【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自然地理学、河流动力学和环境水力学领域，尤其涉及一种中小型河流便携式河床地形测量装置及测量方法。
技术介绍
1、中小型河流具有流速快、汇流急、洪峰流量大以及汛期短等特点，由于大部分中小河流未经有效治理，容易导致洪水、泥石流和山洪等次生自然灾害的发生，给周边居民的生命、财产安全以及自然生态环境都带来了严重的威胁。
2、我国约有近4万条中小型河流，其中大部分分布在山区，仅有1/4分布在东部平原地区。然而当前近一半的中小河流因地形问题、区域问题、资金问题和意识问题等原因尚未进行综合治理工作。这导致许多河流的防洪标准未达到国家规范性要求，甚至还有很多中小河流处于自然原生态状态。
3、监测河流河床地形无论在水利、自然资源、交通运输、农业农村等部门都具有重要的战略意义。1)可以提供有关河道容量、水流速度和水位变化等信息。这些数据有助于预测洪水的发生和规模，为洪水预警系统提供重要依据；2)了解河床地形的变化情况可以为河道工程的规划和设计提供重要数据，可以确定河道的几何形状，河道深度和横断面特征，从而合理规划河道整治和河岸防护工程；3)河床地形的变化会影响河流地表-地下水作用的水动力特征、污染物在水沙界面的迁移转化过程、底栖生物栖息地演变规律和生态系统的连通性。通过监测河床地形，可以及时发现河道侵蚀和沉积物堆积等问题，采取相应措施进行环境保护和生态修复。
4、然而许多中小河流的治理成效不明显，甚至出现河底泥沙淤积、河床抬升、下游河道萎缩、沿河滩涂发育等问题，导致河道退化、防洪能力下降和流域环境承
5、因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种可快速监测河床地形且可操作性强的中小型河流便携式河床地形测量装置，
2、本专利技术的第二目的是提供一种中小型河流便携式河床地形测量装置的测量方法。
3、技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种中小型河流便携式河床地形测量装置，包括竖直设置于河床上方的河床地形主体量测系统，该河床地形主体量测系统包括测量本体、均布于测量本体上且平行设置的多个滑槽、位于滑槽内可垂直方向运动伸缩的探针、位于探针尾部且用于拉伸探针作垂向运动的配重、位于测量本体上且用于记录探针垂直位置的刻度、位于滑槽底部且用于夹紧探针的开合开关以及位于测量本体顶部的内嵌气泡水平运动指示器。
4、其中，滑槽的底部设置有用于夹紧探针的开合开关，该开合开关包括旋转环、均匀开设于旋转环上弧形轨道以及绕轴心均布于滑槽底部出口处的旋转式叶片，旋转式叶片的端部与滑槽相连接，旋转式叶片的销轴插入弧形轨道内，滑槽上开设有可供旋转环转动的环形槽，旋转环的手柄伸出环形槽，拖动手柄带动旋转环进行旋转运动，进而带动旋转式叶片旋转，实现旋转式叶片的打开与闭合。
5、优选的，还包括用于支撑河床地形主体量测系统的水平调节校准系统，该水平调节校准系统包括三脚架、位于三脚架顶部且可万向旋转的球头调节夹、设置在球头调节夹上的垂直拉伸柱、两端分别与垂直拉伸柱相连的拉伸水平轨道以及位于垂直拉伸柱的顶部且用于吸住河床地形主体量测系统的磁铁，其中河床地形主体量测系统卡在拉伸水平轨道和一对垂直拉伸柱所形成的矩形平面内。
6、再者，拉伸水平轨道包括通过水平伸缩部相连的水平板，该水平板上开设有若干个可供探针穿过的孔洞。
7、进一步，滑槽底面设置有用于记录可伸缩的探针位置的蜡纸，滑槽的侧边设置有可供笔做记录的记录孔。
8、优选的，还包括可与测量本体进行拼接的测量单元块，该测量单元块上设置有滑槽、位于滑槽内可垂直方向运动伸缩的探针以及位于探针尾部且用于拉伸探针作垂向运动的配重。
9、再者，测量单元块与测量本体通过卯榫或者磁吸相互连接。
10、进一步，测量本体上设置有实时记录河床监测断面地理位置的gps装置。
11、优选的，内嵌气泡水平运动指示器包括分布在河床地形主体量测系统顶部同一直线上的圆水准泡和长水准泡。
12、本专利技术一种中小型河流便携式河床地形测量装置的测量方法，包括如下步骤：
