專(zhuān)利名稱(chēng)：一種瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種洪災(zāi)預(yù)警機(jī)，尤其是涉及一種瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)。
背景技術(shù)：
暴雨引致的洪水災(zāi)害是當(dāng)今世界最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這一災(zāi)害造成的損失日趨嚴(yán)重。根據(jù)暴雨洪水特征規(guī)律和社會(huì)狀況條件，研究開(kāi)發(fā)可靠、實(shí)用、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的暴雨洪災(zāi)預(yù)警設(shè)備，對(duì)減少災(zāi)害損失具有十分重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。目前，通過(guò)降雨監(jiān)測(cè)自動(dòng)發(fā)布洪災(zāi)預(yù)警的系統(tǒng)或設(shè)備，大多是由通信和計(jì)算機(jī)信息管理中心系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、雨水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)等組成，通過(guò)構(gòu)建跨區(qū)域龐大系統(tǒng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方式存在以下主要缺點(diǎn)I)雖然現(xiàn)代地面和衛(wèi)星通信手段結(jié)合已能實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)覆蓋，但系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用和運(yùn) 行管理費(fèi)用非常昂貴，在許多受暴雨洪災(zāi)威脅的偏遠(yuǎn)和散布小區(qū)域幾乎不可能實(shí)際應(yīng)用，形成預(yù)警網(wǎng)絡(luò)覆蓋死角；2)整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，必須構(gòu)建通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)設(shè)備的安裝和使用操作復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)管理困難、運(yùn)行條件要求苛刻、要求配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)管理；3)通信和計(jì)算機(jī)信息管理中心系統(tǒng)對(duì)全系統(tǒng)能否正常運(yùn)行起著決定性作用，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障或安全問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)將全部癱瘓。自然和人為因素對(duì)系統(tǒng)的損毀破壞作用影響很大。諸多問(wèn)題使系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠穩(wěn)定運(yùn)行使用十分困難，長(zhǎng)期工作運(yùn)行可靠性較低；4)這些系統(tǒng)對(duì)洪水災(zāi)害警報(bào)發(fā)布的判斷，多采用時(shí)段降雨強(qiáng)度判別方法，即當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)1、3、6、12小時(shí)等特征時(shí)段的門(mén)限值后發(fā)布預(yù)警。預(yù)警時(shí)段門(mén)限值的確定，基本上依靠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于復(fù)雜多變的降雨和洪水產(chǎn)生情況，發(fā)布預(yù)警的及時(shí)度和準(zhǔn)確度難以把握；5)大多數(shù)系統(tǒng)為節(jié)省監(jiān)測(cè)信息傳送的通信費(fèi)用，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的降雨信息采取累積到一定量后再傳送到計(jì)算中心的方式，使系統(tǒng)難以隨時(shí)根據(jù)降雨實(shí)時(shí)變化，對(duì)洪水演進(jìn)情況作出實(shí)時(shí)判斷。因監(jiān)測(cè)、預(yù)警和信息處理分處各地距離遙遠(yuǎn)，干擾、誤碼等因素影響，信息傳送、分析、處理和防止誤報(bào)、漏報(bào)等環(huán)節(jié)過(guò)程，都將使得預(yù)警及時(shí)性降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種預(yù)警及時(shí)度和準(zhǔn)確度較高，長(zhǎng)期工作可靠性高，安裝和使用操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便的瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)，其包括翻斗雨量計(jì)，翻斗雨量計(jì)與凈雨模擬模塊連接，凈雨模擬模塊與瞬時(shí)單位線(xiàn)模擬模塊和損失模擬模塊連接，瞬時(shí)單位線(xiàn)模擬模塊與退水模擬模塊和流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊連接。進(jìn)一步，所述流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊內(nèi)設(shè)有預(yù)警提示設(shè)備和外接預(yù)警提示設(shè)備接口，預(yù)警提示設(shè)備可為警笛、聲光報(bào)警器或預(yù)警提示牌等，以利于增強(qiáng)預(yù)警警示效果。進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括能根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)警的無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信發(fā)送裝置，無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信發(fā)送裝置與流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊連接，以利于擴(kuò)大預(yù)警范圍。所述翻斗式雨量計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨量。所述凈雨模擬模塊用于模擬單位凈雨的產(chǎn)生。所述瞬時(shí)單位線(xiàn)模擬模塊用于按水文理論模型模擬流域出口處的徑流水位流量過(guò)程和瞬時(shí)值。所述損失模擬模塊用于模擬降雨損失，包括植物截留、下滲、填洼與蒸發(fā)等。當(dāng)降雨強(qiáng)度小于或等于損耗值時(shí)，瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)并不預(yù)警。所述退水模擬模塊用于模擬降水形成地表徑流后，降雨輸入速度增加退水速度也增加的過(guò)程。當(dāng)降雨輸入速度與退水速度在致災(zāi)值以下達(dá)到平衡時(shí)，預(yù)警機(jī)也不會(huì)預(yù)警。流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊用于監(jiān)測(cè)到降雨輸入速度達(dá)到或超過(guò)致災(zāi)值時(shí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警。