用于复杂水流条件下水下地形的简易测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种用于复杂水流条件下水下地形的简易测量装置及其测量方法，属于水利水电建筑工程用工艺装备设计制造技术领域。提供一种操作简单、测量结果准确的用于复杂水流条件下水下地形的简易测量装置，以及采用该简易测量装置对水下地形进行测量的操作方法。所述简易测量装置包括坠体、驱动机构、测量机构和支撑框架，所述测量方法采用将所述的坠体抛入需要测量水下地形的水流中，通过驱动机构沿需要测量的水下地形的延伸方向拉动所述坠体，再根据设计要求在需要测量水下地形的各个具体位置分别停止并稳住驱动机构后，通过外部测量尺测出所述测量机构露出水面部分的长度，最后经过简单计算并绘出计算结果图来完成所述水下地形的测量工作。

说明书

技术领域

本发明涉及一种简易测量装置，尤其是涉及一种用于复杂水流条件下水下地形的简易测 量装置，属于水利水电建筑工程用工艺装备设计制造技术领域。本发明还涉及一种采用上述 的简易测量装置对复杂水流条件下的水下地形进行测量的方法。

背景技术

在水利水电工程建设中，在流速较大、水流紊乱的河道，为了了解水下河床的冲刷情况， 需进行水下地形测量。但是由于安全问题，一般测量船只不能开展此项工作，同时由于水流 条件复杂，水中气泡较多，不是均质水体，也不能应用超声波等方法进行测量。

目前，对上述这种情况的水下地形一般都采用抛石测量。但是由于抛石的不规则、抛石 比重太小，同时绳索受到紊乱水流的影响，不能拉直，从而使测量难度变得很大，同时测量 的结果也不很准确。因此设计一种简单实用的测量方法，对上述这种流速较大、水流紊乱情 况下的水下地形进行较准确的测量，便成为了本领域技术人员在实际生产建设中必须考虑的 课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种操作简单、测量结果准确的用于复杂水流条件 下水下地形的简易测量装置。本发明还提供了一种采用所述的简易测量装置对上述情况下的 水下地形进行测量的操作方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于复杂水流条件下水下地形的简易测 量装置，所述简易测量装置包括坠体、驱动机构和测量机构，所述驱动机构和所述测量机构 的下端分别与所述的坠体固定连接；测量过程中，所述的坠体通过所述的驱动机构沿需要测 量的水下地形移动，不同部位的水下地形状况通过所述的测量机构测量。

进一步的是，所述的驱动机构为一根软质牵拉绳，所述软质牵拉绳的下端与所述的坠体 固定连接。

进一步的是，所述的测量机构为一根质地柔软的细金属丝或为一根质地柔软的细胶线或 为一根质地柔软的细尼龙绳，所述细金属丝或细胶线或细尼龙绳的下端与所述的坠体固定连 接。

进一步的是，所述的坠体为一个重量不低于1.5磅的钢球或铅球，在所述的钢球或铅球 上设置有两个连接孔，所述驱动机构和所述测量机构的下端分别通过所述的两个连接孔与所 述的钢球或铅球固定连接。

上述方案的优选方式是，在所述钢球或铅球移动的相反方向上还设置有固定在所述的钢 球或铅球上的防翻滚钢框。

进一步的是，所述的简易测量装置还包括支撑框架，所述的支撑框架沿需要测量的水下 地形的延伸方向固定在水下地形以外的岸基上，所述驱动机构和所述测量机构的上端沿所述 支撑框架长度方向可移动的连接在所述的支撑框架上。

一种采用所述的简易测量装置测量水下地形的测量方法，所述的施工方法包括以下步骤，

先制作含有支撑框架、钢球或铅球、驱动机构和测量机构的简易测量装置，并测量确定 所述测量机构的整体长度；然后将所述的支撑框架沿需要测量的水下地形的延伸方向固定在 所述水下地形以外的岸基上；接着将所述驱动机构和所述测量机构的上端活动的连接在所述 的支撑框架上，将所述驱动机构和所述测量机构的下端固定连接在所述的钢球或铅球上；随 后将所述的钢球或铅球抛入水中，通过所述的驱动机构沿需要测量的水下地形的延伸方向拉 动所述的钢球或铅球；接着根据设计要求在需要测量水下地形的各个具体位置分别停止并稳 住所述的驱动机构，通过外部测量尺测出所述测量机构露出水面部分的长度，最后经过简单 计算并绘出计算结果图，这样便完成了一次所述水下地形的测量工作。

进一步的是，在通过所述的驱动机构拉动所述的钢球或铅球时，是沿水流方向从下游往 上游的方向拉动的。

进一步的是，在停止并稳住所述的驱动机构通过外部测量尺测量所述测量机构露出水面 部分的长度时，在每一个确定的具体部位附近沿前后至少各测量一个点，然后取平均值作为 该测量点位的测量值。

进一步的是，在测量所述测量机构露出水面部分的长度时，拉紧所述的测量机构，使所 述测量机构在水面分界处保持直线状态再进行测量。

本发明的有益效果是：通过设置一套包括坠体、驱动机构、测量机构以及支撑框架的简 易测量装置，然后采用所述的简易测量装置的坠体即钢球或铅球抛入需要测量水下地形的水 流中，通过所述的驱动机构沿需要测量的水下地形的延伸方向拉动所述的钢球或铅球，再根 据设计要求在需要测量水下地形的各个具体位置分别停止并稳住所述的驱动机构后，通过外 部测量尺测出所述测量机构露出水面部分的长度，最后经过简单计算并绘出计算结果图来完 成所述水下地形的测量工作。由于采用所述的简易测量装置来测量水下地形时，使用的坠体 为钢球或铅球，并且在测理的整个过程中均使用同一个所述的钢球或铅球，并在所述的钢球 或铅球上分别设置驱动机构和测量机构来分别实现坠体拉动和水下长度测量的功能，然后经 过简单的计算并绘出计算结果图最终完成所述水下地形的测量工作，从而使测量操作变得十 分简单，使测量的结果相对较为准确。

