本實用新型屬于感潮河段水位測報及預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種感潮河段水位預(yù)警裝置。

背景技術(shù)：

感潮河段是指河流下游潮區(qū)界至河口之間的河段。由于感潮河段受到上游徑流和下游潮汐共同作用，洪水季節(jié)，該河段不但要承受上游大面積形成的洪水，還要受到下游天文潮潮水的頂托影響，故而成為洪災(zāi)較頻繁的流域。我國長江中下游感潮河段一帶，地勢的平坦（河道比降常小于十萬分之一）造成了洪水推進慢，水位高，加上部分支流的匯入，水勢變化十分復(fù)雜。若再遇到下游高潮位時，水位增高明顯，甚至于超出地面，極容易造成堤防決口，后果不堪設(shè)想。與此同時，長江下游感潮河段也屬于黃金河段，是對國家貢獻極大的區(qū)域。因此，該流域的洪水預(yù)警工作歷來受到國家及各級地方政府的高度重視。

如今，水位測報及預(yù)警的發(fā)展很快，很多地區(qū)都設(shè)立水文站來進行洪水的監(jiān)控，但一方面水文站的建立需要花費大量的人力物力，另一方面各類水位預(yù)警裝置在不同水文狀況下效果不同，需要因地制宜。并且，現(xiàn)在的水位預(yù)警裝置只是對當(dāng)前水位的預(yù)警，不能兼顧上游徑流和下游天文潮的影響，會造成水位預(yù)警的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種感潮河段水位預(yù)警裝置，通過簡易的裝置連接水位響應(yīng)單元進行水位預(yù)警，同時接收上游徑流和下游天文潮數(shù)據(jù)，對可能存在的上下游風(fēng)險進行預(yù)警。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種感潮河段水位預(yù)警裝置，包括位于當(dāng)前水域的水位響應(yīng)單元1，位于當(dāng)前水域上游的上游徑流輸入單元2，位于當(dāng)前水域下游的下游天文潮輸入單元3，所述水位響應(yīng)單元1包括伸入當(dāng)前水域中的水位標尺桿6，所述水位標尺桿6外壁上自下而上設(shè)置有若干個浮子控制桿7，水位響應(yīng)單元1與控制單元4通信；所述上游徑流輸入單元2包括水位計和傳感器，傳感器將水位計測量的上游水位信息傳遞到控制單元4；所述下游天文潮輸入單元3包括水位計和傳感器，傳感器將水位計測量的下游水位信息傳遞到控制單元4；所述控制單元4連接預(yù)警單元5。

進一步的，所述預(yù)警單元5包括水位預(yù)警模塊、徑流警報模塊和天文潮警報模塊。

進一步的，所述水位預(yù)警模塊、徑流警報模塊和天文潮警報模塊均包括與其相對應(yīng)的警報燈，警報燈分別為水位預(yù)警燈、徑流警報燈和天文潮警報燈。

進一步的，所述浮子控制桿7有3個，分別是自下而上安裝于水位標尺桿6外壁上的低浮子控制桿、中浮子控制桿和高浮子控制桿，所述水位預(yù)警模塊包括3個水位預(yù)警等級，分別為一級水位預(yù)警、二級水位預(yù)警、三級水位預(yù)警，一級水位預(yù)警、二級水位預(yù)警、三級水位預(yù)警分別對應(yīng)一級水位預(yù)警燈、二級水位預(yù)警燈、三級水位預(yù)警燈，所述3個水位預(yù)警燈與3個浮子控制桿7一一對應(yīng)。

進一步的，所述控制單元4是型號為80C51的單片機，所述預(yù)警單元5還包括蜂鳴器15，所述控制單元4與蜂鳴器15相接。

進一步的，所述水位響應(yīng)單元1是以水位高度為響應(yīng)的電路8，浮子控制桿7連接電路8中的開關(guān)9，電路8中還包括電源，電源和開關(guān)串聯(lián)形成回路。

進一步的，所述水位標尺桿6是一根中空的密封桿，電路8中的電源、開關(guān)9和導(dǎo)線均安裝于密封桿內(nèi)，所述水位標尺桿6頂部通過信號線連接控制單元4。

進一步的，所述傳感器通過無線通信模塊將水位計測量的上游水位信息和下游水位信息傳遞到控制單元4。

進一步的，所述控制單元4是型號為80C51的單片機。

進一步的，所述水位標尺桿6的外壁上標有刻度。

進一步的，所述水位標尺桿6的材質(zhì)為聚苯乙烯。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

本實用新型通過一種簡易的裝置連接水位響應(yīng)單元進行當(dāng)前水位預(yù)警，實用性較強，針對具有特殊性的感潮河段，同時通過接收上游徑流和下游天文潮數(shù)據(jù)對上下游風(fēng)險進行預(yù)警，降低了成本，在對當(dāng)前水位預(yù)警的同時，兼顧了上游徑流和下游天文潮的影響，使水位預(yù)警更加完備，提高了水位預(yù)警的準確性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中水位響應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的模塊框圖；

