阅读说明：本技术 基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置及方法 (Device and method for evaluating rising of offshore sea level based on river runoff ) 是由 陈维 毛晨浩 李忠明 顾一凡 曾濠 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置及方法,属于海平面评估领域,该评估装置包括浮标(1)；浮标(1)连接有声纳(3)和流速计(4)；其中,所述浮标(1)的两侧均固定连接有浮板(11),所述声纳(3)通过云台(2)安装在浮板(11)上；所述流速计(4)通过承力复合缆(5)装在浮标(1)上。上述评估方法利用上述评估装置进行评估。本发明评估装置可以根据流速计流向而调节声纳,从而保证声纳(3)探测扇面与流速垂直,在减少声纳(3)扫描次数的同时提高评估装置的准确度,获得径流面积,提前预测处于河口处探头海区的上涨。(The invention provides an evaluation device and a method for offshore sea level rise based on river runoff, belonging to the field of sea level evaluation, wherein the evaluation device comprises a buoy (1); the buoy (1) is connected with a sonar (3) and a flow meter (4); both sides of the buoy (1) are fixedly connected with floating plates (11), and the sonar (3) is installed on the floating plates (11) through the cradle head (2); the flow meter (4) is arranged on the buoy (1) through a bearing composite cable (5). The evaluation method uses the evaluation device to carry out evaluation. The evaluation device can adjust the sonar according to the flow direction of the flow meter, so that the detection sector of the sonar (3) is ensured to be vertical to the flow velocity, the accuracy of the evaluation device is improved while the scanning times of the sonar (3) are reduced, the runoff area is obtained, and the rising of a probe sea area at the estuary is predicted in advance.)

基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置及方法

技术领域

本发明属于海平面评估领域，具体涉及基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置及方法。

背景技术

长江口是我国第一大河口，其径流量仅次于亚马孙河和刚果河，位居世界第三，潮流亦强，在这两股强劲动力的相互作用下构成了长江口有规律的分汊，长江口河段呈三级分汊和四口入海的河势格局，有北支、北港、北槽和南槽4个入海通道，2012年中国海平面公报,显示，1980～ 2012年东中国海的海平面上升速率为2.0～3.0mm.a^-1，而根据2013年的IPCC(政府间气候变化专业委员会)气候变化评估报告，1901～2010年全球海平面上升速率为1.7mm.a^-1，东中国海平面上升速度高于全球平均水平，其机理尚不清楚.海平面上升将引起一系列的自然环境灾害，对沿海地区人们的日常生活和生命安全构成威胁，其引起海平面上升的各种原因已经引起了全球的高度关注。从大的范围讲，全球平均海平面变化的机制可归纳为两个主要因素：一个是海水质量的变化，包括雪、冰的溶化和累积，以及通过降水、蒸发、径流与大气和陆地之间水的质量交换；另一个因素是由海水的密度变化(包括温度和盐度的变化)引起的体积变化，称之为比容效应。然而，大多数研究者对海平面贡献的研究集中在冰盖方面，忽略了河流径流量对近海海平面上升的影响因素。匡翠萍等在同济大学学报(自然科学版)第3卷第8期中计算分析长江洪季径流量对长江口口内平均潮位和近海海平面的影响.研究结果表明：随着径流量的增加，整个计算区域的平均潮位也随之增大，且从上游到口外平均潮位增幅沿程减小，近海南部平均潮位增长幅度比近海北部大.口内及近海平均潮位与径流量呈正相关关系，在径流量增加20000m³·s^-1的情况下，杭州湾大部分区域平均潮位增加0.005～0.010m。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据流速计流向调节声纳，保证声纳探测扇面与流速垂直，在减少声纳扫描次数的同时提高评估装置的准确度，获得径流面积，***处于河口处探头海区的上涨基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置及方法，包括浮标；浮标连接有声纳和流速计；其中，浮标的两侧均固定连接有浮板，声纳通过云台安装在浮板上；流速计通过承力复合缆装在浮标上。本发明评估装置中声纳的探头可180度旋转，用于测量河流河床形态，获得径流面积与流向垂直即径流截面积；流速计用于测量流速和流向，获得的流向用于校核声纳探测扇面是否与流速垂直。如果不垂直，云台内部的平台控制舱控制云台转动，调整声纳的探头使探测声纳处于最佳工作姿态，进而保证声纳探测扇面与流速垂直，可以在减少声纳扫描次数的同时提高评估装置的准确度。将本发明评估装置沿着河流布置，直到入海口附近，然后可以根据河流径流量，可以***处于河口处探头海区的上涨。优选的，也可以设计双轴体系的机械结构用于调整声纳旋转平面的空间位置。