本實(shí)用新型可采用模擬電路、數(shù)字電路、單片計(jì)算機(jī)電路或組合電路等方式實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型根據(jù)小流域降雨徑流形成原理，參照瞬時(shí)單位線(xiàn)水文理論模型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)電子模型電路，對(duì)流域內(nèi)水文演進(jìn)過(guò)程進(jìn)行全面仿真模擬。由于電子模型設(shè)計(jì)與水文模型具有十分相似的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)，并可通過(guò)調(diào)整電路參數(shù)來(lái)模擬水文模型參數(shù)變化，因此，仿真模擬結(jié)果可信度高，適應(yīng)范圍廣泛。本實(shí)用新型改變了以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建集中管理的監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警大系統(tǒng)方式，在各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的分散小區(qū)域內(nèi)，用一臺(tái)預(yù)警機(jī)獨(dú)立、自動(dòng)完成降雨監(jiān)測(cè)、洪水分析、洪災(zāi)預(yù)警等全部功能，以極少的人力、財(cái)力、物力、能耗等資源投入，即可達(dá)到可靠、科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)布洪災(zāi)警報(bào)的目的。使用本實(shí)用新型，如需在大范圍內(nèi)進(jìn)行降雨監(jiān)測(cè)和洪災(zāi)預(yù)警，只要增加瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)部署數(shù)量即可。各瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)可獨(dú)立運(yùn)行，單個(gè)故障不會(huì)影響其他監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)工作。因其設(shè)備生產(chǎn)、安裝、使用成本低廉，操作簡(jiǎn)單，備份部署方便，可使大范圍應(yīng)用可靠性獲得極大提升。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，預(yù)警判斷依據(jù)是瞬時(shí)單位線(xiàn)理論法，較現(xiàn)有的時(shí)段降雨強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)法更可靠，預(yù)警及時(shí)度、準(zhǔn)確度較高，工作可靠，安裝和操作方便，便于維護(hù)，能耗低，使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣。

圖I為次降雨徑流分割及徑流過(guò)程示意圖；圖2為本實(shí)用新型瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型一實(shí)用電子模型具體實(shí)施電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。[0028]本實(shí)用新型的技術(shù)原理如下(I)降雨、徑流時(shí)間關(guān)系圖I是次降雨徑流分割及徑流過(guò)程示意圖。從圖I可見(jiàn)，由于降雨到流域出口處(或致災(zāi)地點(diǎn))匯流需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，最大降雨量與最大徑流量的出現(xiàn)，或者致災(zāi)降雨強(qiáng)度與致災(zāi)徑流量的出現(xiàn)存在一段時(shí)間差，即圖中M值。這個(gè)時(shí)間差為通過(guò)監(jiān)測(cè)降雨強(qiáng)度達(dá)到提前進(jìn)行洪水災(zāi)害預(yù)警的目的提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。因此，只需要找到和建立降雨強(qiáng)度與致災(zāi)徑流量之間的數(shù)理關(guān)系，就可以獲得可信度較高的預(yù)警發(fā)布依據(jù)。達(dá)到及時(shí)、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)預(yù)警洪水災(zāi)害，減少災(zāi)害損失的目的。圖I中，Iy為第一次降雨過(guò)程，Iq為第一次徑流過(guò)程；II y為第二次降雨過(guò)程，II q
為第二次徑流過(guò)程；M為降雨最大值與徑流最大值之間的時(shí)間差。( 2 )降雨、徑流量值關(guān)系 根據(jù)水量平衡原理，流域降雨輸入與流域出口處的徑流量輸出之間存在以下量值關(guān)系
權(quán)利要求1.一種瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)，其特征在于，包括翻斗雨量計(jì)，翻斗雨量計(jì)與凈雨模擬模塊連接，凈雨模擬模塊與瞬時(shí)單位線(xiàn)模擬模塊和損失模擬模塊連接，瞬時(shí)單位線(xiàn)模擬模塊與退水模擬模塊和流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)，其特征在于，所述流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊內(nèi)設(shè)有預(yù)警提示設(shè)備和外接預(yù)警提示設(shè)備接口，預(yù)警提示設(shè)備為警笛、聲光報(bào)警器或預(yù)警提示牌。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)，其特征在于，還包括能根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)警的無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信發(fā)送裝置，無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信發(fā)送裝置與流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊連接。
專(zhuān)利摘要一種瞬時(shí)單位線(xiàn)電子模型洪災(zāi)預(yù)警機(jī)，其包括翻斗雨量計(jì)，翻斗雨量計(jì)與凈雨模擬模塊連接，凈雨模擬模塊與瞬時(shí)單位線(xiàn)模擬模塊和損失模擬模塊連接，瞬時(shí)單位線(xiàn)模擬模塊與退水模擬模塊和流域輸出監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，預(yù)警判斷依據(jù)是瞬時(shí)單位線(xiàn)理論方法，較現(xiàn)有的時(shí)段降雨強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)方法更可靠，預(yù)警及時(shí)度、準(zhǔn)確度較高，工作可靠，安裝和操作方便，便于維護(hù)，能耗低，使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣。
文檔編號(hào)G08B21/10GK202534110SQ20122016766
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者孫志東, 王新奎 申請(qǐng)人:孫志東, 王新奎