CN105157777A - 应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，包括：基座，其固定设置在河岸上；横向长度调节块，其连接在基座上；竖向深度调节块，其连接在横向长度调节块上，且竖向深度调节块通过横向长度调节块来实现横向位移；采样模块，其设置在竖向深度调节块上，用以测量河道内的水流流量，采样模块通过竖向深度调节块来调节其在水中的深度；斜度调节模块，其两端分别设置在竖向深度调节块以及采样模块上，用以调节采样模块与竖向深度调节块之间的夹角。本发明能够减少流量取样时的风险，保障取样人员的安全，能够根据需要测量到河道任意位置的流量以及任意深度的流量，并且测量流量时比较轻松，适用于水文压力等级评测***。

Description

应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪

技术领域

本发明涉及河流流量测量领域，尤其是涉及一种应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪。

背景技术

河流水文过程相当复杂，涉及大量的数据和信息，因此选用合适的指标来表征河流水文特征显得十分重要；自20世纪初以来，水文学家便开始采用标准统计分析方法来解决防洪、灌溉和供水等工程中的水文问题，此时选用的指标主要有平均流量、偏度、洪峰、频率、枯水和洪水历时曲线等；从20世纪90年代开始，流域生态***管理和恢复成为了研究热点，学者们于是将研究重点转向了水文情势改变对生态***的影响；由于生态水文过程需要考虑水文过程、生态过程及其耦合作用，因此大大增加了描述和度量的难度，于是生态水文学家相继建立了一系列的指标体系来研究复杂的生态水文过程。

1996年，Richter等建立了一套具有5类共32个参数的水文变异指标(IndictorsofHydrologicAlteration,IHA)指标体系，包括月流量大小、极端流量大小和历时、极端流量发生时间、高低脉冲流频率和历时、涨退水率等指标，分析了美国Carolina州北部Roanoke河建坝前后水文情势的变化；2000年，Growns等建立了一套具有7类共333个参数的指标体系，包括月流量、长期流量、高流量、低流量、零流量、移动平均、涨退水率等指标，分析了澳大利亚东部受调节和未受调节河流的水流特征；2003年，Olden&Poff在总结了当时常用的171个水文指标，并提出了一个基于统计的框架用于选择服务于未来的生态水文评价有用指标。

而在调研河流水文情况时，需要获取各个河段的流量数据，且河段的取样位置以及取样深度均会对水文压力等级测评产生影响，所以在实际流量取样中取样位置、取样深度以及流量测量仪与水流的夹角均会对测量流量产生影响，所以流量测量仪器在取样时，流量测量仪的取样位置均需要根据实际需要进行设定以及调整，而目前大部分的河流取样条件比较艰难，取样人员只能在靠近河岸的河道边进行取样，且遇到比较湍急的河流时，流量取样风险较大，人员得不到安全保障，且测量不到河中心的流量以及河道底部的流量，所以不利于水文压力等级的评测，并且河道流量的取样频率高，导致测量流量时比较麻烦，所以现有的流量测量设备不适用于水文压力等级评测***。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，包括：

一基座，其固定设置在河岸上；

一横向长度调节块，其横向连接在所述基座上；

一竖向深度调节块，其竖向连接在所述横向长度调节块上，且所述竖向深度调节块通过所述横向长度调节块来实现横向位移；

一采样模块，其设置在所述竖向深度调节块上，用以测量河道内的水流流量，且所述采样模块通过所述竖向深度调节块来调节其在水中的深度；

一斜度调节模块，其两端分别设置在所述竖向深度调节块以及所述采样模块上，用以调节所述采样模块与所述竖向深度调节块之间的夹角。

较佳的，所述横向长度调节块包括横移管以及横螺杆，所述横移管内壁上设置有内螺纹并且所述横移管外壁上沿其轴向开设有横向导向槽，所述横螺杆横向设置在所述基座上并可做回转运动，所述横螺杆螺纹连接在所述横移管内，所述基座上设置有横向导向爪并且所述横向导向爪设置在所述横向导向槽内用以限制所述横移管转动。