优选的，流速计包括位于探头、尾翼和旋流检测装置。

优选的，声纳的调节基于流速计测得的水流流向。

优选的，评估装置包括至少10个连接有声纳和流速计的浮标，浮标间相互通信。设置至少10个能够相互通信的物联网浮标，通过浮标上的声纳和流速计测定海平面高度和水流流向，能够从不同的潮位、流速以及流向对河流径流量对近海海平面上升进行评估。更优选的，相邻的浮标电性连接。

优选的，相邻的浮标间电性连接。

优选的，浮标的顶部两侧均固定安装有透明箱，相对应的两个透明箱之间固定连接有第一板和第二板，两个透明箱和第一板的顶部固定连接有太阳能电池板组件。

更优选的，两个透明箱相互靠近的一侧均固定连接有感光带，透明箱内固定连接有固定板，固定板两侧均固定连接有多个补光灯。

更优选的，太阳能电池板组件与声纳、流速计、感光带、补光灯依次串联并构成回路。

本发明的又一目的，在于提供一种基于河流径流量对近海海平面上升的评估方法，利用上述评估装置进行评估。

优选的，评估方法包括如下步骤：

S1：先获取待评估区域；

S2：将上述评估装置置于待评估区域中；

S3：利用评估装置中的声纳测量河流河床形态，获得径流面积，根据径流面积和流速求得径流量，确定每个海平面上升的数值。

优选的，评估装置中的流速计用于测量流速和流向，获得的流向用于校核声纳探测扇面是否与流速垂直；当探测扇面与流速垂直时，直接根据声纳测量结果获得径流量；当探测扇面与流速不垂直时，通过云台内部的平台控制舱转动云台，进而带动声纳的旋转，使声纳探测扇面与流速垂直，继续进行测量，获得径流量。

本发明的有益效果为：本发明评估装置可以根据流速计流向而调节声纳，从而保证声纳探测扇面与流速垂直，在减少声纳扫描次数的同时提高评估装置的准确度，获得径流面积，***处于河口处探头海区的上涨；本发明评估装置能够相互通信的浮标，通过浮标上的声纳和流速计测定海平面高度和水流流向，能够从不同的潮位、流速以及流向对河流径流量对近海海平面上升进行评估，确定海平面上升的数值；本发明评估装置中的补光灯根据感光带感应光线强弱控制发光强度，从而可根据光线强弱自动补光。

本发明采用了上述技术方案提供基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置及方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

图1为本发明的评估装置的结构示意图；

图2为本发明的评估装置的闭环图；

图3为本发明的浮标座的结构示意图。

附图标记说明：1、浮标；11、浮板；12、透明箱；13、感光带；14、固定板；15、补光灯；16、太阳能电池板组件；17、第一板；18、第二板；2、云台；3、声纳；4、流速计；41、探头；42、旋流桨叶；43、尾翼；5、承力复合缆。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

