[发明专利]淤泥质潮滩滩面高程观测仪及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及滩面高程测量技术领域，具体涉及一种滩面高程仪及其使用方法。

背景技术

我国是一个拥有18000km海岸线的国家，气候变化、海平面上升、沿海滩涂大面积种植大米草、滩涂围垦和人类活动等都对我国沿海潮滩的变化产生了巨大的影响，探究潮滩地面、地下过程和预测潮滩演变规律对于海岸带的合理开发利用和保护，具有十分重要的意义。沿海潮滩的演变也是海岸工程学科方面非常关注的课题，滩面高程测量仪器是对沿海滩涂剖面进行研究的重要设备。

淤泥质潮滩潮差大、潮流作用强、潮沟摆动剧烈，在没有米草生长的光滩上，水流对水准桩周围的扰动剧烈，刚打下去的水准桩在一个涨落潮之后，水准桩周围就会出现局部冲刷，如果使用美国地质调查局的滩面高程观测仪进行测量，水准桩周围50cm内的高程变化，测量误差较大。另外，由于淤泥质潮滩上淤泥较多，观测者在仪器安装时的踩踏，有可能对滩面高程有影响。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适应于在淤泥质潮滩中使用、观测灵活且观测范围大的淤泥质潮滩滩面高程观测仪及其使用方法。

技术方案：本发明提供了一种淤泥质潮滩滩面高程观测仪，包括由不锈钢管和尼龙棒连接而成的水准桩、套筒、空心杆、连接杆和仪器主体，所述不锈钢管插入滩面，所述尼龙棒的根部、滩面以下浇筑有混凝土墩，混凝土墩可减小水准桩后期的自沉降，所述套筒套装在所述尼龙棒上，可实现在尼龙棒上自由调节安装高度，套筒的侧壁上固定有插置所述连接杆的空心杆，所述连接杆上安装有以连接杆为中心沿一周等分设有八个圆孔的圆盘，所述仪器主体下部的插入针可插入八个圆孔中的任意一个，实现仪器主体在圆盘表面八个方向的固定，进行八个方向的测量读数；

所述仪器主体包括平衡杆、悬臂、枢纽关节、底座和测量针，所述底座底面的插入针插入圆盘上的圆孔中，故，所述底座放置在所述连接杆的圆盘上，所述底座上固定所述枢纽关节，以枢纽关节为中心相对应的两侧分别连接所述平衡杆和所述悬臂，所述悬臂上等距分布18个用于插入所述测量针的孔。

由于海水盐度较高，为防止水准桩桩位侵蚀、锈蚀，且保证有足够的刚度，因此选取不锈钢作为水准桩的基准材料，上部连接尼龙棒，由于尼龙棒轻质，易对其进行标记刻度等便于定位套筒，且因尼龙棒有一定柔性，当船体航行意外触及尼龙棒时，不至于引起对船体的破坏；套筒可适应滩面不同的冲淤变化，在尼龙棒上自由调节安装高度，确保测量针恰好触及滩面；连接杆上的圆盘可实现仪器主体可以在其表面进行八个方向固定，进行八个方向测量读数。

进一步，安装完水准桩后，在尼龙棒根部周围浇筑横截面直径为30cm，高为40cm的混泥土墩，可增加水准桩与土层的接触面积，减小水准桩自身沉降，同时可防止水准桩被人为轻易拔出而造成站点的破坏。

优选的，所述不锈钢管由一组直径为10mm、长1200mm的不锈钢管组合连接而成；由于淤泥质潮滩现场条件恶劣，没有电力供应，难以使用机械设备，可工作时间短，仅有落潮至涨潮的间隔段（对半日潮一般约6小时）可以下滩进行安装工作，且所有搬运、安装完全通过人工来完成，故在制作加工时将不锈钢管设置为1.2m的若干节，使用时每节之间用螺纹连接，极大地方便了运输及安装工作。

优选的，所述尼龙棒直径为50mm，长1000mm，所述不锈钢管和所述尼龙棒通过螺纹连接；尼龙棒的直径大于钢管直径，如过细则强度不够，不能牢靠的支撑仪器主体部分；尼龙棒的长度要求埋在地下一段，且露出地面高度为40cm左右，由于测量针的长度为90cm，若尼龙棒过长则测量针难以恰好触及滩面，影响观测，且船只容易碰撞到尼龙棒上，破坏装置；同时，滩面高程变化范围大致在20～30cm，若尼龙棒过短，在滩面变化过程中尼龙棒易全部埋入淤泥下。

为了减小混凝土墩对周边水流的干扰，减小因此带来的周边滩面高程影响，需要将悬臂长度加长，测量水准桩较外围的高程变化；另外，由于淤泥质潮滩上淤泥较多，观测者在仪器安装时的踩踏，有可能对滩面高程有影响，因此，需加长悬臂减小人为因素对高程观测的影响；因此本发明所述悬臂加长至1500mm，其上等距分布有18个直径为6mm的孔，可根据各桩位实际情况，调整测孔，当水准桩中心区域水流扰动较大时，可测量水准桩较外围未受影响区域，充分扩大测量的可选范围，同时避开安装时对水准桩中心区域踩踏对测量的影响，可使水准桩周边局部冲刷和人为因素等引起的测量误差降至最低。

上述淤泥质潮滩滩面高程观测仪的使用方法，包括以下步骤：