一种地形变化监测装置及其监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地形变化监测装置及其监测方法，涉及地形分布及变化监测技术领域，其中，一种地形变化监测装置，包括：平台底座，平台底座下方对称设有两个相互连接的锚系重物；测量仪器；卷扬机，卷扬机上设有钢丝绳；绞车计量仪器，绞车计量仪器与卷扬机对应设置；水位传感器；倾角传感器；控制系统；其中，控制系统可根据倾角传感器和水位传感器的信号反馈，控制卷扬机进行钢丝绳的收紧与松放，使得钢丝绳在锚系重物的作用下与平台底座相互垂直，平台底座位于锚系重物正上方，且平台底座侧面吃水线位置不变。本申请的监测装置不仅有效降低了外部环境的影响，提高了数据采集的精确性和稳定性，且可以实现定点长期观测。且可以实现定点长期观测。且可以实现定点长期观测。

【技术实现步骤摘要】
一种地形变化监测装置及其监测方法


[0001]本专利技术涉及地形分布及变化监测
，具体涉及一种地形变化监测装置及其监测方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着人类活动、环境以及地质等因素的影响，大多数河流江道、港口以及海口均出现了不同程度的淤积或冲淤。其中，造成淤积的原因主要是纳潮量减小和潮动力减弱而引起的外源泥沙淤积，该淤积往往会导致河道边滩逐渐淤高并向主槽扩张，以及部分滩地较高并露出水面，并缩窄过水断面面积，不仅影响了城市景观和生态环境，且会给河道行洪和通航造成严重影响。同时，冲淤的存在则会导致堤脚冲刷、堤防破损、决口等问题，给周边带来经济损失。由此可知，针对上述地形变化的监测是至关重要的。
[0003]目前，传统的水下地形监测技术主要包括单波束测深系统、多波束测深系统、标志桩法、SET(沉积—侵蚀水平面测量)法、ALT US(由传感器、数据存储器、压力感应器和电源等主要设备组成)等。然而，在实际运用中，多波束与单波束测深系统均属于动态环境下的数据测量技术，该测深系统由于需要时刻随着测量船受到风、浪的影响，进而发生横摇、纵摇和垂直起伏，使其整个作业过程是一个随机的动态过程；且船只由于受水流影响，基本上每次航行路线都略有不同，从而导致该测深系统的数据成果精确性受影响。同时，多波束与单波束测深系统只能按照时间间隔比如4个月或者汛期前后去采集数据，数据准确信受多种因素影响，无法记录一个长期的河底变化情况。而标志桩法、SET、ALT US法均需要打桩架设仪器，很容易对过往船只造成影响，且则只能在近岸处，无法采集水深较深处的数据，使其采集数据不具有整体代表性。由此可知，传统的水下地形监测技术，很容易受外界环境因素(风和浪大致的横摇、纵摇和垂直起伏以及航行路线)的影响，导致其监测数据准确性差，且因航行路线不同测量位置偏移而导致的难以获取定点地形变化的长期监测数据。