圖4是本實用新型中預(yù)警單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型中水位響應(yīng)單元的原理圖；

圖6是本實用新型中實現(xiàn)聲音報警的原理圖；

其中：1-水位響應(yīng)單元，2-上游徑流輸入單元，3-下游天文潮輸入單元，4-控制單元，5-預(yù)警單元，6-水位標尺桿，7-浮子控制桿，8-水位響應(yīng)單元電路，9-開關(guān)，10-預(yù)警電路，11-水位預(yù)警模塊，12-水位預(yù)警燈，13-天文潮警報燈，14-徑流警報燈，15-蜂鳴器。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作更進一步的說明。

如圖1-6所示，一種感潮河段水位預(yù)警裝置，包括位于當(dāng)前水域的水位響應(yīng)單元1，位于當(dāng)前水域上游的上游徑流輸入單元2，位于當(dāng)前水域下游的下游天文潮輸入單元3，所述水位響應(yīng)單元1包括伸入當(dāng)前水域中的水位標尺桿6，所述水位標尺桿6外壁上自下而上設(shè)置有若干個浮子控制桿7，水位響應(yīng)單元1與控制單元4通信；所述上游徑流輸入單元2包括水位計和傳感器，傳感器通過無線通信模塊將水位計測量的上游水位信息傳遞到控制單元4；所述下游天文潮輸入單元3包括水位計和傳感器，傳感器通過無線通信模塊將水位計測量的下游水位信息傳遞到控制單元4；所述控制單元4是型號為80C51的單片機，所述控制單元4連接預(yù)警單元5。水位計和傳感器可以直接采用水位傳感器，水位傳感器可以實現(xiàn)在水位達到設(shè)定值時，觸發(fā)信號進行傳遞，即當(dāng)上游水位信息和下游水位信息達到預(yù)定警報值，水或水壓觸動水位傳感器向控制單元4發(fā)送信號。

所述預(yù)警單元5包括水位預(yù)警模塊、徑流警報模塊和天文潮警報模塊，所述水位預(yù)警模塊、徑流警報模塊和天文潮警報模塊均包括與其相對應(yīng)的警報燈，警報燈分別為水位預(yù)警燈、徑流警報燈和天文潮警報燈。報警單元5可以直接安裝在水位標尺桿6伸出于水面的頂端，也可以通過電纜連接控制單元4后，將其安裝于當(dāng)前水域的岸邊，以便觀測等；傳感器通過無線通信模塊將水位計的水位信息傳遞至控制單元4。

所述浮子控制桿7有3個，分別是自下而上安裝于水位標尺桿6外壁上的低浮子控制桿、中浮子控制桿和高浮子控制桿，所述水位預(yù)警模塊包括3個水位預(yù)警等級，分別為一級水位預(yù)警、二級水位預(yù)警、三級水位預(yù)警，一級水位預(yù)警、二級水位預(yù)警、三級水位預(yù)警分別對應(yīng)一級水位預(yù)警燈、二級水位預(yù)警燈、三級水位預(yù)警燈，所述3個水位預(yù)警燈與3個浮子控制桿7一一對應(yīng)，具體的說，水位響應(yīng)單元1接收水位標尺桿6和浮子控制桿7的水位狀況，用于控制水位預(yù)警模塊的水位預(yù)警級別。所述上游徑流輸入單元2接收上游徑流數(shù)據(jù)，用于控制徑流警報模塊。下游天文潮輸入單元3接收下游天文潮數(shù)據(jù)，用于控制天文潮警報模塊。

所述水位響應(yīng)單元1用于反應(yīng)當(dāng)前水位狀況，上游徑流輸入單元2接收上游徑流數(shù)據(jù)，下游天文潮輸入單元3接收下游天文潮數(shù)據(jù)，控制單元4收集信息，并將其傳遞至預(yù)警單元5進行水位的預(yù)警工作，水位標尺桿6和浮子控制桿7則收集當(dāng)前站位水位信息。水位標尺桿6和浮子控制桿7控制水位響應(yīng)單元1，水位響應(yīng)單元1、上游徑流輸入單元2、下游天文潮輸入單元3共同通過控制單元4控制了預(yù)警單元5的預(yù)警狀態(tài)。

