一种多功能水文调查装置及调查方法与流程

本发明涉及水文调查，具体涉及一种多功能水文调查装置及调查方法。

背景技术：

1、当前，在开展河流、湖泊调查期间，广泛应用到了种类多样的数字化调查技术，有效降低了调查难度，减少了成图过程的工作量。而如何提高水文调查效率及明确调查方法，一直是国内外专家学者研究的重点和热点。

2、河流、湖泊、水库等水文调查内容丰富，常见水文调查内容包括：水下地形调查、水质监测、风向风速、波浪调查分析等。其中，水下地形调查是近年来国家重点关注的内容，其调查目的在于摸清水库、湖泊储水量；水质监测是对水中的化学物质、悬浮物、底泥和水生态系统进行统一的定时或不定时的检测，监视和测定水体中污染物的种类、浓度及变化趋势，评价水质状况等，为检测后不达标的水质进行科学、有效的治理提供意见建议；风速风向、波浪等基础数据的采集对于水文调查研究至关重要，通过采集风速风向、波浪等基础数据，可为揭示工作区气候模式、波浪侵蚀等地质灾害的形成和演变提供数据支撑。水文调查内容丰富，但仍存在诸多调查技术问题，常见水文调查技术难题在于：(1)水文地质、环境工程领域目前尚未研制用于水下地形调查及水质样品采集等水上综合调查装置，重要水文指标参数需投入额外人力、物力开展调查与监测，降低了工作效率；(2)水下地形调查需结合人工比测，以提高调查精度；(3)水中障碍物如悬浮杂物、水草等，会严重影响调查结果；(4)传统的水质样品在多组水质样品分类保存及水质样品长时间运输方面需进一步改进；(5)野外调查设备及装置需进一步轻量化，便捷化，调查方法需进一步规范化。

3、现有技术中的水文调查装置存在功能单一的缺陷，一种装置在水文调查中往往只能实现一种功能，而且相关的调查方法不够完善，因此，本发明从现实角度出发，研究出一种多功能水文调查装置及调查方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种多功能水文调查装置及调查方法。

2、为实现上述目的，本发明提出的多功能水文调查装置包括调查船、测深装置、风速仪、样品保存装置；所述调查船设置有刻度网，用以测量水面波浪；所述测深装置设置于所述调查船的一侧，用于进行水下地形调查；所述风速仪用于风速调查；所述样品保存装置设置于所述调查船的内部，用于水质样品的保存。

3、优选地，所述调查船包括充气式船身和可拆卸式船底；所述充气式船身设置有气门阀；所述可拆卸式船底包括多个相互拼接的船板，所述船板连接于所述船身；所述船板底部设置有滑轮装置，所述滑轮装置包括滑轮和卡扣；所述卡扣用以安装所述滑轮，所述滑轮能够收纳至所述卡扣中。

4、优选地，所述测深装置包括换能器、定位装置、测深杆套筒和主机；所述测深杆套筒包括多节套筒组件；所述测深杆套筒连接于所述调查船的一侧；所述换能器套接于所述测深杆套筒的底端；所述定位装置连接于所述测深杆套筒的顶端，并且所述定位装置的几何中心与所述换能器的几何中心在同一竖直线上；所述主机分别通信连接所述换能器和所述定位装置。

5、优选地，所述测深装置还包括嵌套板；所述嵌套板包括上嵌套板和下嵌套板，所述上嵌套板与所述下嵌套板沿所述测深杆套筒间隔设置；所述上嵌套板与所述调查船的侧壁之间形成第一固定空间，所述下嵌套板与所述调查船的侧壁之间形成第二固定空间，所述第一固定空间和所述第二固定空间用于固定所述测深杆套筒。

6、优选地，所述多功能水文调查装置还包括调查标尺，所述调查标尺包括多节依次套设的标尺组件；每一节所述标尺组件设置有多个第一限位孔，所述第一限位孔用于穿过螺栓以调节并固定所述调查标尺的长度；所述调查标尺设置有水准泡，所述水准泡用于指示所述调查标尺保持竖直。