如图1-3所示，基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置及方法，包括浮标1；浮标 1连接有声纳3和流速计4；其中，浮标1的两侧均固定连接有浮板11，声纳3通过云台2安装在浮板11上；流速计4通过承力复合缆5装在浮标1上。本发明评估装置中声纳3的探头可180度旋转，用于测量河流河床形态，获得径流面积与流向垂直即径流截面积；流速计4用于测量流速和流向，获得的流向用于校核声纳3探测扇面是否与流速垂直。如果不垂直，云台2内部的平台控制舱控制云台2转动，调整声纳3的探头使探测声纳3处于最佳工作姿态，进而保证声纳3探测扇面与流速垂直，可以在减少声纳扫描次数的同时提高评估装置的准确度。将本发明评估装置沿着河流布置，直到入海口附近，然后可以根据河流径流量，可以***处于河口处探头海区的上涨。优选的，也可以设计双轴体系的机械结构用于调整声纳旋转平面的空间位置。

本实施例中，流速计4包括位于探头41、尾翼42和旋流检测装置43。

本实施例中，声纳3的调节基于流速计4测得的水流流向。

本实施例中，评估装置包括至少10个连接有声纳3和流速计4的浮标1，的浮标1间相互通信。设置至少10个能够相互通信的物联网浮标1，通过浮标1上的声纳3和流速计4测定海平面高度和水流流向，能够从不同的潮位、流速以及流向对河流径流量对近海海平面上升进行评估。更优选的，相邻的浮标1电性连接。

本实施例中，相邻的浮标1间电性连接。

本实施例中，浮标1的顶部两侧均固定安装有透明箱12，相对应的两个透明箱12之间固定连接有第一板17和第二板18，两个透明箱12和第一板17的顶部固定连接有太阳能电池板组件8。

本实施例中，两个透明箱12相互靠近的一侧均固定连接有感光带13，透明箱12内固定连接有固定板14，固定板14两侧均固定连接有多个补光灯15。

本实施例中，太阳能电池板组件8与声纳3、流速计4、感光带10、补光灯15依次串联并构成回路。

实施例2：

基于河流径流量对近海海平面上升的评估装置的工作原理：

将评估装置布放到待评估区域的水中后，浮标1上的浮板11通过承力复合缆连接有云台 2，云台2上安装有声纳3，所以浮标1通过承力复合缆的收放调节云台2在水下的深度，确保声纳3工作在设定深度。同理，浮标1也可通过承力复合缆5的收放调节流速计4在水下的深度，确保流速计4工作在设定深度。然后利用评估装置中的声纳3测量河流河床形态，获得径流面积，根据径流面积和流速求得径流量，确定每个海平面上升的数值。其中，评估装置中的流速计4用于测量流速和流向，获得的流向用于校核声纳3探测扇面是否与流速垂直；当探测扇面与流速垂直时，直接根据声纳3测量结果获得径流量；当探测扇面与流速不垂直时，通过云台2内部的平台控制舱转动云台2，进而带动声纳3的旋转，使声纳3探测扇面与流速垂直，继续进行测量，获得径流量，确定每个海平面上升的数值，进而确定评估区域对应的风险系数。

实施例3：

基于河流径流量对近海海平面上升的评估方法，包括以下步骤：

S1：先获取待评估区域；

S2：将实施例1评估装置置于待评估区域中；

S3：利用评估装置中的声纳3测量河流河床形态，获得径流面积，根据径流面积和流速求得径流量，确定每个海平面上升的数值。其中，评估装置中的流速计4用于测量流速和流向，获得的流向用于校核声纳3探测扇面是否与流速垂直；当探测扇面与流速垂直时，直接根据声纳3测量结果获得径流量；当探测扇面与流速不垂直时，通过云台2内部的平台控制舱转动云台2，进而带动声纳3的旋转，使声纳3探测扇面与流速垂直，继续进行测量，获得径流量，确定每个海平面上升的数值，进而确定评估区域对应的风险系数。随着径流量的增加，其平均潮位将呈线性增长，河口内径流量对平均潮位的影响是由上游到下游沿程逐渐减小的，近海南部平均潮位增长幅度比近海北部大。

S4：评估装置中的补光灯15根据感光带13感应光线强弱控制发光强度，从而可根据光线强弱自动补光。

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。