[發明專利]潮灘近底邊界層水沙觀測方法及系統

有效

• 申請號: 201410029922.5
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103776430A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 龔政;張長寬;張茜;顧長才;蔡輝;靳闖
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵;劉謙

1.一種灘面近底邊界層水沙觀測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：根據研究灘面的水動力條件、地質條件確定相關參數；

步驟S2：根據確定的相關參數，在所述研究地點處安裝觀測支架，包括：

子步驟S21：安裝主桿，其包括：所述主桿由下部組件、中部組件和上部組件依次組接而成，先將主桿的下部組件設置于研究灘面的土體中，然后依次安裝主桿中部和上部組件，并且在各組件套接口處插入螺絲并擰緊，

子步驟S22：安裝橫桿，其包括：在所述主桿上設計高度處安裝全自動搖臂式橫桿，并將所述橫桿套接在所述主桿上，然后通過卡槽將所述橫桿卡接到所述主桿上的全螺紋桿芯處，

子步驟S23：安裝錨固裝置，其包括：以所述主桿為中心，在所述主桿周圍三個方向上，距離所述主桿預定距離處，將錨固鋼管向外側與研究灘面呈45°打入土體，并通過錨固鋼索兩端分別連接所述主桿和所述錨固鋼管上配置的扣環，調節所述錨固鋼索的長度并拉緊，

子步驟S24：安裝側桿，其包括：在所述主桿側邊相隔預定距離處，將兩根側桿設置于研究灘面的土體中約1m深度，采用尼龍繩將所述側桿與所述主桿連接并拉緊，其中：所述主桿和所述兩根側桿組成的平面垂直于水流主向；

步驟S3：在觀測支架完成安裝之后，安裝觀測儀器，并采集數據；

步驟S4：采集數據完成之后，回收所述觀測儀器和所述觀測支架，并處理所采集的數據。

2.根據權利要求1所述的潮灘近底邊界層水沙觀測方法，其特征在于，所述安裝觀測儀器，進一步包括：流速觀測儀器的安裝，其中：

將小威龍剖面流速儀安裝到所述橫桿上并用卡箍固定；

水平方向旋轉所述橫桿，使所述橫桿和所述主桿組成的平面垂直于水流主方向；

通過設定電腦程序自動控制所述橫桿的高度，使所述小威龍剖面流速儀到達設定高度并通過無線方式與電腦保持實時通訊；

將聲學多普勒剖面流速儀換能器朝上，并埋設到潮灘里，與事先打入土體中的托架用螺絲固定，使換能器表面與灘面基本持平，用于觀測全水深流速剖面。

3.根據權利要求1所述的潮灘近底邊界層水沙觀測方法，其特征在于，所述安裝觀測儀器，進一步包括：分層含沙量觀測儀器的安裝，其中：

根據所述研究灘面的最高潮位，采用近底加密、全水深監測的方法將光學濁度儀按不同高度安裝到側桿上，用于獲取全潮周期分層同步含沙量信息；

所述研究灘面的近底采用小體積光學濁度儀觀測含沙量，并采用無線傳輸方式與電腦通訊，數傳電臺與發射裝置同樣集成在數據采集傳輸裝置中；

所述研究灘面的上層含沙量觀測采用自容式光學濁度儀。

4.根據權利要求1所述的潮灘近底邊界層水沙觀測方法，其特征在于，所述安裝觀測儀器，進一步包括：水深觀測儀器的安裝，其中：

將波潮儀安裝在所述主桿和側桿的下端。

5.根據權利要求1所述的潮灘近底邊界層水沙觀測方法，其特征在于，所述安裝觀測儀器，進一步包括：數據采集傳輸裝置的安裝，其中：

觀測數據采用無線通訊的方式，用電腦進行實時傳輸，數傳電臺與發射裝置集成在數據采集傳輸裝置中，所述數據采集傳輸裝置設置于所述主桿的上部組件處。

6.根據權利要求1所述的潮灘近底邊界層水沙觀測方法，其特征在于，所述數據采集，進一步包括：

通過無線傳輸的儀器采用對應的電腦軟件對小威龍剖面流速儀、聲學多普勒剖面流速儀、光學濁度儀進行實時數據采集；

在安裝前設置自容式光學濁度儀的參數，等待測量完成之后連接電腦從所述自容式光學濁度儀下載數據。

7.根據權利要求1所述的潮灘近底邊界層水沙觀測方法，其特征在于，所述處理數據，進一步包括：

全水深分層流速數據由所述小威龍剖面流速儀和所述聲學多普勒剖面流速儀導出；

通過電腦軟件將所述小威龍剖面流速儀和所述聲學多普勒剖面流速儀采集的數據進行合成，以組成近底分辨率1mm、全水深分辨率10cm的完整流速剖面數據；

含沙量數據由所述光學濁度儀提供；

水深數據由波潮儀提供。