一种大坝泄洪预警系统及方法与流程

1.本发明涉及泄洪预警技术领域，具体为一种大坝泄洪预警系统及方法。


背景技术：

2.在多雨季节时，随着雨水量的猛然增加，上游河道内的水会泄洪排到水库内进行灾害预防，而随着水库内水位的提升，为了避免发生漫堤对周边居民和设施造成破坏，需在水库外围建设大坝用于拦水防护，而水库内水位急剧上升后，需要用到泄洪预警系统对大坝的防护情况进行管控，以免出现洪涝灾害。
3.而目前所使用的泄洪预警系统，大多由人工携带设备至大坝防护区范围进行检测管控，采用人工预警方式，不仅工作强度大，耗时较长，在水位上升过快时，留给人工反应时间过短，出现意外人员伤亡事故，效率低下，无法对大坝防护各项信息数据及时掌控，不利于工作人员快速做出判断，导致急救措施安排不到位，引发洪涝灾害，对周边居民和设施造成重大人员和财产损失，为此，提出大坝泄洪预警系统及方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供大坝泄洪预警系统及方法，以解决上述背景技术中提出的采用人工预警方式，不仅工作强度大，耗时较长，在水位上升过快时，留给人工反应时间过短，出现意外人员伤亡事故，效率低下，无法对大坝防护各项信息数据及时掌控，不利于工作人员快速做出判断的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大坝泄洪预警系统，包括固定在大坝坝底的浇筑底座，所述浇筑底座的顶部固定连接有密封筒，所述密封筒的内腔设置有升降结构；
6.所述升降结构远离浇筑底座的顶部固定连接有主浮台，所述主浮台的顶部固定连接有控制主机，所述主浮台的上方设置有预警探测机构；
7.所述密封筒的正面设置有冲击检测机构。
8.优选的，所述升降结构包括限位滑槽，所述限位滑槽开设在密封筒内腔的四周，所述密封筒的顶部通过密封件滑动连接有与主浮台底部固定配合的升降柱，所述升降柱的底部固定连接有与密封筒内壁滑动的滑座，所述滑座的四周均固定连接有与限位滑槽滑动配合的限位凸块，所述升降柱的顶部套设有与滑座和密封筒固定配合的辅助弹簧，所述滑座底部的四周均系设有与密封筒内腔底部固定配合的安全绳。
9.优选的，所述预警探测机构包括水位传感器，所述水位传感器嵌设在主浮台底部的四周且主浮台顶部的中心处固定连接有雷达检测仪，所述主浮台顶部远离控制主机的两侧分别固定连接有无线收发器和5g通讯器，所述主浮台的四周均固定连接有副浮台且副浮台的顶部固定连接有声呐探测器且声呐探测器的顶部固定连接有警报器，所述声呐探测器的一侧固定连接有摄像头。
10.优选的，所述冲击检测机构包括t型滑槽，所述t型滑槽开设在密封筒正面的上下
两侧且t型滑槽的内腔滑动连接有t型滑架，所述t型滑架的正面固定连接有高强度弹力架且高强度弹力架的正面固定连接有弹力头，所述弹力头的正面固定连接有检测架且检测架的正面嵌设有水下压力传感器，所述高强度弹力架的两侧均固定连接有滑套且滑套的内腔滑动连接有与检测架固定配合的支架，所述支架的后侧套设有与滑套固定配合的缓冲弹簧。
11.优选的，所述水位传感器、副浮台、声呐探测器、警报器和摄像头均沿主浮台的中心处成三角等距状态分布。
12.优选的，所述副浮台的外侧固定连接有导流架，所述导流架的外侧嵌设有与水下压力传感器配合使用的水上压力传感器，所述副浮台靠近主浮台的一侧竖向固定连接有避雷针。
13.优选的，所述主浮台的顶部固定连接有挡水圈且主浮台顶部的四周均固定连接有太阳能电板，所述密封筒背面的四周均铰接有上扰流叶和下扰流叶，所述密封筒背面靠近上扰流叶和下扰流叶的前后两次均固定连接有限位挡架。
14.优选的，所述浇筑底座四周的底部均固定连接有长型定位钉，所述长型定位钉的表面从上至下依次固定连接有反向锥架。
15.一种大坝泄洪预警系统的使用方法，根据上述所述的一种大坝泄洪预警系统，包括如下步骤：