13、在河流两侧河岸的同一横断面分别先布置水平调节校准系统的一对三脚架，将连接河床地形主体量测系统的拉伸水平轨道通过螺栓连接垂直拉伸柱上，将拉伸水平轨道的水平板通过水平伸缩部沿同一横断面水平拉伸，使拉伸水平轨道总长度不小于河流的宽度；
14、通过调节滑槽底部的开合开关使其完全打开，将河床地形主体量测系统垂直安装放置在拉伸水平轨道上，河床地形主体量测系统上同一排所有探针对准拉伸水平轨道上的孔洞，使探针穿过滑槽底部；在所有探针底部安装配重，使所有配重缓慢向下运动接触到河床表面；
15、通过调节垂直拉伸柱的竖直伸缩部的高度，同时利用与垂直拉伸柱相连接的磁铁，使得河床地形主体量测系统卡在拉伸水平轨道和一对垂直拉伸柱所形成的矩形平面内；
16、根据不同的地形条件调节的三脚架和球头调节夹，使得分布在河床地形主体量测系统顶部的内嵌气泡运动指示器中的气泡分布在刻度盘的中间，此时河床地形监测装置的水平轨道校准完成；
17、判断河床地形主体量测系统是否能一次测量同一横断面所有的地形点，如不能一次测量的话，在河床地形主体量测系统的测量本体上拼接测量单元块，使其一次完全覆盖整个河道宽度；
18、调节开合开关使旋转式叶片渐渐闭合，完全卡住探针，减少水体流动对探针的晃动；根据探针在同一横断面上不同的高度分布，在滑槽的记录孔上记录每个点的位置并标记对应记号，同一横断面所有地形点的位置均记录分布在滑槽后面的蜡纸上；
19、记录此时断面的gps坐标，抽出蜡纸，连接相邻点，得到同一横断面沿河宽的地形分布。
20、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：
21、(1)本专利技术提出在室外自然条件下通过携带简易的中小型河流便携式河床地形测量装置来监测河床地形，结构简单，成本低廉且可操作性强；
22、(2)本专利技术中水平调节校准系统通过三脚架及伸缩关节和可万向旋转的球头调节夹的配合，并通过内嵌气泡水平运动指示器来观测河床地形主体量测系统的水平，使得在支撑河床地形主体量测系统的重力的同时也能粗调和微调整体的水平；
23、(3)本专利技术中河床地形主体量测系统通过设置垂直方向运动的探针，利用探针接触高低起伏的河床地形能够大致呈现出河床地形的数值差异，同时可以在尾部灵活拼接不同数目测量单元块，可以调整在一个河宽上需要的测量精度；
24、(4)本专利技术中河床地形主体量测系统采取垂直方向运动的探针，并配有滑槽，滑槽上配有可供马克笔尖做点记录的记录孔，可以在很短时间内连接这些相邻点，直接得到河床地形，无需回到实验室计算机上做进一步数据处理；
25、(5)本专利技术中开合开关和配重的设置，保证探针在垂向上减少水流带来的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，包括竖直设置于河床上方的河床地形主体量测系统(2)，该河床地形主体量测系统(2)包括测量本体(201)、均布于测量本体上且平行设置的多个滑槽(202)、位于滑槽内可垂直方向运动伸缩的探针(203)、位于探针尾部且用于拉伸探针作垂向运动的配重(204)、位于测量本体上且用于记录探针垂直位置的刻度(205)、位于滑槽底部且用于夹紧探针的开合开关(206)以及位于位于测量本体顶部的内嵌气泡水平运动指示器。
2.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，所述开合开关(206)包括旋转环(207)、均匀开设于旋转环上弧形轨道(208)以及绕轴心均布于滑槽底部出口处的旋转式叶片(209)，旋转式叶片(209)的端部与滑槽(202)底部相连接，旋转式叶片(209)的销轴(210)插入弧形轨道(208)内，滑槽(202)上开设有可供旋转环转动的环形槽，旋转环的手柄(211)伸出环形槽，拖动手柄(211)带动旋转环(207)进行旋转运动，进而带动旋转式叶片(209)旋转，实现旋转式叶片(209)的打开与闭合。
