一种水库雨水情监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及水利监测技术领域，具体涉及一种水库雨水情监测装置。


背景技术：

2.我国是水灾害频发的国家，水库大坝的防洪度汛安全历来作为国家防洪减灾的重难点，我国水库大坝9.8万多座，其中绝大部分为土石坝，由于土石坝的材料为散粒体结构，抗冲刷能力低，不允许出现洪水漫顶事故的发生，因此，及时掌握水库降雨量、库水位变化情况显得尤为重要，可为大坝的防洪安全及排洪调度提供科学化依据。雨水情监测系统可将降雨量、库水位、视频监控等数据自动采集、传输、预警等功能集于一体，是一种重要的防洪手段。
3.随着科学技术的进步，近年来，越来越多的中小型水库在不断完善雨水情监测系统，目前通常采用的水库水位监测方式包括：雷达/超声波水位计监测、压力式水位计监测、激光水位计监测、气泡水位计。其中，雷达/超声波水位计监测将监测站布置在坝顶或岸边，通过水面反射雷达/超声波的方式监测水面高度，该监测方案安装相对便捷，后期维护方便，但当水库水位下降后，往往出现雷达/超声波探头无法照射到水面导致无法监测水位的情况。采用激光水位计监测水库水位则将激光探头安装于坝顶或库岸，通过水面反射激光从而监测水位高度，但在实际使用过程中，由于水位波动及水面折射效果不佳，导致水位监测数据稳定性相对不高。气泡水位计则由于设备成本较高，且监测探头后期维护不变，在中小型水库雨水情监测中采用不多。采用压力式水位计监测的方式，将压力传感器安装于水库死水位以下，该监测方式成本较低，但当水库长期运行后，水库淤积泥沙、杂物等易堵塞压力式水位计探头，导致水位数据监测数据不准确。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种水库雨水情监测装置，旨在解决解决现有技术中水库雨水情监测中所测数据不稳定的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种水库雨水情监测装置，雨水情监测装置装设于水库的土石坝之上，其特征在于，所述雨水情监测装置包括：支撑机构、水位监测机构和图像监测机构，支撑机构装设于土石坝的顶部，水位监测机构装设于土石坝的坡面，图像监测机构装设于支撑机构之上；
7.所述水位监测机构设置有电子水尺和保护管，保护管贴设于土石坝坡面之上，电子水尺插接于保护管的内部；保护管为多段半圆弧板首尾相连而成，保护的外弧面每间隔一端距离开设一个与其内部空间连通的通孔，保护管的外弧面喷涂有刻度线，保护管远离支撑机构的一端设置有挡板。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述支撑机构包括：支撑基础、支撑柱、横杆、设备箱和电缆保护管；所述支撑基础深埋于土石坝顶面之下，支撑柱的一端垂直连接于所述支撑基础之上，支撑柱靠近另一端的位置与所述横杆的中部垂直连接，所述设备箱装设与支
撑柱靠近所述横杆的位置，所述支撑柱为内部中空的筒状结构，所述电缆保护管的一端伸入所述支撑管的内部，所述电缆保护管的另一端深入支撑基础并穿出至土石坝的坡面之上。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述雨水情监测装置还包括降雨量监测机构，所述降雨量监测机构装设于支撑住远离支撑基础的一端，所述降雨量监测机构为降雨量传感器。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述图像监测机构装设于所述横杆靠近土石坝坡面的一端，所述图像监测机构为具有图像识别功能的智能摄像机，并配备有虚拟刻度尺。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述雨水情监测装置还包括避雷机构，所述避雷机构设置有避雷针和引线，所述避雷针装设于所述横杆远离所述图像监测机构的一端，所述引线的一端与所述避雷针连接，所述引线的另一端传入支撑柱的内部并穿过支撑基础，最终深入地下。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述雨水情监测装置还包括装设于所述设备箱内的中控模块，所述中控模块通过有线光纤与远端控制设备连接，所述中控模块分别与所述电子水尺、所述图像监测机构和所述降雨量监测机构电连接，所述中控模块用于分别接收所述电子水尺、所述图像监测机构和所述降雨量监测机构发出的信号，以及将接收的所述电子水尺、所述图像监测机构和所述降雨量监测机构发出的信号传输至远端控制设备。
13.本实用新型的有益效果：
14.在本实用新型中，通过电子水尺自动监测水位、图像监测机构主动识别水位、以及保护管设置的刻度观测水位三种方式同步进行和相互验证，确保了水库水位无论如何变化，均可保证水位监测数据的准确性；同时，保护管和电子水尺均为分段式结构，在后期检修过程中只需将水库水位降低至问题段即可进行检修或更换，不需要每次检修都放空水库。
附图说明
15.图1为一种水库雨水情监测装置的结构示意图；
16.图2为图1中水位监测机构的结构示意图；
17.图3为图1中水位监测机构的剖视图；
18.附图标记说明：