16.步骤一：工作人员先将浇筑底座利用混凝土浇筑在大坝靠近水库的坝底位置，即可对密封筒和主浮台上的部件进行稳固支撑，在水库涨水漫至大坝位置时，在水漂浮力的作用下，上浮力迫使主浮台跟随涨水高度进行漂浮上升，同时也带动三组副浮台跟随上升，与此同时，主浮台通过升降柱带动滑座在密封筒内上滑，同时滑座带动限位凸块在限位滑槽内上滑，并对辅助弹簧进行压缩，最后再用安全绳对上滑的滑座采取最后限位措施；
17.步骤二：在主浮台和三组副浮台跟随上涨水位漂浮至水面时，由三组太阳能电板将太阳光转换为电能，为用电部件提供电源，在雷雨天气时，由三根避雷针对主浮台上的部件进行避雷保护，接着由水位传感器精准检测当前水位高度，再将水位信息数据发送至控制主机，由控制主机处理后，再经过无线收发器和5g通讯器发送至后台终端，若当前上涨水位超过水位传感器预设安全范围值时，则控制主机控制三组警报器同步开启，对周边人员进行警报，与此同时，雷达检测仪和声呐探测器向大坝和水库发射电磁波和短波，同时摄像头对大坝和水面情况进行全面拍摄监视，即可对整个大坝和水库的情况进行全面检测和监视，并将采集的信号数据和画面发送至控制主机，再由控制主机将采集的信号数据进行三维建模，建立当前大坝和水库之间的三维模拟图，再将当前大坝和水库之间的三维模拟图和画面经过无线收发器和5g通讯器发送至后台终端，使岸上人员对当前大坝情况提供精准预判，并快速采取相应急救措施；
18.步骤三：在水库上涨水内部暗流对密封筒正面的检测架冲击时，由水下压力传感器对作用至检测架上的水流冲击力进行检测感应，同时水库上涨水对三组副浮台上的三组导流架冲击时，由水上压力传感器对作用至三组导流架上的水面水流冲击力进行检测感应，然后再将采集的水库上涨水内部暗流冲击力和水面水流冲击力数据发送至控制主机，由控制主机处理后，再经过无线收发器和5g通讯器发送至后台终端，由岸上人员判断当前上涨水对大坝结构的冲击程度，并快速采取相应急救措施；
19.步骤四：与此同时，上涨水内部暗流对检测架冲击时，冲击力迫使弹力头带动高强度弹力架后移，且高强度弹力架受力并发生扁平化形变，则扁平化形变后的高强度弹力架带动t型滑架在t型滑槽内向外滑动，同时检测架上的冲击力也迫使支架在滑套内后滑，再由缓冲弹簧对支架的后滑行程提供弹性缓冲补偿，同时再由两组上扰流叶和两组下扰流叶对上涨水内部暗流进行扰流处理，且两组限位挡架对两组上扰流叶和两组下扰流叶的摆动幅度进行限位处理，即可对作用至检测架上的暗流冲击力进行减弱抵消，避免暗流冲击力对密封筒和浇筑底座造成破坏。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1.本发明中，通过设置升降结构，由限位滑槽、升降柱、滑座、限位凸块、辅助弹簧和安全绳的配合，利用上涨水的漂浮力，使主浮台跟随上涨水面同步上升，同时也对主浮台起到限位的作用，通过设置预警探测机构，由水位传感器、雷达检测仪、无线收发器、5g通讯器、副浮台、声呐探测器、警报器和摄像头的配合，对大坝上涨水的水位、大坝拦截性能和现场画面信息数据进行全面检测，无需人工到达险地，为岸上工作人员提供精准研判依据，同时发出警报，以便快速采取相应急救措施，提高大坝泄洪预警效率，避免出现洪涝灾害对周边居民和设施造成人员和财产损失，通过设置冲击检测机构，由水下压力传感器对上涨水暗流冲击大坝力度数据进行检测，以便岸上工作人员精准判断大坝当前防护性能，延长急救措施的采取时间，再由t型滑槽、t型滑架、高强度弹力架、弹力头、滑套、支架和缓冲弹簧的配合，对检测架上的暗流冲击力进行缓冲抵消，避免上涨水暗流的冲击力对浇筑底座和密封筒造成破坏，保证大坝泄洪预警部件的正常运行。
22.2.本发明中，通过水位传感器、副浮台、声呐探测器、警报器和摄像头均沿主浮台的中心处成三角等距状态分布，对大坝周边上涨水情况数据进行全面采集管控，为岸上工作人员提供精准数据参考，通过导流架和水上压力传感器，对流经副浮台位置的水流冲击力进行卸力导流，减弱副浮台的漂浮晃动幅度，再对上涨水面水流冲击力数据采集，以便岸上工作人员研判上涨水水流对大坝的冲击程度，通过避雷针，在雷雨天气时，对主浮台和副浮台上的部件进行避雷保护，避免部件遭遇雷击发生故障损坏。