较佳的，所述竖向深度调节块包括固定架、蜗轮、蜗杆、电机、轴承、竖螺母以及竖螺杆，所述固定架固定在所述横移管上，所述轴承的外圈固定在所述固定架内，所述竖螺母的一端与所述蜗轮同轴连接并且所述竖螺母的另一端同轴固定在所述轴承的内圈里，所述竖螺杆螺纹连接在所述竖螺母内，所述竖螺杆上沿其轴向开设有竖向导向槽，所述固定架上设置有竖向导向爪，所述竖向导向爪设置在所述竖向导向槽内用以限制所述竖螺杆转动，所述蜗杆与所述电机的电机轴联动连接并且所述蜗杆与所述蜗轮啮合。

较佳的，所述采样模块包括壳体，所述壳体顶部设置有球形腔，所述竖螺杆的底端设置有圆球体并且所述圆球体安装在所述球形腔内从而使所述壳体在所述竖螺杆的底端转动。

较佳的，所述斜度调节模块包括液压缸、液压管道以及液压马达，所述液压缸上设置有活塞杆并且所述液压缸与所述活塞杆分别铰接在所述竖螺杆以及所述壳体上用以控制所述壳体与所述竖螺杆之间的倾角，所述液压马达通过所述液压管道与所述液压缸连接用以驱动所述活塞杆运动。

较佳的，所述壳体内设置有第一通道以及计量单元，所述计量单元设置在所述第一通道内用以测量水流流量。

较佳的，所述壳体内设置有容纳腔，所述容纳腔垂直于所述第一通道并且所述容纳腔的中部与所述第一通道连通，所述容纳腔内依次设置有阀芯以及弹簧，所述阀芯封堵在所述第一通道内，所述阀芯上设置有阀孔，所述弹簧的两端分别与所述阀芯以及所述容纳腔的上端部抵触连接。

较佳的，所述壳体内还开设有收缩腔、扩散腔以及稳定腔，所述收缩腔、扩散腔以及稳定腔依次连通，并且所述收缩腔与外界连通用以将水引向扩散腔，所述稳定腔与所述容纳腔的下端部连通用以通过水压将所述阀芯顶起从而使第一通道贯通。

较佳的，所述容纳腔为柱体状并且所述容纳腔的长度为L，所述阀芯为柱体状，所述阀芯与所述容纳腔的底面积相等并且所述阀芯的长度为4/7L，所述弹簧长3/7L，所述第一通道的直径为1/7L，所述阀孔开设在所述阀芯上端部的2/4处。

较佳的，所述弹簧的线径公式为其中，Nc为所述弹簧有效圈数，Dm³为所述弹簧的中径，ρ为待测量河道的河水密度，g为重力加速度，h为所述壳体在河水中的深度，S₁为所述阀芯的底面积，S₂为所述阀孔与所述第一通道连通时所述弹簧的压缩量，G为所述弹簧的刚性模数。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：减少流量取样时的风险，保障取样人员的安全，能够根据需要测量到河道任意位置的流量以及任意深度的流量，并且测量流量时比较轻松，适用于水文压力等级评测***。

