一种用于水利工程的渗流智能监测系统的制作方法

本发明属于渗流智能监测技术领域，具体的说是一种用于水利工程的渗流智能监测系统。

背景技术：

我国筑堤历史悠久，据统计，我国现有堤防累计达29.41万km，全国约有一半的人口、1/3的耕地和70％的财产在堤防的保护范围，但是受到人力、财力、技术等多方面限制，加之很多堤防运行年代久远、管理养护不当，我国的堤防工程存在着较为突出的工程隐患，堤防的安全与否直接关系保护区内的千百万人民生命财产安全和经济建设成果，因而了解掌握堤防结构转异机制规律，实现堤防动态安全动态预判与实时监控，对保障堤防的安全运行，提升科学管理，减少灾后损失有着十分重要的意义。堤防工程是一项规模庞大，结构复杂、外部荷载多变的系统工程，传统的研究多基于经典的数学和力学理论发展得到，多以定性、静态的角度分析堤防结构的安全特性，忽视了内部参数的变异性及动态性对堤防结构产生的长效性影响，另外研究过程中常将堤防与土石坝视作同一结构，忽视二者的差异性，难免对堤防特性研究与监控管理产生一定的偏差。

现有技术中也出现了一些关于渗流监测装置的技术方案，如申请号为cn201720139531.8的一项中国专利公开了一种水利水电用渗流区渗流监测装置，包括水流入口、水质检测器、齿轮主体和第二导水管，所述第二导水管设置在水流入口一侧，所述第二导水管右上端设置有缓流槽，所述齿轮主体转动连接在第二导水管右底端，所述齿轮主体包括联动轴、转动盘、第一齿轮和第二齿轮，所述齿轮主体上端滑动连接有仪表盘，所述仪表盘上端设置有数据处理器，所述第二导水管下侧平行设置有第一导水管，所述水质检测器设置在第一导水管右端面内侧，所述水质检测器与数据处理器电性连接，所述数据处理器电性连接有信号发射器，所述信号发射器电性连接有智能终端；可以达到流量检测的目的，方便使用，简单实用。

虽然该技术通过水质检测器与数据处理器连接使得可以达到流量检测的目的；但是没有考虑到防汛期间，防汛工作人员长期坚守阵地容易疲倦，当堤坝出现渗流严重时，需要及时提醒使其发现并对堤坝进行加固的问题。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中当防汛工作人员长期坚守阵地容易疲倦，当堤坝出现渗流严重时，需要及时提醒使其发现并对堤坝进行加固的问题，本发明提出的一种用于水利工程的渗流智能监测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种用于水利工程的渗流智能监测系统，包括渗流监测装置，渗流监测装置用于监测渗流的情况；所述渗流监测装置包括渗流口、一号导流管、二号导流管、顶盖、一级警示模块、二级警示模块、排污模块和控制器；所述一号导流管水平安装在地面以下；所述渗流口开设在一号导流管的一端；所述二号导流管垂直安装，二号导流管的下端与一号导流管相连通，二号导流管的上半部分为透明状且在地面以上；所述顶盖安装在二号导流管的上端；所述一级警示模块包括复位弹簧、警示板、警示线、一号柔性绳、二号柔性绳、三号柔性绳、明矾和警示感应器；两个所述复位弹簧的一端均与顶盖的下端固定连接，复位弹簧的另一端与警示板的上端固定连接；所述警示板的下端均匀分布有一号柔性绳、二号柔性绳和三号柔性绳；所述警示板的下端与一号柔性绳、二号柔性绳和三号柔性绳固定连接，警示板与二号导流管滑动连接；所述一号柔性绳、二号柔性绳和三号柔性绳的下方均固定连接有明矾，一号柔性绳比二号柔性绳长，二号柔性绳比三号柔性绳长；所述警示线设置在二号导流管的上部分，警示线有三条从下往上分别为绿色、黄色和红色；所述警示感应器固定安装在顶盖下端的中部；