23.3.本发明中，通过太阳能电板，将太阳能转换为电能，为用电部件提供充足供电，通过上扰流叶和下扰流叶，对流经密封筒位置的暗流进行扰流处理，减弱暗流冲击力对密封筒的冲击力，通过限位挡架，对上扰流叶和下扰流叶受到暗流冲击的摆动幅度进行限位，避免上扰流叶和下扰流叶摆动幅度过大出现断裂脱离，通过长型定位钉和反向锥架，对浇筑底座和大坝坝底之间进行辅助定位加固，增强浇筑底座在水中的稳固效果。
24.本发明通过设置升降结构，利用上涨水的漂浮力，使主浮台跟随上涨水面同步上升，同时也对主浮台起到限位的作用，通过设置预警探测机构，对大坝上涨水的水位、大坝拦截性能和现场画面信息数据进行全面检测，无需人工到达险地，为岸上工作人员提供精准研判依据，同时发出警报，以便快速采取相应急救措施，提高大坝泄洪预警效率，避免出现洪涝灾害对周边居民和设施造成人员和财产损失，通过设置冲击检测机构，由水下压力传感器对上涨水暗流冲击大坝力度数据进行检测，以便岸上工作人员精准判断大坝当前防护性能，延长急救措施的采取时间，再对检测架上的暗流冲击力进行缓冲抵消，避免上涨水暗流的冲击力对浇筑底座和密封筒造成破坏，保证大坝泄洪预警部件的正常运行。
附图说明
25.图1为本发明的结构示意图；
26.图2为本发明的结构仰视图；
27.图3为本发明浇筑底座和密封筒的结构俯视图；
28.图4为本发明密封筒的结构剖视图；
29.图5为本发明冲击检测机构的结构侧视图；
30.图6为本发明预警探测机构的结构俯视图；
31.图7为本发明预警探测机构的结构局部主视图。
32.图中：1、浇筑底座；2、密封筒；3、升降结构；31、限位滑槽；32、升降柱；33、滑座；34、限位凸块；35、辅助弹簧；36、安全绳；4、主浮台；5、控制主机；6、预警探测机构；61、水位传感器；62、雷达检测仪；63、无线收发器；64、5g通讯器；65、副浮台；66、声呐探测器；67、警报器；68、摄像头；7、冲击检测机构；71、t型滑槽；72、t型滑架；73、高强度弹力架；74、弹力头；75、检测架；76、水下压力传感器；77、滑套；78、支架；79、缓冲弹簧；8、导流架；9、水上压力传感器；10、避雷针；11、太阳能电板；12、上扰流叶；13、下扰流叶；14、限位挡架；15、长型定位钉。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例1
35.请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种大坝泄洪预警系统，包括固定在大坝坝底的浇筑底座1，浇筑底座1的顶部固定连接有密封筒2，密封筒2的内腔设置有升降结构3，通过设置升降结构3，由限位滑槽31、升降柱32、滑座33、限位凸块34、辅助弹簧35和安全绳36的配合，利用上涨水的漂浮力，使主浮台4跟随上涨水面同步上升，同时也对主浮台4起到限位的作用；
36.升降结构3远离浇筑底座1的顶部固定连接有主浮台4，主浮台4的顶部固定连接有控制主机5，主浮台4的上方设置有预警探测机构6，通过设置预警探测机构6，由水位传感器61、雷达检测仪62、无线收发器63、5g通讯器64、副浮台65、声呐探测器66、警报器67和摄像头68的配合，对大坝上涨水的水位、大坝拦截性能和现场画面信息数据进行全面检测，无需人工到达险地，为岸上工作人员提供精准研判依据，同时发出警报，以便快速采取相应急救措施，提高大坝泄洪预警效率，避免出现洪涝灾害对周边居民和设施造成人员和财产损失；
37.密封筒2的正面设置有冲击检测机构7，通过设置冲击检测机构7，由水下压力传感器76对上涨水暗流冲击大坝力度数据进行检测，以便岸上工作人员精准判断大坝当前防护性能，延长急救措施的采取时间，再由t型滑槽71、t型滑架72、高强度弹力架73、弹力头74、滑套77、支架78和缓冲弹簧79的配合，对检测架75上的暗流冲击力进行缓冲抵消，避免上涨水暗流的冲击力对浇筑底座1和密封筒2造成破坏，保证大坝泄洪预警部件的正常运行。