7、优选地，所述风速仪包括风轮、传感器机箱、伸缩杆和支撑架；所述风轮包括多个风杯和多根连接杆，每一所述风杯均与其中一连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端均连接至所述伸缩杆的一端；所述连接杆设置有铰接结构，每一所述连接杆能沿自身设置的铰接结构折叠；所述伸缩杆包括多节依次套设的伸缩杆组件；所述伸缩杆沿轴线方向设置有多个第二限位孔，所述第二限位孔用于穿过螺栓以调节所述风轮的高度；所述伸缩杆的另一端连接所述传感器机箱；所述传感器机箱的背离所述伸缩杆的一端连接所述支撑架；所述支撑架包括立筒、伸缩架和限位杆；所述立筒与所述传感器机箱转动连接，以使所述立筒能够折叠至所述传感器机箱的侧面；所述伸缩架能在所述立筒内部滑动，以调节所述风速仪的高度；所述伸缩架的一端为锥形，以用于插入水底；所述限位杆用于固定所述伸缩架的位置。

8、优选地，所述样品保存装置包括多个独立的样品保存盒；每个所述样品保存盒内设置有多个样品保存试管，所述样品保存试管通过固定装置固定在所述样品保存盒的内部；所述固定装置连接于所述样品保存盒的相对的两内壁；所述固定装置上间隔设置有多个固定孔，所述样品保存试管能穿过所述固定孔；所述固定装置下部设置有弹性膜，所述弹性膜与所述样品保存盒的内壁连接，且能部分包裹所述样品保存试管；所述弹性膜与所述样品保存盒之间设置有保温液体；所述样品保存盒的盒壁为空心结构，所述空心结构中设置有保温隔热层。

9、优选地，所述多功能水文调查装置还包括漏网装置，所述漏网装置包括漏网和固定栓；所述固定栓开设有凹槽，以使所述漏网能伸入所述凹槽，并嵌设于所述固定栓；所述固定栓开设有第一连接孔；所述第一连接孔与所述凹槽连通；所述漏网上开设有与所述连接孔相匹配的第二连接孔，以供螺栓穿过第一连接孔进入凹槽内与第二连接孔固定，从而将所述固定栓和所述漏网固定连接；所述固定栓连接在所述调查船的两侧。

10、为实现上述目的，本发明提出一种多功能水文调查方法，应用所述多功能水文调查装置进行水文调查；所述多功能水文调查方法，包括如下步骤：

11、利用所述测深装置对指定水域进行断面法施测，以实现水下地形调查；

12、在指定水域中采用同一种等深间距，根据水下地形调查的数据进行水下地形绘制；

13、将所述风速仪平稳插入水中指定位置，以实现风速调查；

14、在指定水域进行水样采集，并利用所述样品保存装置将采集好的水样进行保存，以进行水质分析；

15、观察所述刻度网，得到水面波浪高度和宽度，以进行波浪调查分析。

16、优选地，所述测深装置包括换能器、定位装置、测深杆套筒和主机；所述测深杆套筒包括多节套筒组件；所述测深杆套筒连接于所述调查船的一侧；所述换能器套接于所述测深杆套筒的底端；所述定位装置连接于所述测深杆套筒的顶端，并且所述定位装置的几何中心与所述换能器的几何中心在同一竖直线上；所述主机分别通信连接所述换能器和所述定位装置；所述利用所述测深装置对指定水域进行断面法施测，以实现水下地形调查的步骤如下：

17、做出断面设计线，所述断面设计线与水流方向的夹角为85°-95°，断面间距为10m-200m，测点间距为5m-20m；

18、安装所述测深装置，使得所述换能器与所述定位装置的平面位置一致，并保证所述测深装置垂直于水面；

19、将所述换能器底面到所述定位装置的几何中心的高度作为所述定位装置的天线高，将所述换能器的吃水深度定为0m，直接采用下式求出水底高程:

20、实际水面高程＝定位装置几何中心高程-定位装置天线高；

21、水底点高程＝实际水面高程-测深；

22、通过测得多个水底点的高程，实现水下地形调查。

23、本发明的技术方案中，所述调查船设置有刻度网，通过观察所述刻度网，得到水面波浪高度和宽度，以进行波浪调查分析；所述测深装置设置于所述调查船的一侧，利用所述测深装置对指定水域进行断面法施测，并在指定水域中采用同一种等深间距，根据水下地形调查的数据进行水下地形绘制，以实现水下地形调查；所述风速仪用于风速调查；所述样品保存装置设置于所述调查船的内部，利用所述样品保存装置将采集好的水样进行保存，以进行水质分析。综上所述，本发明提供了一种多功能水文调查装置及调查方法，通过所述多功能水文调查装置及调查方法即可实现水下地形调查、风速调查、波浪调查、水质样品保存等功能。