工作时，由于夏季汛期堤坝防汛工作严峻不容懈怠，防汛工作人员长期坚守阵地容易疲倦，当堤坝出现渗流严重时，需要及时发现并对堤坝进行加固；

因此本发明通过在堤坝周围布设多个渗流监测装置；当堤坝周围开始渗水，水通过渗流口流进一号导流管，当水量充满一号导流管之后水进入二号导流管内；当二号导流管内的水位到达一号柔性绳下端的明矾的位置处，使得明矾在水中融化，从而警示板所承受的重力减小，进而复位弹簧带动警示板向上滑动到绿色警戒线位置处；当二号导流管内的水位到达二号柔性绳下端的明矾的位置处，使得明矾在水中融化，从而警示板所承受的重力减小，进而复位弹簧带动警示板向上滑动到黄色警戒线位置处；当二号导流管内的水位到达三号柔性绳下端的明矾的位置处，再次使得明矾在水中融化，从而警示板所承受的重力再次减小，进而复位弹簧带动警示板向上滑动到红色警戒线位置处；防汛人员可以通过二号导流管上端的透明部分观察到警示板到达哪个警示线的位置处，以此来判断渗流的状况；当警示板向上滑动到红色警戒线位置处时，使得警示板触碰到顶盖下端的警示感应器，从而警示感应器会将信号通过控制器传递到防汛工作室；当渗流监测装置内的明矾融化完全，渗流监测装置需要再次工作，此时只需防汛人员将顶盖从二号导流管上端取出，使得顶盖带动复位弹簧来带动警示板、一号柔性绳、二号柔性绳和三号柔性绳向上，随后在一号柔性绳、二号柔性绳和三号柔性绳上再次固定明矾后放进二号导流管内，渗流监测装置可以重新开始工作；本发明使得防汛人员在严峻高压的防汛工作时，可以清晰快速的观察了解到堤坝渗流状况的严重性，从而及时对渗流严重的地方进行加固。

优选的，所述二级警示模块包括排水孔、排水沟和氯化钴晶体；所述二号导流管上半部分与地面相接触的一端开设有两个排水孔；所述排水沟开设在排水孔相对应位置的地面上；所述氯化钴晶体放置在排水沟靠近排水孔的一端；工作时，本发明通过在地面上设置一个二级警示模块；当警示板到达红色警戒线位置处时，二号导流管内的水也到达排水孔的位置处，从而二号导流管内的水会经过排水孔流入排水沟内，使得二号导流管内的水位不会一直上升造成二号导流管的压力；同时水从排水孔流入排水沟时会使得蓝色的氯化钴晶体变红，从而排水沟内的水会变红；当防汛人员不在渗流监测装置旁边时，也可以在远处观望到排水沟变红，从而可以及时过来对渗流严重位置进行及时加固，进一步加强了警示作用。

优选的，所述排污模块包括沉淀槽、沉淀口、推板、气动推杆、进气管和挡板；所述沉淀槽设在一号导流管的下端，沉淀槽靠近渗流口的一端低另一端高；所述沉淀口开设在一号导流管下端与沉淀槽相连通，沉淀口的位置与二号导流管的位置相对应；所述气动推杆设在沉淀槽远离渗流口的一端；所述推板与气动推杆固定连接，推板与沉淀槽滑动连接；所述进气管一端与气动推杆连通，进气管的另一端通向地面与气泵连通；所述挡板安装在沉淀槽靠近渗流口的一端，挡板的上端与沉淀槽扭簧连接；工作时，在堤坝渗流的过程中，经常会带入泥土杂质进入渗流监测装置内，长时间会造成渗流监测装置的堵塞；本发明通过设置一个排污模块；当渗透的水通过渗流口进入一号导流管再进入二号导流管的过程中，水会通过沉淀口进入沉淀槽内沉淀，使得泥土杂质留在沉淀槽内；当沉淀口下端的泥土杂质即将到达沉淀口时，气动推杆带动推板推动泥土杂质朝挡板一端移动；如此往复，当沉淀槽靠近挡板的一端泥土杂质充满时，气动推杆再推动沉淀口下端的泥土杂质朝挡板一端移动，此时挡板一端的泥土杂质会将挡板挤开，在挡板挤开时对渗水一端的堤坝进行挤紧，同时沉淀槽内的部分泥土杂质会流入沉淀槽外，扭簧再带动挡板恢复初始状态，如此往复；提高了渗流监测装置的使用寿命和监测的准确性。