38.实施例2
39.请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种大坝泄洪预警系统，包括固定在
大坝坝底的浇筑底座1，浇筑底座1四周的底部均固定连接有长型定位钉15，长型定位钉15的表面从上至下依次固定连接有反向锥架，对浇筑底座1和大坝坝底之间进行辅助定位加固，增强浇筑底座1在水中的稳固效果，浇筑底座1的顶部固定连接有密封筒2，密封筒2背面的四周均铰接有上扰流叶12和下扰流叶13，对流经密封筒2位置的暗流进行扰流处理，减弱暗流冲击力对密封筒2的冲击力，密封筒2背面靠近上扰流叶12和下扰流叶13的前后两次均固定连接有限位挡架14，对上扰流叶12和下扰流叶13受到暗流冲击的摆动幅度进行限位，避免上扰流叶12和下扰流叶13摆动幅度过大出现断裂脱离，密封筒2的内腔设置有升降结构3，升降结构3包括限位滑槽31，限位滑槽31开设在密封筒2内腔的四周，密封筒2的顶部通过密封件滑动连接有与主浮台4底部固定配合的升降柱32，升降柱32的底部固定连接有与密封筒2内壁滑动的滑座33，滑座33的四周均固定连接有与限位滑槽31滑动配合的限位凸块34，升降柱32的顶部套设有与滑座33和密封筒2固定配合的辅助弹簧35，滑座33底部的四周均系设有与密封筒2内腔底部固定配合的安全绳36，通过设置升降结构3，由限位滑槽31、升降柱32、滑座33、限位凸块34、辅助弹簧35和安全绳36的配合，利用上涨水的漂浮力，使主浮台4跟随上涨水面同步上升，同时也对主浮台4起到限位的作用；升降结构3远离浇筑底座1的顶部固定连接有主浮台4，主浮台4底部的四周均竖向固定连接有光杆且光杆的底部滑动连接有与密封筒2固定配合的滑筒，对漂浮上升的主浮台4进行限位滑动，提高主浮台4上升过程中的平稳性，主浮台4的顶部固定连接有挡水圈且主浮台4顶部的四周均固定连接有太阳能电板11，将太阳能转换为电能，为用电部件提供充足供电，主浮台4的顶部固定连接有控制主机5，主浮台4的上方设置有预警探测机构6，预警探测机构6包括水位传感器61，水位传感器61嵌设在主浮台4底部的四周且主浮台4顶部的中心处固定连接有雷达检测仪62，主浮台4顶部远离控制主机5的两侧分别固定连接有无线收发器63和5g通讯器64，主浮台4的四周均固定连接有副浮台65且副浮台65的顶部固定连接有声呐探测器66且声呐探测器66的顶部固定连接有警报器67，副浮台65的外侧固定连接有导流架8，导流架8的外侧嵌设有与水下压力传感器76配合使用的水上压力传感器9，对流经副浮台65位置的水流冲击力进行卸力导流，减弱副浮台65的漂浮晃动幅度，再对上涨水面水流冲击力数据采集，以便岸上工作人员研判上涨水水流对大坝的冲击程度，副浮台65靠近主浮台4的一侧竖向固定连接有避雷针10，在雷雨天气时，对主浮台4和副浮台65上的部件进行避雷保护，避免部件遭遇雷击发生故障损坏，声呐探测器66的一侧固定连接有摄像头68，水位传感器61、副浮台65、声呐探测器66、警报器67和摄像头68均沿主浮台4的中心处成三角等距状态分布，对大坝周边上涨水情况数据进行全面采集管控，为岸上工作人员提供精准数据参考，通过设置预警探测机构6，由水位传感器61、雷达检测仪62、无线收发器63、5g通讯器64、副浮台65、声呐探测器66、警报器67和摄像头68的配合，对大坝上涨水的水位、大坝拦截性能和现场画面信息数据进行全面检测，无需人工到达险地，为岸上工作人员提供精准研判依据，同时发出警报，以便快速采取相应急救措施，提高大坝泄洪预警效率，避免出现洪涝灾害对周边居民和设施造成人员和财产损失；密封筒2的正面设置有冲击检测机构7，冲击检测机构7包括t型滑槽71，t型滑槽71开设在密封筒2正面的上下两侧且t型滑槽71的内腔滑动连接有t型滑架72，t型滑架72的正面固定连接有高强度弹力架73且高强度弹力架73的正面固定连接有弹力头74，弹力头74的正面固定连接有检测架75且检测架75的正面嵌设有水下压力传感器76，高强度弹力架73的两侧均固定连接有滑套77且滑套77的内腔滑动连接有与检测架75固