附图说明

图1为本发明的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪的结构示意图；

图2为图1所示的A部放大示意图；

图3为本发明的横移管侧视图。

图中：1-横移管；2-横螺杆；3-横向导向槽；4-横向导向爪；5-固定架；6-蜗轮；7-蜗杆；8-电机；9-轴承；10-竖螺母；11-竖螺杆；12-竖向导向槽；13-竖向导向爪；14-壳体；15-球形腔；16-圆球体；17-液压缸；18-活塞杆；19-液压管道；20-液压马达；21-第一通道；22-计量单元；23-容纳腔；24-阀芯；25-弹簧；26-阀孔；27-收缩腔；28-扩散腔；29-稳定腔；30-基座。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，一种应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，包括基座30、横向长度调节块、竖向深度调节块、采样模块以及斜度调节模块，横向长度调节块设置在基座30上，竖向深度调节块设置在横向长度调节块上，采样模块设置在竖向深度调节块上，斜度调节模块设置在采样模块以及竖向深度调节块上；基座30固定设置在河岸上，用来承载其他装置并且给其他装置提供支点，横向长度调节块横向连接在基座30上，并且横向长度调节块能够调节横向长度，使竖向深度调节块在河的两岸之间进行移动，从而使竖向深度调节块移动到河面的任意位置上，竖向深度调节块能够调节竖向长度，从而使采样模块能够在河面以及河底之间任意移动，从而测量河道任一深度的流量，通过横向长度调节模块以及竖向深度调节模块就能将采样模块固定在河水中任一设定位置中，而河水中的水流冲击角度与河道的形状以及位置有关，所以采样模块设置在河水中时，还需要对采样模块进行进一步的角度调节，从而使采样模块的进水口正对于水流流动方向；斜度调节模块能够调节自身的长度，并与采样模块以及竖向深度调节块形成一个三角形结构，所以一旦斜度调节模块改变自身的长度，就能改变采样模块与竖向深度调节块之间的夹角，从而调节采样模块的入水口与河道中的水流流动的方向，从而使入水口对准水流，这样就能精确调节采样模块在水中的位置，而无需人工在河水中进行流量取样；该设计减少流量取样时的风险，保障取样人员的安全，能够根据需要测量到河道任意位置的流量以及任意深度的流量，并且测量流量时比较轻松，适用于水文压力等级评测***。

如图1、图3所示，横向长度调节块包括横移管1以及横螺杆2，横移管1的内壁上开设有内螺纹，外壁上沿其轴向开设有横向导向槽3，横螺杆2横向设置在基座30上，并且能够做回转运动，横螺杆2螺纹连接在横移管1内，基座30上设置有四个与横向导向槽3对应的横向导向爪4，并且横向导向爪4卡扣在横向导向槽3内，当横螺杆2转动时，横移管1由于横向导向爪4的限制作用，所以无法做回转运动，随着横螺杆2的转动，横移管1向前移动或者向后移动，当横移管1向前移动时，会带动竖向深度调节块朝河对岸移动，当横移管1向后移动时，会将竖向深度调节块朝基座30方向收回，这样就能将连接在竖向深度调节块上的采样模块移动到河面任意位置上，并且横移管1是通过横螺杆2的转动来实现直线往复运动的，所以能够实现微进给，驱动起来非常省力，且横移管1移动时的精度以及效率都非常高，如果需要将横移管1移动到设定位置时，只需要先测量出横移管1需要横移的距离，然后驱动横螺杆2转动一定的圈数，且横螺杆2转动的圈数与横移管1的横移距离是相对应的，就能使横移管1移动至设定的位置上；该设计能够高精度、高效率的将采样模块移动到设定位置上，并且在操作时非常省力，能够进行微进给，使横移管1的横移距离更加精确。