优选的，所述排水沟设置成分叉状，在每个分叉位置均放置有氯化钴晶体；工作时，本发明通过将排水沟设置成分叉状，扩大了排水沟的覆盖面积，使得防汛人员不会因为与排水沟处于同一水平位置而无法观察到排水沟内的变化；进一步提高了渗流监测装置的准确性。

优选的，所述推板的下端为倾斜的斜面，推板的上端为凸起状；工作时，本发明通过将推板的下端设置成倾斜的斜面，从而能够更加快速方便的将沉淀槽底部的泥土杂质铲起来；将推板的上端设置成凸起状，从而可以更好的将泥土杂质往靠近挡板的一端推动；更好的扩大了渗流监测装置的功能作用。

优选的，所述警示板的下端固定连接有一弹性杆；所述弹性杆的下端固定连接有响铃；工作时，本发明通过在警示板的下端设有弹性杆和响铃；当警示板随着二号导流管内的水位上升而上升的过程中，使得警示板带动弹性杆向上，从而在弹性杆带动响铃向上时，响铃会发出警示的铃声，通过声音的方式提醒防汛人员；通过增加听觉的维度去加强渗流监测装置的使用功能。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种用于水利工程的渗流智能监测系统，通过二号导流管内的水使得明矾融化，从而警示板所承受的重力减小，进而复位弹簧带动警示板向上滑动到警戒线位置处；防汛人员可以通过观察警示板到达警示线的哪个位置处，以此来判断渗流的状况；本发明使得防汛人员在严峻高压的防汛工作时，可以清晰快速的观察了解到堤坝渗流状况的严重性，从而及时对渗流严重的地方进行加固。

2.本发明所述的一种用于水利工程的渗流智能监测系统，通过警示板到达红色警戒线位置处时，二号导流管内的水会经过排水孔流入排水沟内，水从排水孔流入排水沟时会使得蓝色的氯化钴晶体变红，从而排水沟内的水都会变红；当防汛人员不在渗流监测装置旁边时，也可以在远处观望到排水沟变红，从而可以及时过来对渗流严重位置进行及时加固，进一步加强了警示作用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的内部结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是图1中a处的局部放大图；

图4是图1中b处的局部放大图；

图中：渗流口1、一号导流管2、二号导流管3、顶盖4、一级警示模块5、复位弹簧51、警示板52、警示线53、一号柔性绳54、二号柔性绳55、三号柔性绳56、明矾57、警示感应器58、二级警示模块6、排水孔61、排水沟62、氯化钴晶体63、排污模块7、沉淀槽71、沉淀口72、推板73、气动推杆74、进气管75、挡板76、弹性杆8、响铃9。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种用于水利工程的渗流智能监测系统，包括渗流监测装置，渗流监测装置用于监测渗流的情况；所述渗流监测装置包括渗流口1、一号导流管2、二号导流管3、顶盖4、一级警示模块5、二级警示模块6、排污模块7和控制器；所述一号导流管2水平安装在地面以下；所述渗流口1开设在一号导流管2的一端；所述二号导流管3垂直安装，二号导流管3的下端与一号导流管2相连通，二号导流管3的上半部分为透明状且在地面以上；所述顶盖4安装在二号导流管3的上端；所述一级警示模块5包括复位弹簧51、警示板52、警示线53、一号柔性绳54、二号柔性绳55、三号柔性绳56、明矾57和警示感应器58；两个所述复位弹簧51的一端均与顶盖4的下端固定连接，复位弹簧51的另一端与警示板52的上端固定连接；所述警示板52的下端均匀分布有一号柔性绳54、二号柔性绳55和三号柔性绳56；所述警示板52的下端与一号柔性绳54、二号柔性绳55和三号柔性绳56固定连接，警示板52与二号导流管3滑动连接；所述一号柔性绳54、二号柔性绳55和三号柔性绳56的下方均固定连接有明矾57，一号柔性绳54比二号柔性绳55长，二号柔性绳55比三号柔性绳56长；所述警示线53设置在二号导流管3的上部分，警示线53有三条从下往上分别为绿色、黄色和红色；所述警示感应器58固定安装在顶盖4下端的中部；