技术实现思路

[0004]1、专利技术要解决的技术问题
[0005]针对传统的水下地形监测技术，因易受外界环境因素的影响，存在监测数据准确性差的技术问题，本专利技术提供了一种地形变化监测装置及其监测方法，它可以有效避免外界环境因素的影响，提高监测数据准确性，且可以实现定点地形变化的长期监测。
[0006]2、技术方案
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0008]一种地形变化监测装置，包括：
[0009]平台底座，所述平台底座下方对称设有两个相互连接的锚系重物；
[0010]测量仪器，所述测量仪器设于所述平台底座上，所述测量仪器用于测量垂直深度；
[0011]卷扬机，所述卷扬机设于所述平台底座上，所述卷扬机与所述锚系重物对应设置，所述卷扬机上设有钢丝绳，所述卷扬机与所述锚系重物之间通过所述钢丝绳连接；
[0012]绞车计量仪器，所述绞车计量仪器与所述卷扬机对应设置，所述绞车计量仪器用于记录对应钢丝绳在卷扬机作用下的转动距离；
[0013]水位传感器，所述水位传感器设于所述平台底座上；
[0014]倾角传感器，所述倾角传感器用于检测平台底座相对于水平面的倾角变化；
[0015]控制系统，所述控制系统分别与所述测量仪器、卷扬机、水位传感器和倾角传感器相连接；
[0016]其中，控制系统可根据倾角传感器和水位传感器的信号反馈，控制卷扬机进行钢丝绳的收紧与松放，使得钢丝绳在锚系重物的作用下与平台底座相互垂直，平台底座位于锚系重物正上方，且平台底座侧面吃水线位置不变。
[0017]在本申请中，利用船只将地形变化监测装置带到预设地点，选择合适位置抛设两个相互连接的锚系重物，使平台底座置于预设地点，平台底座稳定后，此时，钢丝绳处于松弛状态，整个装置随着水流飘动。启动控制系统，当倾角传感器检测到平台底座处于晃动倾斜状态时，倾角传感器会触发信号，并将信号反馈给控制系统，此时，控制系统会根据信号，分析其倾斜方向以及角度，并控制卷扬机发生正向驱动，卷动对应的钢丝绳，即收紧钢丝绳，使与锚系重物连接的钢丝绳与平台底座垂直，平台底座受力移动至锚系重物正上方，与此同时，绞车计量仪器则记录下钢丝绳的转动距离；由于平台底座受力处于锚系重物正上方，受力影响整个平台底座向下吃水变深，即平台底座与水面的距离发生变化，此时水位传感器触发信号，并反馈给控制系统，控制系统根据信号，控制卷扬机发生反向驱动，放松钢丝绳，此时，由于受力减小或者消失，使得平台底座吃水上升，恢复到初始位置，与此同时，绞车计量仪器则记录下钢丝绳的转动距离，并控制测量仪器测量水中深度；以此循环，使得平台底座可一直处于锚系重物正上方且吃水不变，构成一个动态平衡系统，使得测量仪器以及其他仪器在采集数据时始终处于垂直平稳状态，并采集所需的长时间的垂直深度数据，然后结合绞车计量仪器记录下的钢丝绳的转动距离，计算得到该时刻水底面高程值，并与所有时刻数据比较，可得连续时间t内水下地形的变化情况。由此可知，相比于传统的水下地形监测技术，本申请中的地形变化监测装置，由于构成了一个动态平衡系统，使得测量仪器以及其他仪器在采集数据时始终处于垂直平稳状态，不仅有效降低或者减小了外部环境(如风、浪、涌潮)的影响以及排除因船只行驶路线不同导致的数据差，提高了数据采集的精确性和稳定性，且可以实现定点长期观测，可以完整地记录一个时间段的水下地形的变化过程。
[0018]可选的，所述平台底座上设有防水装置，所述控制系统位于所述防水装置内。
[0019]可选的，还包括供电装置，所述供电装置设于所述平台底座上。
[0020]可选的，两个锚系重物分别位于所述平台底座的两端。
[0021]可选的，所述平台底座的两端设有通孔。
[0022]可选的，所述水位传感器位于所述通孔内。
[0023]可选的，所述平台底座呈船型结构。
[0024]可选的，所述测量仪器位于所述平台底座中间位置。
[0025]可选的，还包括警示灯和测量旗，所述警示灯和测量旗均位于所述平台底座上。
[0026]同时，本申请还提供一种地形变化监测方法，采用上述所述的地形变化监测装置进行实施，包括以下步骤：
[0027]1)、抛射锚系重物，将平台底座置于预设地点；
[0028]2)、根据倾角传感器和水位传感器信号，控制系统控制卷扬机进行钢丝绳的收放，使平台底座，使得钢丝绳在锚系重物的作用下与平台底座相互垂直，平台底座位于锚系重物正上方，且平台底座侧面吃水线位置不变；
[0029]3)、获取绞车计量仪器记录的钢丝绳的转动距离和测量仪器的垂直深度数据，控制系统根据上述数据，获得连续时间t内的连续水底面高程值，通过比较得到连续时间t内水下地形的变化情况。
[0030]3、有益效果
[0031]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0032](1)本申请实施例提出的一种地形变化监测装置，选择合适位置抛设两个相互连接的锚系重物，使平台底座置于预设地点，平台底座稳定后，此时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地形变化监测装置，其特征在于，包括：平台底座，所述平台底座下方对称设有两个相互连接的锚系重物；测量仪器，所述测量仪器设于所述平台底座上，所述测量仪器用于测量垂直深度；卷扬机，所述卷扬机设于所述平台底座上，所述卷扬机与所述锚系重物对应设置，所述卷扬机上设有钢丝绳，所述卷扬机与所述锚系重物之间通过所述钢丝绳连接；绞车计量仪器，所述绞车计量仪器与所述卷扬机对应设置，所述绞车计量仪器用于记录对应钢丝绳在卷扬机作用下的转动距离；水位传感器，所述水位传感器设于所述平台底座上；倾角传感器，所述倾角传感器用于检测平台底座相对于水平面的倾角变化；控制系统，所述控制系统分别与所述测量仪器、卷扬机、水位传感器和倾角传感器相连接；其中，控制系统可根据倾角传感器和水位传感器的信号反馈，控制卷扬机进行钢丝绳的收紧与松放，使得钢丝绳在锚系重物的作用下与平台底座相互垂直，平台底座位于锚系重物正上方，且平台底座侧面吃水线位置不变。2.根据权利要求1所述的地形变化监测装置，其特征在于，所述平台底座上设有防水装置，所述控制系统位于所述防水装置内。3.根据权利要求1所述的地形变化监测装置，其特征在于，还包括供电装置，所述供电装置设于所述平台底座上。4.根据权利要求1所述的地形变化监测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：应超然，李亚飞，曾宝庆，张坤军，林楠，樊稳州，
申请(专利权)人：浙江省水利河口研究院浙江省海洋规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：