如图1、图2所示，竖向深度调节块包括固定架5、蜗轮6、蜗杆7、电机8、轴承9、竖螺母10以及竖螺杆11，固定架5固定在横移管1上，轴承9的外圈固定在固定架5内，竖螺母10的一端与蜗轮6同轴连接形成联动连接，并且竖螺母10的另一端同轴固定在轴承9的内圈里，竖螺杆11螺纹连接在竖螺母10内，竖螺杆11上沿其轴向开设有竖向导向槽12，固定架5上设置有与竖向导向槽12相对应的竖向导向爪13，竖向导向爪13设置在竖向导向槽12内用以限制竖螺杆11转动，蜗杆7与电机8的电机轴联动连接并且蜗杆7与蜗轮6啮合，电机8能够通过遥控进行开启或者关闭；当横移管1移动到预定的位置时，使用者控制电机8开启，电机轴转动，并且带动蜗杆7转动，蜗杆7与蜗轮6啮合，从而带动蜗轮6转动，蜗轮6与竖螺母10同轴设置并且相固定，从而带动竖螺母10转动，竖螺母10由于轴承9的原因，所以能够固定在固定架5上做回转运动，竖螺杆11螺纹连接在竖螺母10内，当竖螺母10做回转运动时，由于竖向导向爪13的限制作用，使竖螺杆11无法转动，所以竖螺杆11能够向上运动或者向下运动，当竖螺杆11向下运动时，就能够将采样模块带入河水中使采样模块到达任一深度，当竖螺杆11向上运动时，采样模块则向水面移动，从而调节采样模块的测量深度；该设计通过蜗杆7、蜗轮6以及竖螺母10，从而使螺杆进行上下运动，其驱动扭矩很小，所以电机8的功率只需很小就能带动竖螺母10转动，且竖螺杆11能够高精度、高效率的运动，并且能够实现微进给，并且通过电机8来进行驱动，使操作起来更加方便。

如图1所示，采样模块包括壳体14，壳体14顶部设置有球形腔15，竖螺杆11的底端设置有圆球体16并且圆球体16安装在球形腔15内，圆球体16能够在球形腔15内转动，从而使壳体14在竖螺杆11的底部进行转动，这样就能通过斜度调节模块来调节壳体14与竖螺杆11之间的夹角，从而调节壳体14与水流方向之间的角度；该设计能够使壳体14连接在竖螺杆11上，并且使壳体14在竖螺杆11的末端进行自由转动，从而为调节壳体14进水角度提供了活动基础。

斜度调节模块包括液压缸17、液压管道19以及液压马达20，液压缸17上设置有活塞杆18并且液压缸17与活塞杆18分别铰接在竖螺杆11以及壳体14上用以控制壳体14与竖螺杆11之间的倾角，液压马达20通过液压管道19与液压缸17连接，并且液压马达20可以设置在基座30上，人员可以在基座30旁来操作液压马达20；当壳体14被带到一定深度时，启动液压马达20，液压马达20将液压油注入液压缸17内，活塞杆18被推开，整个斜度调节模块的长度变长，由于液压缸17与活塞杆18分别铰接在壳体14上，所以壳体14与竖螺杆11之间夹角变大；且液压管道19上还设置有换向阀，当换向阀启动，液压缸17内的液压油被抽走，活塞杆18就向液压缸17内运动，整个斜度调节模块变短，从而使壳体14与竖螺杆11之间夹角变小，故而只需要通过控制液压马达20就能控制壳体14的倾斜角度；该设计能够控制壳体14的倾斜角度，从而将壳体14的进水口正对准水流方向，并且通过液压***能够精确高效的控制壳体14的倾角，使用起来方便稳定。

在实施例一中，壳体14内设置有第一通道21以及计量单元22，计量单元22设置在第一通道21内用以测量水流流量，水流进入第一通道21后，计量单元22就会测量通过第一通道21的水流流量；该设计能够测量河道中的水流流量。

