，实时数据还包括海堤堤身平面位移采集系统通过模拟计算预测出的风暴潮登陆点。
本实施例的风暴潮波高采集设备3包括外壳4和第二水压传感器5，外壳4 的顶端设有向外壳4内凹陷的内腔，第二水压传感器5设在内腔里，外壳4的下部大于外壳4的上部。外壳4的形状可为圆台形、棱台形、椭圆台形或斜圆台形。本实施例的外壳4的形状为圆台形。圆台形的外壳4可低于侧向海流，减小侧向海流对第二水压传感器5测量结果的干扰。
本实施例的风暴潮波高采集设备3的内腔中设有密封隔板6，密封隔板6 将内腔分隔为第一内腔7和第二内腔8，第一内腔7通过外壳4顶端的开口与外部连通，密封隔板6和外壳4围成密闭的第二内腔8，第二水压传感器5设在第一内腔7里，第二内腔8里设有可发射低频信号的信号发射器9。密封隔板6可防止海水侵入第二内腔8，有利于提高风暴潮波高采集设备3的可靠性。信号发射器9可将风暴潮波高采集设备3传输到本技术方案的计算机系统中，并使风暴潮波高采集设备3被回收使易于定位搜寻。
为了存储第二水压传感器5测得的波高数据，第二内腔8里设有数据存储器10和计时器，计时器和第二水压传感器5与数据存储器10电连接，第二内腔8里还设有为数据存储器10、计时器和第二水压传感器5供电的电源11。本实施例的电源11是可续航至少半年的电池。即使出现通信障碍，数据存储器 10仍可存储第二水压传感器5测得的波高数据，保证数据不丢失。
为了提高风暴潮波高采集设备3的稳定性，第二内腔8里设有配重块12，外壳4的底面竖立地设有若干支脚13，支脚13的根部与外壳4的底面相连，支脚13的端部设有球形的端头。配重块12使风暴潮波高采集设备3可随海浪逐步沉入到海床中，支脚13可与海床保持良好的接触。球形的端头可防止外壳 4过度沉入海床中，并使风暴潮摸高采集设备在被回收时容器拔出。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种智慧海堤系统，其特征在于：包括布置在海堤的堤身上的若干第一水压传感器、布置在海堤的堤顶上的定位芯片和布置在海床上的若干风暴潮波高采集设备，各个第一水压传感器从低到高依次布置在海堤的堤身上。
2.根据权利要求1所述的一种智慧海堤系统，其特征在于：包括海堤堤身平面位移采集系统，所述定位芯片可向海堤堤身平面位移采集系统传输海堤堤身的定位数据。
3.根据权利要求1或2所述的一种智慧海堤系统，其特征在于：所述风暴潮波高采集设备包括外壳和第二水压传感器，外壳的顶端设有向外壳内凹陷的内腔，第二水压传感器设在内腔里，外壳的下部大于外壳的上部。
4.根据权利要求3所述的一种智慧海堤系统，其特征在于：所述风暴潮波高采集设备的所述内腔中设有密封隔板，密封隔板将内腔分隔为第一内腔和第二内腔，第一内腔通过所述外壳顶端的开口与外部连通，密封隔板和外壳围成密闭的第二内腔，所述第二水压传感器设在第一内腔里，第二内腔里设有可发射低频信号的信号发射器。
5.根据权利要求4所述的一种智慧海堤系统，其特征在于：所述第二内腔里设有数据存储器和计时器，计时器和所述第二水压传感器与数据存储器电连接，第二内腔里还设有为数据存储器、计时器和第二水压传感器供电的电源。
6.根据权利要求5所述的一种智慧海堤系统，其特征在于：所述第二内腔里设有配重块，所述外壳的底面竖立地设有若干支脚，支脚的根部与外壳的底面相连，支脚的端部设有球形的端头。
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|---|---|---|---|---|
| CN112233387A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-15 | 中国海洋大学 | 一种沿海风暴潮监测装置及在线监测预警系统 |
| CN116823066A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-29 | 青岛理工大学 | 一种海堤迎面波浪冲击性能检测方法 |
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