[发明专利]复合式水文监测系统

说明书

本发明涉及一种复合式水文监测系统，其是将绳体的相对两端分别连接一配重件和一受测单元，并通过侦测配重件位置，以得知冲刷深度，同时其也可借由不同垂直位置上的感应组件，以测得水位高度和/或流速等。当配重件随河床下陷时，其会将绳体往下拉，使受测单元产生力学能变化，因而可通过侦测该力学能变化而得知河床下陷深度。此外，由于排列成一垂直列的多个感应组件会随着水面升降而产生信号变化，故可借由所产生的信号变化而得知水位变化。

技术领域

本发明涉及一种复合式水文监测系统，特别涉及一种可侦测冲刷深度和水位高度和/或流速的复合式水文监测系统。

背景技术

传统的冲刷深度和水位高度测量主要是依靠人工检测，但人工检测的准确性却必须依赖检测人员的操作经验，且水上作业也威胁着检测人员的生命安全。

近年来，已陆续发展多种监测冲刷和水位状况的技术，例如现已发展的时域反射法，其可配合不同的导波器设计，以监测水位、冲刷等物理参数，其中还有人提出可采用结合类似地锚钢索的导波器设计，以解决安装实务和信号信号衰减等问题，但却仍有结构复杂且经济成本过高的缺点。另外，也有发展一种可监测河床冲刷深度和水流流速泥砂浓度的系统，其包含多个感测球、一中间设备和一运算装置，其中各感测球分别对应砂土层的不同深度，当被冲刷浮起时，内建的加速度计、水深压力计和定位单元分别可测得感测球的移动加速度、水深和位置，计算辨识量得的冲刷深度、水深、位置和在水深方向的流速分布，但此系统却有电路结构复杂、施工不易、经济成本过高、生存时数低等问题。

有鉴于上述缺失，目前亟需发展一种结构简单、低成本、施工容易且生存时数高的水文监测系统，以实时掌握洪水冲刷河床深度和洪水水位与流速。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种复合式水文监测系统，其可用于监测冲刷深度、水位高度、流速等，且结构简单、低成本、施工容易、生存时数高，有利于实时掌握防洪安全，并确保河流工程和海洋工程构造物的安全性。

为达上述目的，本发明提供一种复合式水文监测系统，其包括：一第一中空座体，其内部呈一第一容置空间，且侧壁上设有与该第一容置空间相连通的多个第一穿孔；一第二中空座体，设置于该第一容置空间中，其内部呈一第二容置空间，且侧壁上设有与该第一容置空间和该第二容置空间相连通的多个第二穿孔；一配重件，容设于该第二中空座体的该第二容置空间内，该配重件在重力作用下可在一垂直方向上移动；一受测单元，其随着该配重件在该垂直方向上移动而产生一力学能变化；一绳体，其连接该配重件和该受测单元，且该配重件在该垂直方向上移动时，通过该绳体而带动该受测单元产生该力学能变化；一第一感测单元，用以侦测该受测单元的该力学能变化，以产生一第一信号；一浮体，其可移动地套设于该绳体上；一第二感测单元，其包含多个感应组件，且所述感应组件在该垂直方向上以一预定间隔设置于该第一中空座体与该第二中空座体之间，其中该浮体可触动其对应位置上的该感应组件，使该第二感测单元产生一第二信号；和一信号处理单元，用以接收该第一信号和该第二信号，并将该第一信号转换成一冲刷深度数据值，且将该第二信号转换成一水流速数据值和一水位高度数据值中的至少一者。

此外，本发明更提供另一种复合式水文监测系统，其包括：一第一中空座体，其内部呈一第一容置空间，且侧壁上设有与该第一容置空间相连通的多个第一穿孔；一配重件，容设于该第一中空座体的该第一容置空间内，该配重件在重力作用下可在一垂直方向上移动；一受测单元，其随着该配重件在该垂直方向上移动而产生一力学能变化；一绳体，其连接该配重件和该受测单元，且该配重件在该垂直方向上移动时，通过该绳体而带动该受测单元产生该力学能变化；一第一感测单元，用以侦测该受测单元的该力学能变化，以产生一第一信号；一第二感测单元，其包含多个感应组件，且所述感应组件以一预定间隔排列在该垂直方向上，其中所述感应组件用以侦测其对应位置处环境状态以产生一第二信号；以及一信号处理单元，用以接收该第一信号和该第二信号，并将该第一信号转换成一冲刷深度数据值，且将该第二信号转换成一水位高度数据值和一水流速数据值中的至少一个。