在实施例二中，在上述第一通道21以及计量单元22的基础上，壳体14内还设置有容纳腔23，收缩腔27、扩散腔28以及稳定腔29，容纳腔23垂直于第一通道21并且容纳腔23的中部与第一通道21连通，容纳腔23内依次设置有阀芯24以及弹簧25，阀芯24封堵在第一通道21内，将第一通道21封闭，防止有水流进入第一通道21，所以此时计量单元22内没有水流流过，计量单元22不测量流量；阀芯24上设置有阀孔26，阀孔26与第一通道21大小相适配，当阀孔26与第一通道21连通时，水流流通第一通道21，此时计量单元22测量水流的流量；弹簧25的两端分别与阀芯24以及容纳腔23的上端部抵触连接，当阀芯24下端部的压力大于弹簧25压力时，阀芯24向上运动，并且当阀芯24向上运动到一定位置时，阀孔26与第一通道21连通，水流进入第一通道21；收缩腔27、扩散腔28以及稳定腔29依次连通，收缩腔27的横截面呈喇叭状，扩散腔28的横截面呈扁球形，水流进入收缩腔27后，其产生的波动大大减小，然后水流进入扩散腔28中进行缓冲，此时扩散腔28中的河水具有一定的水压，接着进入稳定腔29，此时的河水几乎没有波动，并且压力比较稳定，并且收缩腔27与外界连通用以将水引向扩散腔28，稳定腔29与容纳腔23的下端部连通用以通过水压将阀芯24顶起从而使第一通道21贯通；壳体14在水平面上时，第一通道21被封闭，当壳体14进入河水中，河水通过收缩腔27、扩散腔28以及稳定腔29，且随着壳体14逐渐深入河水中，稳定腔29内的液体压力也逐渐增大，阀芯24被稳定腔29中的水压顶起，并克服弹簧25的弹力向上运动，当壳体14下潜到一定深度时，阀孔26与第一通道21连通，水流通道第一通道21，计量单元22测量该深度下的水流流量；该设计将第一通道21设置成封闭式自动开启结构，当壳体14下潜到一定深度时，阀芯24自动开启，计量单元22才能够测量水流流量，使采样模块具有了到达设定深度才开始测量流量的功能。

容纳腔23与阀芯24均为柱体状，容纳腔23的长度为L，阀芯24与容纳腔23的底面积相等并且阀芯24的长度为4/7L，弹簧25长3/7L，且弹簧25顶在容纳腔23上部，阀芯24位于容纳腔23下部，第一通道21的直径为1/7L，阀孔26开设在阀芯24上端部的2/4处，阀芯24的上1/4处封堵在第一通道21上，并且阀芯24向上运动1/7L距离，阀孔26就与第一通道21连通；该设计规范了容纳腔23与阀芯24的长度比例，从而使阀芯24开启时更加流畅稳定。

弹簧25的线径公式为其中，Nc为弹簧25有效圈数，Dm³为弹簧25的中径，ρ为待测量河道的河水密度，g为重力加速度，h为壳体14在河水中的深度，也就是阀芯24的开启深度，S₁为阀芯24的底面积，S₂为阀孔26与第一通道21连通时弹簧25的压缩量，G为弹簧25的刚性模数，由弹簧25的制造材料本身决定；S₂为1/7L，所以仅有h是变量，使用者可以先设计h的值，然后根据所需要的深度来设计弹簧25的线径，即通过改变弹簧25的线径来调节阀芯24的开启深度；该设计能够供使用者来设计弹簧25的线径，从而预设阀芯24开启时壳体14在水中的深度h。

在取得流量数据后，进行水文压力等级评测的具体方法如下：先从美国地质调查局网站下载获取90m分辨率的为美国太空总署、国防部国家***以及德国与意大利航天机构共同测绘完成的DEM数据(DigitalElevationModel,数字高程模型)，接着在ArcGIS软件下，采用地表径流漫流模型计算获取河网水系，这样就降低了成本，而且体现了河流的自然特征，具体步骤为：通过DEM计算水流的方向，利用水流方向计算汇流累积量，因为汇流累积量达到一定的值就会产生地表水，所以需要设置一个汇流量阈值，超过阈值的汇流量就会生成水流路径，形成河网，最后根据河流单一性、不回流等特点进行河网水系的删减，体现出河流的自然特征。

分类单元确定模块以DEM提取的河网水系图为基础，对河流水系进行分段；具体为：在ArcGIS软件下，目视并标示水系中河流的交汇点，以交汇点为分割点实现河流分段，以河流交汇点为河段分割点，操作简便，减少工作量。