定配合的支架78，支架78的后侧套设有与滑套77固定配合的缓冲弹簧79，通过设置冲击检测机构7，由水下压力传感器76对上涨水暗流冲击大坝力度数据进行检测，以便岸上工作人员精准判断大坝当前防护性能，延长急救措施的采取时间，再由t型滑槽71、t型滑架72、高强度弹力架73、弹力头74、滑套77、支架78和缓冲弹簧79的配合，对检测架75上的暗流冲击力进行缓冲抵消，避免上涨水暗流的冲击力对浇筑底座1和密封筒2造成破坏，保证大坝泄洪预警部件的正常运行；
40.一种大坝泄洪预警系统的使用方法，根据上述的一种大坝泄洪预警系统，包括如下步骤：
41.步骤一：工作人员先将浇筑底座1利用混凝土浇筑在大坝靠近水库的坝底位置，即可对密封筒2和主浮台4上的部件进行稳固支撑，在水库涨水漫至大坝位置时，在水漂浮力的作用下，上浮力迫使主浮台4跟随涨水高度进行漂浮上升，同时也带动三组副浮台65跟随上升，与此同时，主浮台4通过升降柱32带动滑座33在密封筒2内上滑，同时滑座33带动限位凸块34在限位滑槽31内上滑，并对辅助弹簧35进行压缩，最后再用安全绳36对上滑的滑座33采取最后限位措施；
42.步骤二：在主浮台4和三组副浮台65跟随上涨水位漂浮至水面时，由三组太阳能电板11将太阳光转换为电能，为用电部件提供电源，在雷雨天气时，由三根避雷针10对主浮台4上的部件进行避雷保护，接着由水位传感器61精准检测当前水位高度，再将水位信息数据发送至控制主机5，由控制主机5处理后，再经过无线收发器63和5g通讯器64发送至后台终端，若当前上涨水位超过水位传感器61预设安全范围值时，则控制主机5控制三组警报器67同步开启，对周边人员进行警报，与此同时，雷达检测仪62和声呐探测器66向大坝和水库发射电磁波和短波，同时摄像头68对大坝和水面情况进行全面拍摄监视，即可对整个大坝和水库的情况进行全面检测和监视，并将采集的信号数据和画面发送至控制主机5，再由控制主机5将采集的信号数据进行三维建模，建立当前大坝和水库之间的三维模拟图，再将当前大坝和水库之间的三维模拟图和画面经过无线收发器63和5g通讯器64发送至后台终端，使岸上人员对当前大坝情况提供精准预判，并快速采取相应急救措施；
43.步骤三：在水库上涨水内部暗流对密封筒2正面的检测架75冲击时，由水下压力传感器76对作用至检测架75上的水流冲击力进行检测感应，同时水库上涨水对三组副浮台65上的三组导流架8冲击时，由水上压力传感器9对作用至三组导流架8上的水面水流冲击力进行检测感应，然后再将采集的水库上涨水内部暗流冲击力和水面水流冲击力数据发送至控制主机5，由控制主机5处理后，再经过无线收发器63和5g通讯器64发送至后台终端，由岸上人员判断当前上涨水对大坝结构的冲击程度，并快速采取相应急救措施；
44.步骤四：与此同时，上涨水内部暗流对检测架75冲击时，冲击力迫使弹力头74带动高强度弹力架73后移，且高强度弹力架73受力并发生扁平化形变，则扁平化形变后的高强度弹力架73带动t型滑架72在t型滑槽71内向外滑动，同时检测架75上的冲击力也迫使支架78在滑套77内后滑，再由缓冲弹簧79对支架78的后滑行程提供弹性缓冲补偿，同时再由两组上扰流叶12和两组下扰流叶13对上涨水内部暗流进行扰流处理，且两组限位挡架14对两组上扰流叶12和两组下扰流叶13的摆动幅度进行限位处理，即可对作用至检测架75上的暗流冲击力进行减弱抵消，避免暗流冲击力对密封筒2和浇筑底座1造成破坏。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。