附图说明

图1为本发明涉及到的简易测量装置进行测量的示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明涉及到的坠体的结构示意图。

图中标记为：坠体1、驱动机构2、测量机构3、连接孔4、防翻滚钢框5、支撑框架6、 水下地形7、岸基8、水面分界处9。

具体实施方式

如图1、图2以及图3所示是本发明提供的一种操作简单、测量结果准确的用于复杂水 流条件下水下地形的简易测量装置，以及采用所述的简易测量装置对上述情况下的水下地形 进行测量的操作方法。所述的简易测量装置包括坠体1、驱动机构2和测量机构3，所述驱动 机构2和所述测量机构3的下端分别与所述的坠体1固定连接；测量过程中，所述的坠体1 通过所述的驱动机构2沿需要测量的水下地形7移动，不同部位的水下地形状况通过所述的 测量机构3测量。而为了简化所述简易测量装置的结构，方便生产现场的测量操作，实现真 正的简易化，所述的驱动机构2为一根软质牵拉绳，所述软质牵拉绳的下端与所述的坠体1 固定连接；所述的测量机构3为一根质地柔软的细金属丝或为一根质地柔软的细胶线或为一 根质地柔软的细尼龙绳，所述细金属丝或细胶线或细尼龙绳的下端与所述的坠体1固定连接； 所述的坠体1为一个重量不低于1.5磅的钢球或铅球，在所述的钢球或铅球上设置有两个连 接孔4，所述驱动机构2和所述测量机构3的下端分别通过所述的两个连接孔4与所述的钢 球或铅球固定连接；而为了提高测量操作的安全性，所述的简易测量装置还包括支撑框架6， 所述的支撑框架6沿需要测量的水下地形7的延伸方向固定在水下地形7以外的岸基8上， 所述驱动机构2和所述测量机构3的上端沿所述支撑框架6长度方向可移动的连接在所述的 支撑框架6上。而为了避免由钢球或铅球作制的坠体1，在测量的拉动过程中出现翻滚而影 响测量的准确性，在所述钢球或铅球移动的相反方向上还设置有固定在所述的钢球或铅球上 的防翻滚钢框5。

由于有了上述结构的简易测量装置，这样，在具体的测量操作时，便可以按照下步的步 骤进操作，先制作含有支撑框架6、钢球或铅球、驱动机构2和测量机构3的简易测量装置， 并测量确定所述测量机构3的整体长度；然后将所述的支撑框架6沿需要测量的水下地形7 的延伸方向固定在所述水下地形7以外的岸基8上；接着将所述驱动机构2和所述测量机构 3的上端活动的连接在所述的支撑框架6上，将所述驱动机构2和所述测量机构3的下端固 定连接在所述的钢球或铅球上；随后将所述的钢球或铅球抛入水中，通过所述的驱动机构2 沿需要测量的水下地形7的延伸方向拉动所述的钢球或铅球；接着根据设计要求在需要测量 水下地形7的各个具体位置分别停止并稳住所述的驱动机构2，通过外部测量尺测出所述测 量机构3露出水面部分的长度，最后经过简单计算并绘出计算结果图，这样便完成了一次所 述水下地形的测量工作。由于采用所述的简易测量装置来测量水下地形时，使用的坠体1为 钢球或铅球，并且在测理的整个过程中均使用同一个所述的钢球或铅球，并在所述的钢球或 铅球上分别设置驱动机构2和测量机构3来分别实现坠体1拉动和水下长度测量的功能，然 后经过简单的计算并绘出计算结果图最终完成所述水下地形的测量工作，从而使测量操作变 得十分简单，使测量的结果相对较为准确。

除上了采用上述结构的简易测量装置，以在结构上尽量保证测量操作的安全性和测量结 果的准确性外，在采用上述的测量方法进行测量时，也有以下几点需要注意，以最大限度的 保证测量操作的安全性和测量结果的准确性，即在通过所述的驱动机构2拉动所述的钢球或 铅球时，是沿水流方向从下游往上游的方向拉动的；在停止并稳住所述的驱动机构2通过外 部测量尺测量所述测量机构3露出水面部分的长度时，在每一个确定的具体部位附近沿前后 至少各测量一个点，然后取平均值作为该测量点位的测量值；在测量所述测量机构3露出水 面部分的长度时，拉紧所述的测量机构3，使所述测量机构3在水面分界处9保持直线状态 再进行测量。

采用本申请所述的简易测量装置较为准确和安全的另外一个重原因是，本申请结构的简 易测量装置的驱动机构即为一根软质牵拉绳较粗，上端活动的连接在支撑框架6上，从而保 证了在钢球或铅球的拉动过程中软质牵拉绳不会拉断或脱手；本申请结构的简易测量装置的 测量机构即为一根质地柔软的细金属丝或质地柔软的细胶线或质地柔软的细尼龙绳极细，上 端同样活动的连接在支撑框架6上，从而保证了测量机构在流速较大、水流紊乱的争速水流 中阻力较小，便于测量时拉直，以保证测量的准确性。