海滩侵蚀实时监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及海洋监测技术领域，涉及一种海滩侵蚀实时监测设备。


背景技术：

2.海滩侵蚀是海岸带常见灾害，多发于砂质海岸，我国70％的砂质海岸遭受到海岸侵蚀威胁，十分不利于沿海社会经济发展的发展，与人民群众对于亲海旅游休闲娱乐的需求矛盾较大。开展海滩侵蚀监测的手段多样，海滩侵蚀实时监测技术方法是研究获取海滩剖面高程变化的一种重要手段，通过对海滩剖面高程变化获知海滩侵蚀状态。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种海滩侵蚀实时监测系统。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种海滩侵蚀实时监测系统，包括：
6.基础支撑：固定设置在海底；
7.支撑塔杆：设置在基础支撑上；
8.横向支撑杆：横向安装在支撑塔杆上；
9.监测雷达：包括多个，沿海滩延伸的方向顺次排列安装在横向支撑杆上；
10.数据采集单元：与监测雷达通信，获取监测雷达的监测数据；
11.监控终端：与数据采集单元通信，以获取雷达及扩展传感器的监测数据；
12.所述监测雷达在支撑塔杆上的安装位置被配位为：位于海滩所在地平均大潮高潮线以上。
13.本实用新型一些实施例中，监测雷达的监测角度由靠近支撑塔杆向远离支撑塔杆的方向，顺次呈向海面延伸的方向倾斜。
14.本实用新型一些实施例中，位于最远离支撑塔杆的监测雷达的位置及角度被配置为：使其监测范围可涵盖平均大潮低潮线；位于中间的的监测雷达的位置及角度被配置为：使其监测范围可涵盖平均大潮高潮线。
15.本实用新型一些实施例中，任意两个相邻的监测雷达之间的间距为10～30cm。
16.本实用新型一些实施例中，各监测雷达之间呈等间距排列。
17.本实用新型一些实施例中，监测系统进一步包括：
18.扩展传感器：安装在支撑塔杆上，包括以下传感器之一或组合：温湿度传感器、风向传感器、风速传感器；扩展传感器的位置被配置为，设置在位于所在地平均大潮高潮线以上；数据采集单元与和扩展传感器通信，获取扩展传感器的监测数据。
19.本实用新型一些实施例中，所述支撑塔杆上设置有传感器扩展接口单元，所述扩展传感器均安装在所述接口单元上，所述接口单元与数据采集单元连接。
20.本实用新型一些实施例中，所述基础支撑采用钢筋水泥混凝土材质制作，固定于
海床持力层之上。
21.本实用新型一些实施例中，所述系统进一步包括供电装置，所述供电装置包括设置在支撑塔杆上端部的蓄电池机构，所述蓄电池机构与监测雷达和扩展传感器连接，以为监测雷达和扩展传感器供电，供电装置还包括以下机构之一或组合：
22.太阳能发电机构：设置在支撑塔杆的顶部；
23.风能发电机构：设置在支撑塔杆的上端部；
24.所述太阳能发电机构和风能发电机构均与蓄电池机构连接。
25.本实用新型一些实施例中，所述监测雷达为k波段雷达。
26.本实用新型提供的海滩侵蚀监测系统，其有益效果在于：
27.提出一种基于雷达实时海滩侵蚀监测设备，可为海滩侵蚀变化分析提供直接数据支撑，从而有效监测海岸侵蚀状况。
28.侵蚀监测系统通过多组雷达配合，可实现在全潮位范围内的海滩侵蚀监测，结构简单，数据完整，实时性强。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为海床基拟撑开状态第一视角结构示意图。
31.图2为海床基拟撑开状态第二视角结构示意图。
[0032]1‑
基础支撑；
[0033]2‑
支撑塔杆；
[0034]3‑
监测雷达；
[0035]4‑
蓄电池机构；
[0036]5‑
太阳能发电机构；
[0037]6‑
风能发电机构；
[0038]
701
‑
平均大潮高潮线，702
‑
平均大潮低潮线；
[0039]8‑
扩展传感器；
[0040]9‑
数据采集单元；
[0041]
10
‑
4g通讯终端。
具体实施方式
[0042]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。
[0043]
需要说明的是，当元件被称为“设置在”，“连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。术语“第一”、“第二”仅用于描述目
的，不用于暗指相对重要性。
[0044]
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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0045]
本实用新型提供一种海滩侵蚀监测系统，可用于海滩侵蚀状况的实时监测，参考图1，监测系统包括监测机构，监测机构包括基础支撑1、支撑塔杆2，横向支撑塔杆201，监测设备、供电设备等。
[0046]
基础支撑1：固定设置在海底，用于支撑整个监测机构附属设备；基础支撑采用钢筋水泥混凝土材质制作，固定于海床持力层之上。
[0047]
支撑塔杆2：设置在基础支撑1上；支撑塔杆为框架结构，保证强度的同时可以节约制造成本。具体的，可选用镂空镀锌钢架，耐腐蚀能力需较强。
[0048]
横向支撑杆201，横向安装支撑塔杆2上，沿平行海面方向设置；
[0049]
基础支撑1和支撑塔杆2具有足够的抗风浪强度，以确保在恶劣天气情况下保持垂直状态。