分类指标计算模块计算分类的指标并确定分类标准，分类的指标有河流坡降、河流蜿蜒度和河流等级。

河流坡降指河流上游的海拔与河流下游的海拔之差与河流本身的长度之比：

P＝(Eu-Ed)/Lr

其中，P为坡降，Eu为所测河段上游的海拔，Ed为河段下游的海拔，Lr为所测河段本身的长度，Eu和Ed是在ArcGIS软件下利用DEM提取的，Lr是通过ArcGIS软件计算得到的。

坡降的分类采用聚类分析的方法，聚类操作在R软件下进行，聚类方法采用目前应用最广泛的ward聚类法，该方法可以保证组内方差最小，组件方差最大，能将对象很好的分开，根据聚类结果将坡降进行分类，坡降(P)分类标准采用聚类的方法，标准开放，便于推广。

蜿蜒度的计算方法与分类标准：

河流的蜿蜒度是由河流本身的长度与河流上下游两点间的距离的比值决定的：

S＝Lr/Lv,

其中，S为蜿蜒度，Lr是所测河段本身的长度，Lv是所测河段两点间的直线距离，Lr和Lv都是利用ArcGIS软件计算得到的。

蜿蜒度的分类标准为S<1.2为低度蜿蜒河流，S＝1.2～1.4为中度蜿蜒河流，S>1.4为高度蜿蜒河流。

河流等级的计算方法与分类标准：

在ArcGIS软件下，根据Strahler法定义河流顶端的没有支流的河流为最低等级，即一级河流，再根据相同等级的河流交汇时河流等级增加1级，所以两个1级河流汇流后形成2级河流，如此下去分别为3级、4级……一直到河网的出水口为止。

河流等级的分类标准为：1、2级河流为源头溪流，3、4级河流为中等支流，5、6级河流为大型河流。

分类模块根据分类标准对河流进行分类；首先根据坡降的分类标准将河段分为m类，每一类再根据蜿蜒度的分类标准进一步分为n类，这样河流初步被分为m*n类，最后再根据河流等级的分类标准将m*n类河流每一类分成p个子类，完成分类，总共m*n*p种河流类型。

命名模块根据指标的分类顺序依次对河段分类结果进行命名，在命名中可以体现指标所表征的河流特征，例如：坡降较小中度蜿蜒中等支流，坡降很大高度蜿蜒源头溪流，坡度较大低度蜿蜒大型河流等。

采用的DEM数据易获取，易操作，在ArcGIS软件下均可完成，本发明选取的指标能够体现河段的综合特征，而且速度快，容易计算，适合各种河流类型，便于推广。

其中，数据采集仪包括：高度控制子模块、飞行控制子模块、数据采集子模块、通讯子模块，数据采集子模块包括温度采集仪、湿度采集仪、地表数据采集仪。

高度控制子模块控制数据采集仪的悬浮高度，使得数据采集仪可以悬浮在一定高度对近地面数据进行采集。

飞行控制子模块控制数据采集仪进行移动，使得数据采集仪可以移动的制定的地点进行近地面数据采集。

通讯子模块可以与地面控制中心建立通讯，将采集的近地面数据转化为DEM数据并传输给地面控制中心。

数据采集子模块可以采集近地面数据，其包括温度采集仪、湿度采集仪、地表数据采集仪，温度采集仪对数据采集仪所处位置的温度数据进行采集；湿度采集仪对数据采集仪所处位置的湿度数据进行采集；地表数据采集仪对数据采集仪下方的地表数据进行采集；近地面数据包括温度数据、湿度数据和地表数据。

为了提高采集的温度数据的准确性，采用的温度采集仪为多个，每个温度采集仪每秒钟采集一次温度，每分钟的所有温度进行计算，得到温度的平均温值其计算公式为：

$\stackrel{\&OverBar;}{x}=\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n_j}{\&Sigma;}}{x}_{ij}\&Integral;\mathrm{\&delta;}\left(E_{ij}\right){\mathrm{dE}}_{ij}}{\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n_j}{\&Sigma;}}\&Integral;\mathrm{\&delta;}\left(E_{ij}\right){\mathrm{dE}}_{ij}}---\left(1\right)$