19.1、支撑机构；11、支撑基础；12、支撑柱；13、横杆；14、设备箱；15、电缆保护管；2、水位监测机构；21、电子水尺；22、保护管；221、挡板；222、孔洞；223、刻度线；23、半圆弧抱箍；24、膨胀螺栓；3、图像监测机构；4、降雨量监测机构；5、避雷机构；6、土石坝；7、校核水位；8、死水位。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳
动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.图1展示了本实用新型一种水库雨水情监测装置的一个实施例，参见图1，在本实施例中，水库雨水情监测装置包括：支撑机构1、水位监测机构2、图像监测机构3、降雨量监测机构4和避雷机构5；支撑机构1装设于土石坝6的坝顶，水位监测机构2设置于土石坝6坡面之上，图像监测机构3、降雨量监测机构4和避雷机构5均装设于支撑机构1之上。
22.其中，参见图1，支撑机构1包括：支撑基础11、支撑柱12、横杆13、设备箱14和电缆保护管2215；支撑基础11深埋于土石坝6顶面之下，支撑柱12的一端垂直并连接于支撑基础11的顶面，横杆13的中部靠近支撑柱12远离支撑基础11的一端并与支撑柱12垂直连接，设备箱14装通过环形抱箍装设于支撑柱12靠近横杆13的位置，支撑柱12为内部中空的圆筒结构，电缆保护管2215的一端伸入支撑柱12的内部，电缆保护管2215的另一端深入支撑基础11并穿出至土石坝6的坡面之上。
23.其中，参见图2，水位监测机构2包括：电子水尺21和保护管22，保护管22贴设于土石坝6坡面之上，保护管22的一端靠近支撑基础11，保护管22的另一端伸入水库水面之下，电子水尺21装设于保护管22内，电子水尺21的导线通过电缆保护管2215和支撑柱12伸入设备箱14的内部。
24.具体地，参见图3，保护管22为多段半圆弧板首尾相连而成，每段半圆弧板的长度为1m，保护管22的内弧面朝向土石坝6的外围等距排设置多个半圆弧抱箍23，每个半圆弧抱箍23的两端均通过膨胀螺栓24固定于土石坝6的坡面之上，通过保护管22对电子水尺21进行限位，同时当电子水尺21需要检修时，直接将水位降低至问题段，再拆除电子水尺21故障部位的保护管22，对电子水尺问题段进行检修或更换即可，不需要将水库放空。
25.进一步地，保护管22远离支撑基础11的一端设置有挡板221，所述挡板221上密布有小孔，阻止电子水池沿土坝坡面下滑至水库内，同时用于使保护管22内的水面高度可与保护管22外的水面高度同步改变，避免电子水尺21测量所的数据滞后于实际水平面的变化。
26.进一步地，保护管22的外弧面每间隔一端距离开设一个与其内部空间连通的孔洞222，相邻孔洞222之间的距离为0.2m，避免长期运行过程中孔洞222堵塞影响电子水尺21维护。
27.进一步地，保护管22的外弧面喷涂有刻度线223，以便通过肉眼记录水库的实际水位线。
28.优选地，保护管22上相邻刻度线223之间的距离根据土坝坡面与水平面的夹角确定，假设土坝坡面与水平面的夹角为α，实际水位刻度的单位长度为l1，则保护管22上刻度的单位长度为l＝l1/sinα，通过此种方式可以直接肉眼观测水库水面的实际数值，不需要再次计算。
29.需要说明的是，保护管22的长度与电子水尺21的长度一致，保护管22和电子水尺21的安装高程应当高于水库校核水位7，低于水库死水位8，以确保水库水位变化过程中，可对水位进行连续监测。
30.其中，参见图1，图像监测机构3装设于横杆13靠近土石坝6坡面的一端，图像监测机构3配备具有图像识别功能的智能摄像机，并设置虚拟标尺，智能摄像机采集并识别保护管22的图像数据，通过与虚拟标尺的对比可得出水库的实际水面数据；同时，图像监测机构
3设置入侵报警功能和大坝安全监控功能，便于管理人员及时掌握大坝的安全情况
31.其中，参见图1，降雨量监测机构4装设于支撑柱12远离支撑基础11的一端，降雨量监测机构4为降雨量传感器，用于实时检测水库所处地的降雨量，以便把控水库所处地的雨水情。
32.其中，参见图1，避雷机构5包括避雷针和引线，避雷针装设于横杆13远离图像监测机构3的一端，引线的一端与避雷针连接，引线的另一端穿入支撑柱12的内部并穿过支撑基础11，最终深入地下，以避免自然雷电损毁雨水情监测装置。
33.为了实现对雨水情监测装置的集中控制，在上述实施例的基础之上，雨水情监测装置还包括装设于设备箱14内的中控模块，中控模块通过有线光纤与远端控制设备连接，中控模块分别与电子水尺21、图像监测机构3和降雨量监测机构4电连接，中控模块用于分别接收电子水尺21、图像监测机构3和降雨量监测机构4发出的信号，以及将接收的电子水尺21、图像监测机构3和降雨量监测机构4发出的信号传输至远端控制设备。
34.需要说明的是，本实施例侧重于设备箱14内中控模块的控制原理，其内部结构和中控模块的具体结构不是本实施例的侧重点，且为现有技术，本实施例不再对设备箱14的内部机构和中控模块的具体结构进行赘述；同时，本实施例侧重于图像监测机构3、降雨量监测机构4和避雷机构5的工作原理，且为现有技术，本实施例不再对图像监测机构3、降雨量监测机构4和避雷机构5的具体结构进行赘述。
35.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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。