[0050]
监测设备可根据监测需求而选择配置，具有可包括如下设备。
[0051]
监测雷达3：包括多个，沿海滩延伸的方向排列安装在支撑塔杆2上，用于采集海滩数据；作为优选的实施方式，监测雷达3可选用k波段雷达，以提高监测精度。雷达探测距离可达15m，测量精度
±
2mm。
[0052]
横向支撑杆201在支撑塔杆上的安装位置被配位为：位于海滩所在地平均大潮高潮线以上，以避免潮汐升降影响雷达传感器的工作。
[0053]
设置多个监测雷达3的目的是为了扩大监测系统的监测范围。为了保证监测系统可监测整个潮位范围，以更全面的反映潮位对监测系统的影响，进一步将监测雷达3设计为如下结构。
[0054]
本实用新型一些实施例中，监测雷达3的监测角度由靠近支撑塔杆向远离支撑塔杆的方向，顺次呈向海面延伸的方向倾斜，以保证多个监测雷达3的监测范围涵盖整个海滩延伸的范围。
[0055]
本实用新型一些实施例中，位于最远离支撑塔杆2的监测雷达3的位置及角度被配置为：使其监测范围可涵盖平均大潮低潮线702；位于中间支撑塔杆2的监测雷达3的位置及角度被配置为：使其监测范围可涵盖平均大潮高潮线701。
[0056]
以本实施例具有五个监测雷达3为例，最靠近支撑塔杆2的为一号雷达，中间雷达为三号雷达，其监测范围可涵盖平均大潮高潮线701，最远离支撑塔杆2的为五号雷达，其监测范围可涵盖平均大潮低潮线702，具体的，需要涵盖到平均大潮低潮线702以下。一号雷达和二号雷达用于监测平均大潮高潮线701以上的海滩，可监测位于平均大潮高潮以上的潮位对海滩的冲蚀影响。
[0057]
更进一步的，任意两个相邻的监测雷达3之间的间距为10～30cm，且呈等间距排列。雷达的设置角度呈等角度间隔排列设置。
[0058]
基于以上结构，可实现整个雷达系统对全海滩的监测，覆盖平均大潮低潮线702至平均大潮高潮线701以上的距离。
[0059]
更进一步的，根据监测需求，监测机构还可以包括扩展传感器8：安装在支撑塔杆2
上，包括以下传感器之一或组合：温湿度传感器、风向传感器、风速传感器；根据具体的监测需要，还可以配置光学传感器等设备。其中，温湿度传感器用于监测海滩环境温度和环境湿度，风向传感器用于监测海滩环境风向，风速传感器用于监测海滩环境风速。以上环境信息可以用于辅助分析环境对海滩监测的影响。扩展创拿起8具体可安装在横向支撑杆201与支撑塔杆2的连接处。
[0060]
本实用新型一些实施例中，为了解决扩展传感器安装的问题，支撑塔杆2上设置有传感器扩展接口单元，扩展传感器8均安装在所述接口单元上，接口单元与数据采集单元连接。接口单元具有多传感器接口，保证适配多种类型传感器的安装需求。
[0061]
在本实用新型一些实施例中，还可以选择配置光学设备，例如摄像头，用来采集视频资料，并利用无线通讯终端将视频资料传输至后台服务器进行存储。
[0062]
数据采集单元9：与监测雷达3和各个扩展传感器8通信，获取监测雷达3及扩展传感器8的监测数据。数据采集单元9主要包括数据采集器。数据采集器采用成熟的工业级高性能arm处理器，具有多种常用外部数据接口和数据存储设备，主要作用是对前端传感器设备测量的数据进行采集、计算、存储和通信传输等。
[0063]
监控终端：与数据采集单元9通信，以获取检测雷达3及扩展传感器8的监测数据；最为优选，监控终端设置在远程控制室。室内接收终端可通过无线通讯终端接收前端传感器监测的实时海滩高程。
[0064]
数据采集单元和监控终端采用4g通讯终端10进行数据传递和控制，4g通讯终端负责站点与管理中心日常通信传输。
[0065]
本实用新型一些实施例中，系统进一步包括供电装置，供电装置包括设置在支撑塔杆上端部的蓄电池机构4，蓄电池机构4与监测雷达3和扩展传感器连接，以为监测雷达和扩展传感器供电。具体的，蓄电池机构4安装于密闭的电源箱内部，为全部用电器供应电能。电源充电控制器采用最大功率点跟踪技术设计，能够自动识别白天和黑夜，调整充放电参数，保证正常电池使用寿命。
[0066]
供电装置还包括以下机构之一或组合：
[0067]
太阳能发电机构5：设置在支撑塔杆2的顶部；
[0068]
风能发电机构6：设置在支撑塔杆2的上端部，相对位于太阳能发电机构的下方；
[0069]
太阳能发电机构5和风能发电机构均与蓄电池机构4连接，以为蓄电池机构4储备电能。
[0070]
本实用新型一些实施例中，监测系统包括至少三组监测机构，三组监测机构沿由海滩向大海延伸的方向顺次设置。
[0071]
以上实施例中，平均大潮高潮线701和平均大潮低潮线702可参考历史气象记载获得。监控终端也可以根据潮位选择合适高度的监测机构工作。
[0072]
采用《国家一、二等水准测量规范》中规定的二等水准测量标准对海滩侵蚀监测站点进行定位和高程测量，为海滩侵蚀灾害监测工作提供数据支撑，海滩监测系统的建设流程为：海滩侵蚀剖面选址
→
确定监测设备位置
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地质结构勘查
→
确定施工方案
→
施工安装
→
测量建设设备高程和位置
→
调试通讯
→
低潮时控制室发出监测指令(或按照预定工作时间自动发出指令)
→
监测雷达、扩展传感器工作获取海滩高程信息
→
数据发送给控制室。
[0073]
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。