其中，E_ij的计算公式为：

$e_{ij}=-\ln \left|\begin{array}{c}{x}_{ij}-\left(\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n_j}{\&Sigma;}}{x}_{ij}\right)/\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{n}_j\\ \stackrel{\&OverBar;}{\left(\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{n_j}{\&Sigma;}}{x}_{ij}\right)/\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{n}_j}\end{array}\right|---\left(2\right)$

上式中，为所求的温度平均值，x_ij为第j个温度采集仪测量的第i秒的温度，n为温度采集仪的数量，n_j为测量的时间长度，单位为秒，e_ij为第j个温度采集仪测量的第i秒的温度的判断值，E_ij为第j个温度采集仪测量的第i秒的温度的判定值，δ(E_ij)为单位冲激函数，R(e_ij)为判断值e_ij的整数部分，S(e_ij)为判断值的e_ij小数部分。

单位冲激函数为：

$\mathrm{\&delta;}\left(t\right)=\{\begin{array}{cc}1& t=0\\ 0& t\&NotEqual;0\end{array}---\left(4\right)$

其积分为：

$\&Integral;\mathrm{\&delta;}\left(t\right)dt=\{\begin{array}{cc}1& t=0\\ 0& t\&NotEqual;0\end{array}---\left(5\right)$

上述思路为：先求出所有温度仪一分钟内测量的温度的平均值，对各个温度与平均值的差值与平均值的比取对数后再取负数作为各个温度的判断值，对各个判断值小数部分的双倍向下取整后与其整数部分的和为各个温度的判定值，也即是最接近各个温度判断值正值的整数为各个温度的判定值，最后通过单位冲激函数的积分保留判定值为0的温度，进而求保留的温度的平均值，作为这一分钟内数据采集仪所处位置的温度。

有益效果为：通过取对数和取整运算将因为温度采集仪的故障等因素造成的测量误差转换为判定值，从而选取误差较小的各个温度计算最后的温度平均值，这样就提高了温度测量的准确性；计算公式简单，方便，能够快速得到结果，提高了温度测量的速度，进而提高了整个河流分类***的速度，同时，简单的计算过程节约了***资源。

在第一种评测水文压力等级的方法中，没有DEM数据获取模块、河网水系提取模块、分类单元确定模块，而是通过实地调查并记录河流的相关指标对河流进行分类的，分类指标计算模块中选取的指标没有河流等级，而是选取了河床底质与河流地貌单元，其他模块及相关参数与具体实施方式相同。

在第二种评测水文压力等级的方法中，分类单元确定模块中河流分段采用的是河流蜿蜒度突变点、坡降突变点、河流平面形态拐点进行分割的；分类指标计算模块中选取的指标没有有河流等级和坡降，而是选取了封闭度、河床底质与河流地貌单元，其他步骤及相关参数与具体实施方式相同。

在第三种评测水文压力等级的方法中，没有DEM数据获取模块、河网水系提取模块、分类单元确定模块，而是通过实地调查并记录河流的相关指标对河流进行分类的，分类指标计算模块选取的指标为河床底质、地貌单元和河流坡降，而且指标的分类是通过定性分析判断的，其他步骤及相关参数与具体实施方式相同。

在第四种评测水文压力等级的方法中，没有分类指标计算模块中河段的分割，而是利用DEM合成流域的汇水区边界，在流域尺度上进行的河流分类，其他步骤及相关参数与具体实施方式相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于，包括：