3.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，还包括用于支撑河床地形主体量测系统的水平调节校准系统(1)，该水平调节校准系统(1)包括三脚架(101)、位于三脚架顶部且可万向旋转的球头调节夹(102)、设置在球头调节夹上的垂直拉伸柱(103)、两端分别与垂直拉伸柱相连的拉伸水平轨道(104)以及位于垂直拉伸柱的顶部且用于吸住河床地形主体量测系统的磁铁(105)，其中河床地形主体量测系统(2)卡在拉伸水平轨道(104)和一对垂直拉伸柱(103)形成的矩形平面内。
4.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，所述拉伸水平轨道(104)包括通过水平伸缩部(106)相连的水平板(107)，该水平板(107)上开设有若干个可供探针穿过的孔洞(108)。
5.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，所述滑槽(202)底面设置有用于记录可伸缩的探针位置的蜡纸(212)，滑槽(202)的侧边设置有可供笔做记录的记录孔(213)。
6.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，还包括可与测量本体(201)进行拼接的测量单元块(214)，该测量单元块(214)上设置有滑槽、位于滑槽内可垂直方向运动伸缩的探针以及位于探针尾部且用于拉伸探针作垂向运动的配重。
7.根据权利要求6所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，所述测量单元块(214)与测量本体(201)通过卯榫或者磁吸相互连接。
8.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，所述测量本体(201)上设置有实时记录河床监测断面地理位置的GPS装置(215)。
9.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，所述内嵌气泡水平运动指示器包括分布在河床地形主体量测系统顶部同一直线上的圆水准泡(216)和长水准泡(217)。
10.一种中小型河流便携式河床地形测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，包括竖直设置于河床上方的河床地形主体量测系统(2)，该河床地形主体量测系统(2)包括测量本体(201)、均布于测量本体上且平行设置的多个滑槽(202)、位于滑槽内可垂直方向运动伸缩的探针(203)、位于探针尾部且用于拉伸探针作垂向运动的配重(204)、位于测量本体上且用于记录探针垂直位置的刻度(205)、位于滑槽底部且用于夹紧探针的开合开关(206)以及位于位于测量本体顶部的内嵌气泡水平运动指示器。
2.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，所述开合开关(206)包括旋转环(207)、均匀开设于旋转环上弧形轨道(208)以及绕轴心均布于滑槽底部出口处的旋转式叶片(209)，旋转式叶片(209)的端部与滑槽(202)底部相连接，旋转式叶片(209)的销轴(210)插入弧形轨道(208)内，滑槽(202)上开设有可供旋转环转动的环形槽，旋转环的手柄(211)伸出环形槽，拖动手柄(211)带动旋转环(207)进行旋转运动，进而带动旋转式叶片(209)旋转，实现旋转式叶片(209)的打开与闭合。
3.根据权利要求1所述的中小型河流便携式河床地形测量装置，其特征在于，还包括用于支撑河床地形主体量测系统的水平调节校准系统(1)，该水平调节校准系统(1)包括三脚架(101)、位于三脚架顶部且可万向旋转的球头调节夹(102)、设置在球头调节夹上的垂直拉伸柱(103)、两端分别与垂直拉伸柱相连的拉伸水平轨道(104)以及位于垂直拉伸柱的顶部且用于吸住河床地形主体量测系统的磁铁(105)，其中河...
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