一种用于森林水文变化监测装置及监测方法与流程

本发明涉及森林生态的水文变化监测，具体为一种用于森林水文变化监测装置及其监测方法。

背景技术：

1、森林生态的水文变化监测是水利部门用于对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时数据采集的方式，监测内容包括：水位、流量、流速、降雨(雪)、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。

2、在对森林生态中的河流进行监测时，多使用水位监测组件对水位的高度进行监测，但是现有的装置多将用于采集水位的装置固定在河边，只可对整体的水位进行监测，无法对河流中不同位置处的水体高度进行监测，同时，由于森林生态中含有大量的泥沙，在长时间的水流冲刷下，泥沙将沉积在河流底部，会造成河流的堵塞，有时甚至会发生洪水，现有的技术中还不方便对整体河流中的泥沙的高度进行监测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于森林水文变化监测装置及其监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于森林水文变化监测装置及其监测方法，一种用于森林水文变化监测装置，包括浮板，浮板可在检测水面上平移，所述浮板的顶部对称固定安装有立柱，四个立柱的顶部固定安装有固定框，所述固定框的内部收卷有测量绳，测量绳的底部固定安装有用于检测水深的重锤，水面的两岸位置均固定安装有固定杆，固定杆的顶部均转动安装有绕轮，两个绕轮之间缠绕有固定绳，固定绳的一半段固定安装在浮板的一端，固定绳的另一半段滑动安装在浮板的另一端。

3、作为本技术方案的进一步优选的，所述固定框的内部对称开设有收纳槽，两个收纳槽之间滑动安装有挤压板，固定框的内壁底端对应挤压板的两端位置处均固定安装有压力传感器，挤压板与压力传感器挤压接触，挤压板的中部固定安装有放线电机，放线电机的输出端穿过挤压板固定安装有收卷轮，固定绳缠绕在收卷轮的中部，固定框的内部固定安装有用于控制放线电机以及压力传感器的信号传输的控制器，控制器通过无线通讯方式实时传送监测数据。

4、作为本技术方案的进一步优选的，所述浮板的两侧对称对称固定安装有水流发电组件，水流发电组件的输入端固定安装有1固定杆，固定框的内部固定安装有叶片。

5、作为本技术方案的进一步优选的，所述固定绳缠绕在绕轮上的圈数为三圈。

6、作为本技术方案的进一步优选的，其中一个所述固定杆的顶端固定安装有安装框，安装框的内壁顶部固定安装有移动电机，移动电机的输出端与绕轮固定连接。

7、作为本技术方案的进一步优选的，其中一个所述固定杆的一侧安装有安装板，安装板固定安装在岸边上，所述安装板的顶部固定安装有第一转轴，第一转轴的中部等距转动安装有第一绕线轮，所述安装板的中部开设有滑槽，滑槽的内部滑动安装有滑块，滑块的中部固定安装有第二转轴，第二转轴的中部等距转动安装有第二绕线轮，第二绕线轮与第一绕线轮交错设置，固定绳交错缠绕在第二绕线轮与第一绕线轮之间。

8、作为本技术方案的进一步优选的，所述浮板的底端一端固定安装有挡板，浮板呈三角设置。

9、作为本技术方案的进一步优选的，本方案还包括一种使用上述所述一种用于森林水文变化监测装置的其监测方法，包括以下步骤：

10、s1、在对水位进行测量时，通过控制器控制放线电机运作将固定绳放出，此时压力传感器检测出的力的大小为重锤与固定绳的重力减去重锤与固定绳浮力的大小，此数值较大，当重锤接触水底时，压力传感器检测出的力的大小仅为为与固定绳的重力减去与固定绳浮力的大小，此数值较小，因此可判断此时重锤已到达水体，根据放线电机控制收卷轮的转动圈数可判断此处的水体深度，后将重锤移动至初始高度；

11、s2、通过移动电机控制绕轮转动，绕轮转动时将对一半段的固定绳拉动，此时将带动浮板在检测水面上平移，后重复将固定绳放出，如s1中方式相同，可对一下处的水深进行测量，如此往复，可对水体整体的水体高度进行测量；

12、s3、通过控制器将数值传输至接收系统，可将接受的数据根据算法绘制成三维图像，将水体整体的水深情况进行展示，同时，通过在水边的仪器监测出水位数值，同时标注出本来的水位数值，当水位没有变化时，用上一次通过s1和s2检测的数值减去本次通过s1和s2检测的数值，将得到水体底部淤泥的沉积高度，当水位变化时，用这次通过s1和s2检测的数值减去水位的变化值，后减去上一次通过s1和s2检测的数值，同样将得到水体底部淤泥的沉积高度。