一基座，其固定设置在河岸上；

一横向长度调节块，其横向连接在所述基座上；

一竖向深度调节块，其竖向连接在所述横向长度调节块上，且所述竖向深度调节块通过所述横向长度调节块来实现横向位移；

一采样模块，其设置在所述竖向深度调节块上，用以测量河道内的水流流量，且所述采样模块通过所述竖向深度调节块来调节其在水中的深度；

一斜度调节模块，其两端分别设置在所述竖向深度调节块以及所述采样模块上，用以调节所述采样模块与所述竖向深度调节块之间的夹角。

2.如权利要求1中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述横向长度调节块包括横移管以及横螺杆，所述横移管内壁上设置有内螺纹并且所述横移管外壁上沿其轴向开设有横向导向槽，所述横螺杆横向设置在所述基座上并可做回转运动，所述横螺杆螺纹连接在所述横移管内，所述基座上设置有横向导向爪并且所述横向导向爪设置在所述横向导向槽内用以限制所述横移管转动。

3.如权利要求2中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述竖向深度调节块包括固定架、蜗轮、蜗杆、电机、轴承、竖螺母以及竖螺杆，所述固定架固定在所述横移管上，所述轴承的外圈固定在所述固定架内，所述竖螺母的一端与所述蜗轮同轴连接并且所述竖螺母的另一端同轴固定在所述轴承的内圈里，所述竖螺杆螺纹连接在所述竖螺母内，所述竖螺杆上沿其轴向开设有竖向导向槽，所述固定架上设置有竖向导向爪，所述竖向导向爪设置在所述竖向导向槽内用以限制所述竖螺杆转动，所述蜗杆与所述电机的电机轴联动连接并且所述蜗杆与所述蜗轮啮合。

4.如权利要求3中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述采样模块包括壳体，所述壳体顶部设置有球形腔，所述竖螺杆的底端设置有圆球体并且所述圆球体安装在所述球形腔内从而使所述壳体在所述竖螺杆的底端转动。

5.如权利要求4中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述斜度调节模块包括液压缸、液压管道以及液压马达，所述液压缸上设置有活塞杆并且所述液压缸与所述活塞杆分别铰接在所述竖螺杆以及所述壳体上用以控制所述壳体与所述竖螺杆之间的倾角，所述液压马达通过所述液压管道与所述液压缸连接用以驱动所述活塞杆运动。

6.如权利要求4中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述壳体内设置有第一通道以及计量单元，所述计量单元设置在所述第一通道内用以测量水流流量。

7.如权利要求6中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述壳体内设置有容纳腔，所述容纳腔垂直于所述第一通道并且所述容纳腔的中部与所述第一通道连通，所述容纳腔内依次设置有阀芯以及弹簧，所述阀芯封堵在所述第一通道内，所述阀芯上设置有阀孔，所述弹簧的两端分别与所述阀芯以及所述容纳腔的上端部抵触连接。

8.如权利要求7中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述壳体内还开设有收缩腔、扩散腔以及稳定腔，所述收缩腔、扩散腔以及稳定腔依次连通，并且所述收缩腔与外界连通用以将水引向扩散腔，所述稳定腔与所述容纳腔的下端部连通用以通过水压将所述阀芯顶起从而使第一通道贯通。

9.如权利要求8中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述容纳腔为柱体状并且所述容纳腔的长度为L，所述阀芯为柱体状，所述阀芯与所述容纳腔的底面积相等并且所述阀芯的长度为4/7L，所述弹簧长3/7L，所述第一通道的直径为1/7L，所述阀孔开设在所述阀芯上端部的2/4处。

10.如权利要求7或9中所述的应用于水文压力等级评测***中的流量测量仪，其特征在于：所述弹簧的线径公式为其中，Nc为所述弹簧有效圈数，Dm³为所述弹簧的中径，ρ为待测量河道的河水密度，g为重力加速度，h为所述壳体在河水中的深度，S₁为所述阀芯的底面积，S₂为所述阀孔与所述第一通道连通时所述弹簧的压缩量，G为所述弹簧的刚性模数。