工作时，由于夏季汛期堤坝防汛工作严峻不容懈怠，防汛工作人员长期坚守阵地容易疲倦，当堤坝出现渗流严重时，需要及时发现并对堤坝进行加固；

因此本发明通过在堤坝周围布设多个渗流监测装置；当堤坝周围开始渗水，水通过渗流口1流进一号导流管2，当水量充满一号导流管2之后水进入二号导流管3内；当二号导流管3内的水位到达一号柔性绳54下端的明矾57的位置处，使得明矾57在水中融化，从而警示板52所承受的重力减小，进而复位弹簧51带动警示板52向上滑动到绿色警戒线位置处；当二号导流管3内的水位到达二号柔性绳55下端的明矾57的位置处，使得明矾57在水中融化，从而警示板52所承受的重力减小，进而复位弹簧51带动警示板52向上滑动到黄色警戒线位置处；当二号导流管3内的水位到达三号柔性绳56下端的明矾57的位置处，再次使得明矾57在水中融化，从而警示板52所承受的重力再次减小，进而复位弹簧51带动警示板52向上滑动到红色警戒线位置处；防汛人员可以通过二号导流管3上端的透明部分观察到警示板52到达哪个警示线53的位置处，以此来判断渗流的状况；当警示板52向上滑动到红色警戒线位置处时，使得警示板52触碰到顶盖4下端的警示感应器58，从而警示感应器58会将信号通过控制器传递到防汛工作室；当渗流监测装置内的明矾57融化完全，渗流监测装置需要再次工作，此时只需防汛人员将顶盖4从二号导流管3上端取出，使得顶盖4带动复位弹簧51来带动警示板52、一号柔性绳54、二号柔性绳55和三号柔性绳56向上，随后在一号柔性绳54、二号柔性绳55和三号柔性绳56上再次固定明矾57后放进二号导流管3内，渗流监测装置可以重新开始工作；本发明使得防汛人员在严峻高压的防汛工作时，可以清晰快速的观察了解到堤坝渗流状况的严重性，从而及时对渗流严重的地方进行加固。

作为本发明的一种实施方式，所述二级警示模块6包括排水孔61、排水沟62和氯化钴晶体63；所述二号导流管3上半部分与地面相接触的一端开设有两个排水孔61；所述排水沟62开设在排水孔61相对应位置的地面上；所述氯化钴晶体63放置在排水沟62靠近排水孔61的一端；工作时，本发明通过在地面上设置一个二级警示模块6；当警示板52到达红色警戒线位置处时，二号导流管3内的水也到达排水孔61的位置处，从而二号导流管3内的水会经过排水孔61流入排水沟62内，使得二号导流管3内的水位不会一直上升造成二号导流管3的压力；同时水从排水孔61流入排水沟62时会使得蓝色的氯化钴晶体63变红，从而排水沟62内的水会变红；当防汛人员不在渗流监测装置旁边时，也可以在远处观望到排水沟62变红，从而可以及时过来对渗流严重位置进行及时加固，进一步加强了警示作用。