13、本发明提供了一种森林水文变化监测装置及其监测方法，具备以下有益效果：

14、(1)本发明通过控制器控制放线电机运作将固定绳放出，可根据放线电机控制收卷轮的转动圈数可判断一点处的水体深度，后通过移动电机控制绕轮转动，绕轮转动时将对一半段的固定绳拉动，此时将带动浮板在检测水面上平移，后重复将固定绳放出，可对一下处的水深进行测量，如此往复，可对水体整体的水体高度进行测量。

15、(2)本发明通过控制器将数值传输至接收器上，可将接受的数据根据算法绘制成三维图像，将水体整体的水深情况进行展示，同时，通过在水边的仪器监测水位数值，同时标注出本来的水位数值，当水位没有变化时，用上一次监测的水深数值减去本次监测的水深数值，将得到水体底部淤泥的沉积高度，当水位变化时，用本次监测的水深数值减去水位的变化值，后减去上一次监测的水深数值，同样将得到水体底部淤泥的沉积高度，用于对泥沙的堆积量进行监测。

技术特征：

1.一种用于森林水文变化监测装置，其特征在于：包括浮板(1)，浮板(1)可在检测水面上平移，所述浮板(1)的顶部对称固定安装有立柱(2)，四个立柱(2)的顶部固定安装有固定框(3)，所述固定框(3)的内部收卷有测量绳(4)，测量绳(4)的底部固定安装有用于检测水深的重锤(5)，水面的两岸位置均固定安装有固定杆(6)，固定杆(6)的顶部均转动安装有绕轮(7)，两个绕轮(7)之间缠绕有固定绳(8)，固定绳(8)的一半段固定安装在浮板(1)的一端，固定绳(8)的另一半段滑动安装在浮板(1)的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种用于森林水文变化监测装置，其特征在于：所述固定框(3)的内部对称开设有收纳槽(9)，两个收纳槽(9)之间滑动安装有挤压板(10)，固定框(3)的内壁底端对应挤压板(10)的两端位置处均固定安装有压力传感器(11)，挤压板(10)与压力传感器(11)挤压接触，挤压板(10)的中部固定安装有放线电机(12)，放线电机(12)的输出端穿过挤压板(10)固定安装有收卷轮(13)，固定绳(8)缠绕在收卷轮(13)的中部，固定框(3)的内部固定安装有用于控制放线电机(12)以及压力传感器(11)的信号传输的控制器(14)，控制器(14)通过无线通讯方式实时传送监测数据。

3.根据权利要求1所述的一种用于森林水文变化监测装置，其特征在于：所述浮板(1)的两侧对称对称固定安装有水流发电组件(15)，水流发电组件(15)的输入端固定安装有叶片(16)，固定框(3)的内部固定安装有蓄电池(17)。

4.根据权利要求1所述的一种用于森林水文变化监测装置，其特征在于：所述固定绳(8)缠绕在绕轮(7)上的圈数为三圈。

5.根据权利要求1所述的一种用于森林水文变化监测装置，其特征在于：其中一个所述固定杆(6)的顶端固定安装有安装框(18)，安装框(18)的内壁顶部固定安装有移动电机(19)，移动电机(19)的输出端与绕轮(7)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于森林水文变化监测装置，其特征在于：其中一个所述固定杆(6)的一侧安装有安装板(20)，安装板(20)固定安装在岸边上，所述安装板(20)的顶部固定安装有第一转轴(21)，第一转轴(21)的中部等距转动安装有第一绕线轮(22)，所述安装板(20)的中部开设有滑槽(23)，滑槽(23)的内部滑动安装有滑块(24)，滑块(24)的中部固定安装有第二转轴(25)，第二转轴(25)的中部等距转动安装有第二绕线轮(26)，第二绕线轮(26)与第一绕线轮(22)交错设置，固定绳(8)交错缠绕在第二绕线轮(26)与第一绕线轮(22)之间。

7.根据权利要求3所述的一种用于森林水文变化监测装置，其特征在于：所述浮板(1)的底端一端固定安装有挡板(27)，浮板(1)呈三角设置。

8.一种使用权利要求1-7中任一所述的一种用于森林水文变化监测装置的其监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于森林水文变化监测装置及监测方法，一种用于森林水文变化监测装置，包括浮板，浮板可在检测水面上平移，所述浮板的顶部对称固定安装有立柱，四个立柱的顶部固定安装有固定框，所述固定框的内部收卷有测量绳，通过控制器控制放线电机运作将固定绳放出，可根据放线电机控制收卷轮的转动圈数可判断一点处的水体深度，后带动浮板在检测水面上平移，后重复将固定绳放出，可对一下处的水深进行检测，如此往复，可对水体整体的水体高度进行检测，通过控制器将数值进行传输，可通过水位的变化时、上一次监测的水深数值以及本次监测的水深数计算出水体底部淤泥的沉积高度，以监测水体中泥沙的堆积量。技术研发人员：肖石红,张卫强,杨泽宇,王静静,魏龙受保护的技术使用者：广东省林业科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/12/23