所述控制單元4是型號為80C51的單片機，所述預(yù)警單元5還包括蜂鳴器15，所述控制單元4與蜂鳴器15相接，優(yōu)選的，所述預(yù)警單元5還包括預(yù)警電路10，所述預(yù)警電路10中包括互相串聯(lián)的水位預(yù)警模塊11和水位預(yù)警燈12，互相串聯(lián)的上游徑流輸入單元2和徑流警報燈14，互相串聯(lián)的下游天文潮輸入單元3和天文潮警報燈13，互相串聯(lián)的蜂鳴器15和控制單元4，以上四條串聯(lián)電路互相并聯(lián)，再接入電源；優(yōu)選的，所述控制單元4同時接收到三級水位預(yù)警燈、徑流警報燈和天文潮警報燈的反饋信號時，將其傳遞至蜂鳴器進行聲音預(yù)警。也可以當(dāng)高浮子控制桿觸發(fā)開關(guān)，水位響應(yīng)單元1將信號傳遞至控制單元4，同時接收到傳感器傳遞的水位計信號能夠觸發(fā)徑流警報燈和天文潮警報燈時，控制單元4將信號傳遞至蜂鳴器，進行報警，蜂鳴器發(fā)出聲音進行報警屬于現(xiàn)有電路及技術(shù)。通過傳感器收集水位信息，從而觸發(fā)報警的控制單元4屬于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的主要目的在于，可以在監(jiān)控當(dāng)前水域水位時，能夠同時兼顧上游水位和下游水位的實時信息，從而通過警報燈和蜂鳴器15發(fā)出預(yù)警以作警示。

所述水位響應(yīng)單元1是以水位高度為響應(yīng)的電路8，浮子控制桿7連接電路8中的開關(guān)9，電路8中還包括電源，電源和開關(guān)串聯(lián)形成回路。所述水位響應(yīng)單元1是以水位高度為響應(yīng)的電路8，內(nèi)含電源，水位標尺桿6中的浮子控制桿7控制電路8的開關(guān)9，當(dāng)水位達到一定高度時，浮子控制桿對應(yīng)的開關(guān)9閉合，電路8接通，相應(yīng)的預(yù)警單元5中的LED燈亮。

所述水位標尺桿6是一根中空的密封桿，電路8中的電源、開關(guān)9和導(dǎo)線均安裝于密封桿內(nèi)，所述水位標尺桿6頂部通過信號線連接控制單元4，導(dǎo)線和信號線均采用防水型的。所述水位標尺桿6的外壁上標有刻度，所述水位標尺桿6的材質(zhì)為聚苯乙烯，所述水位標尺桿6采用聚苯乙烯材料制成，固定在水中，同時標尺桿上標有刻度，可以輕松讀出水位。標尺桿與水位響應(yīng)單元1連接部分采用封閉式線路，可以起到防水的作用。

在本實用新型中，所述預(yù)警單元5中的水位預(yù)警模塊、徑流警報模塊和天文潮警報模塊中均內(nèi)置LED燈，當(dāng)達到相應(yīng)預(yù)警要求時LED燈亮，所述預(yù)警單元5中含有蜂鳴器，當(dāng)水位預(yù)警三級同時徑流和天文潮處于預(yù)警狀態(tài)時，會發(fā)出警報聲。

所述控制單元4接收水位響應(yīng)單元1的開關(guān)信息和上游徑流輸入單元2、下游天文潮輸入單元3的傳感器數(shù)據(jù)信息，發(fā)送指令至預(yù)警單元5。這里指令包括當(dāng)前站位水位達到一級、二級、三級時對應(yīng)預(yù)警燈亮，當(dāng)前站位達到一級預(yù)警且上游徑流呈增長趨勢時徑流預(yù)警燈亮，當(dāng)前站位達到一級預(yù)警且下游天文潮呈漲潮趨勢時天文潮預(yù)警燈亮，當(dāng)前站位達到三級預(yù)警且徑流、天文潮預(yù)警燈均亮?xí)r進行聲音警報。

本實用新型的一種感潮河段水位預(yù)警裝置，包括用于反應(yīng)水位狀況的水位響應(yīng)單元1，接收上游徑流數(shù)據(jù)的上游徑流輸入單元2，接收下游天文潮數(shù)據(jù)的下游天文潮輸入單元3，控制單元4，預(yù)警單元5，水位標尺桿6和浮子控制桿7。水位響應(yīng)單元1通過水位標尺桿6和浮子控制桿7進行控制，根據(jù)預(yù)警裝置中的三個級別，采用了3個浮子控制桿進行水位的監(jiān)控，當(dāng)水位在某一個浮子監(jiān)控范圍內(nèi)時對應(yīng)一個預(yù)警級別。水位響應(yīng)單元1與上游徑流輸入單元2、下游天文潮輸入單元3共同通過控制單元4控制了預(yù)警單元5的預(yù)警狀態(tài)。水位響應(yīng)單元1控制了三個級別的預(yù)警狀態(tài)，水位到達浮子控制桿高度時進入預(yù)警狀態(tài)時，每到達一個級別，對應(yīng)的燈亮。當(dāng)水位進入預(yù)警狀態(tài)時，徑流預(yù)警和天文潮預(yù)警系統(tǒng)啟動，上游徑流數(shù)據(jù)顯示洪水呈增長趨勢時徑流預(yù)警燈亮，下游天文潮數(shù)據(jù)顯示天文潮呈漲潮趨勢時天文潮預(yù)警燈亮。當(dāng)水位沒有達到預(yù)警時，徑流預(yù)警和天文潮預(yù)警系統(tǒng)關(guān)閉，即不接收上下游數(shù)據(jù)。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。