作为本发明的一种实施方式，所述排污模块7包括沉淀槽71、沉淀口72、推板73、气动推杆74、进气管75和挡板76；所述沉淀槽71设在一号导流管2的下端，沉淀槽71靠近渗流口1的一端低另一端高；所述沉淀口72开设在一号导流管2下端与沉淀槽71相连通，沉淀口72的位置与二号导流管3的位置相对应；所述气动推杆74设在沉淀槽71远离渗流口1的一端；所述推板73与气动推杆74固定连接，推板73与沉淀槽71滑动连接；所述进气管75一端与气动推杆74连通，进气管75的另一端通向地面与气泵连通；所述挡板76安装在沉淀槽71靠近渗流口1的一端，挡板76的上端与沉淀槽71扭簧连接；工作时，在堤坝渗流的过程中，经常会带入泥土杂质进入渗流监测装置内，长时间会造成渗流监测装置的堵塞；本发明通过设置一个排污模块7；当渗透的水通过渗流口1进入一号导流管2再进入二号导流管3的过程中，水会通过沉淀口72进入沉淀槽71内沉淀，使得泥土杂质留在沉淀槽71内；当沉淀口72下端的泥土杂质即将到达沉淀口72时，气动推杆74带动推板73推动泥土杂质朝挡板76一端移动；如此往复，当沉淀槽71靠近挡板76的一端泥土杂质充满时，气动推杆74再推动沉淀口72下端的泥土杂质朝挡板76一端移动，此时挡板76一端的泥土杂质会将挡板76挤开，在挡板76挤开时对渗水一端的堤坝进行挤紧，同时沉淀槽71内的部分泥土杂质会流入沉淀槽71外，扭簧再带动挡板76恢复初始状态，如此往复；提高了渗流监测装置的使用寿命和监测的准确性。

作为本发明的一种实施方式，所述排水沟62设置成分叉状，在每个分叉位置均放置有氯化钴晶体63；工作时，本发明通过将排水沟62设置成分叉状，扩大了排水沟62的覆盖面积，使得防汛人员不会因为与排水沟62处于同一水平位置而无法观察到排水沟62内的变化；进一步提高了渗流监测装置的准确性。

作为本发明的一种实施方式，所述推板73的下端为倾斜的斜面，推板73的上端为凸起状；工作时，本发明通过将推板73的下端设置成倾斜的斜面，从而能够更加快速方便的将沉淀槽71底部的泥土杂质铲起来；将推板73的上端设置成凸起状，从而可以更好的将泥土杂质往靠近挡板76的一端推动；更好的扩大了渗流监测装置的功能作用。

作为本发明的一种实施方式，所述警示板52的下端固定连接有一弹性杆8；所述弹性杆8的下端固定连接有响铃9；工作时，本发明通过在警示板52的下端设有弹性杆8和响铃9；当警示板52随着二号导流管3内的水位上升而上升的过程中，使得警示板52带动弹性杆8向上，从而在弹性杆8带动响铃9向上时，响铃9会发出警示的铃声，通过声音的方式提醒防汛人员；通过增加听觉的维度去加强渗流监测装置的使用功能。

工作时，夏季汛期堤坝防汛工作严峻不容懈怠，防汛工作人员长期坚守阵地容易疲倦，当堤坝出现渗流严重时，需要及时发现并对堤坝进行加固；因此本发明通过在堤坝周围布设多个渗流监测装置；当堤坝周围开始渗水，水通过渗流口1流进一号导流管2，当水量充满一号导流管2之后水进入二号导流管3内；当二号导流管3内的水位到达一号柔性绳54下端的明矾57的位置处，使得明矾57在水中融化，从而警示板52所承受的重力减小，进而复位弹簧51带动警示板52向上滑动到绿色警戒线位置处；当二号导流管3内的水位到达二号柔性绳55下端的明矾57的位置处，使得明矾57在水中融化，从而警示板52所承受的重力减小，进而复位弹簧51带动警示板52向上滑动到黄色警戒线位置处；当二号导流管3内的水位到达三号柔性绳56下端的明矾57的位置处，再次使得明矾57在水中融化，从而警示板52所承受的重力再次减小，进而复位弹簧51带动警示板52向上滑动到红色警戒线位置处；防汛人员可以通过二号导流管3上端的透明部分观察到警示板52到达哪个警示线53的位置处，以此来判断渗流的状况；当警示板52向上滑动到红色警戒线位置处时，使得警示板52触碰到顶盖4下端的警示感应器58，从而警示感应器58会将信号通过控制器传递到防汛工作室；当渗流监测装置内的明矾57融化完全，渗流监测装置需要再次工作，此时只需防汛人员将顶盖4从二号导流管3上端取出，使得顶盖4带动复位弹簧51来带动警示板52、一号柔性绳54、二号柔性绳55和三号柔性绳56向上，随后在一号柔性绳54、二号柔性绳55和三号柔性绳56上再次固定明矾57后放进二号导流管3内，渗流监测装置可以重新开始工作；本发明使得防汛人员在严峻高压的防汛工作时，可以清晰快速的观察了解到堤坝渗流状况的严重性，从而及时对渗流严重的地方进行加固；因为本发明通过在地面上设置一个二级警示模块6；当警示板52到达红色警戒线位置处时，二号导流管3内的水也到达排水孔61的位置处，从而二号导流管3内的水会经过排水孔61流入排水沟62内，使得二号导流管3内的水位不会一直上升造成二号导流管3的压力；同时水从排水孔61流入排水沟62时会使得蓝色的氯化钴晶体63变红，从而排水沟62内的水会变红；当防汛人员不在渗流监测装置旁边时，也可以在远处观望到排水沟62变红，从而可以及时过来对渗流严重位置进行及时加固，进一步加强了警示作用；同时在堤坝渗流的过程中，经常会带入泥土杂质进入渗流监测装置内，长时间会造成渗流监测装置的堵塞；本发明通过设置一个排污模块7；当渗透的水通过渗流口1进入一号导流管2再进入二号导流管3的过程中，水会通过沉淀口72进入沉淀槽71内沉淀，使得泥土杂质留在沉淀槽71内；当沉淀口72下端的泥土杂质即将到达沉淀口72时，气动推杆74带动推板73推动泥土杂质朝挡板76一端移动；如此往复，当沉淀槽71靠近挡板76的一端泥土杂质充满时，气动推杆74再推动沉淀口72下端的泥土杂质朝挡板76一端移动，此时挡板76一端的泥土杂质会将挡板76挤开，在挡板76挤开时对渗水一端的堤坝进行挤紧，同时沉淀槽71内的部分泥土杂质会流入沉淀槽71外，扭簧再带动挡板76恢复初始状态，如此往复；提高了渗流监测装置的使用寿命和监测的准确性；同时本发明通过将排水沟62设置成分叉状，扩大了排水沟62的覆盖面积，使得防汛人员不会因为与排水沟62处于同一水平位置而无法观察到排水沟62内的变化；进一步提高了渗流监测装置的准确性；又因为本发明通过将推板73的下端设置成倾斜的斜面，从而能够更加快速方便的将沉淀槽71底部的泥土杂质铲起来；将推板73的上端设置成凸起状，从而可以更好的将泥土杂质往靠近挡板76的一端推动；更好的扩大了渗流监测装置的功能作用；同时本发明通过在警示板52的下端设有弹性杆8和响铃9；当警示板52随着二号导流管3内的水位上升而上升的过程中，使得警示板52带动弹性杆8向上，从而在弹性杆8带动响铃9向上时，响铃9会发出警示的铃声，通过声音的方式提醒防汛人员；通过增加听觉的维度去加强渗流监测装置的使用功能。

上述前、后、左、右、上、下按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。