專利名稱：一種瞬時單位線電子模型洪災預警機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種洪災預警機，尤其是涉及一種瞬時單位線電子模型洪災預警機。
背景技術：
暴雨引致的洪水災害是當今世界最嚴重的自然災害之一，隨著社會經濟的發(fā)展，這一災害造成的損失日趨嚴重。根據暴雨洪水特征規(guī)律和社會狀況條件，研究開發(fā)可靠、實用、簡便、經濟的暴雨洪災預警設備，對減少災害損失具有十分重要的社會和經濟意義。目前，通過降雨監(jiān)測自動發(fā)布洪災預警的系統(tǒng)或設備，大多是由通信和計算機信息管理中心系統(tǒng)、計算機軟硬件系統(tǒng)、雨水情監(jiān)測系統(tǒng)、預警系統(tǒng)等組成，通過構建跨區(qū)域龐大系統(tǒng)的方式來實現。這種方式存在以下主要缺點I)雖然現代地面和衛(wèi)星通信手段結合已能實現無盲區(qū)覆蓋，但系統(tǒng)建設費用和運 行管理費用非常昂貴，在許多受暴雨洪災威脅的偏遠和散布小區(qū)域幾乎不可能實際應用，形成預警網絡覆蓋死角；2)整個系統(tǒng)構成復雜，必須構建通信系統(tǒng)、計算機軟硬件系統(tǒng)、雨量監(jiān)測系統(tǒng)和預警系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)設備的安裝和使用操作復雜、運行維護管理困難、運行條件要求苛刻、要求配備專業(yè)技術人員進行系統(tǒng)管理；3)通信和計算機信息管理中心系統(tǒng)對全系統(tǒng)能否正常運行起著決定性作用，一旦出現系統(tǒng)故障或安全問題，整個系統(tǒng)將全部癱瘓。自然和人為因素對系統(tǒng)的損毀破壞作用影響很大。諸多問題使系統(tǒng)長期可靠穩(wěn)定運行使用十分困難，長期工作運行可靠性較低；4)這些系統(tǒng)對洪水災害警報發(fā)布的判斷，多采用時段降雨強度判別方法，即當降雨強度達到或超過1、3、6、12小時等特征時段的門限值后發(fā)布預警。預警時段門限值的確定，基本上依靠經驗，對于復雜多變的降雨和洪水產生情況，發(fā)布預警的及時度和準確度難以把握；5)大多數系統(tǒng)為節(jié)省監(jiān)測信息傳送的通信費用，對實時監(jiān)測的降雨信息采取累積到一定量后再傳送到計算中心的方式，使系統(tǒng)難以隨時根據降雨實時變化，對洪水演進情況作出實時判斷。因監(jiān)測、預警和信息處理分處各地距離遙遠，干擾、誤碼等因素影響，信息傳送、分析、處理和防止誤報、漏報等環(huán)節(jié)過程，都將使得預警及時性降低。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種預警及時度和準確度較高，長期工作可靠性高，安裝和使用操作簡單，運行維護方便的瞬時單位線電子模型洪災預警機。本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是瞬時單位線電子模型洪災預警機，其包括翻斗雨量計，翻斗雨量計與凈雨模擬模塊連接，凈雨模擬模塊與瞬時單位線模擬模塊和損失模擬模塊連接，瞬時單位線模擬模塊與退水模擬模塊和流域輸出監(jiān)測預警模塊連接。進一步，所述流域輸出監(jiān)測預警模塊內設有預警提示設備和外接預警提示設備接口，預警提示設備可為警笛、聲光報警器或預警提示牌等，以利于增強預警警示效果。進一步，本實用新型還包括能根據需要實現遠程預警的無線或有線通信發(fā)送裝置，無線或有線通信發(fā)送裝置與流域輸出監(jiān)測預警模塊連接，以利于擴大預警范圍。所述翻斗式雨量計用于實時監(jiān)測降雨量。所述凈雨模擬模塊用于模擬單位凈雨的產生。所述瞬時單位線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程和瞬時值。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。當降雨強度小于或等于損耗值時，瞬時單位線電子模型洪災預警機并不預警。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程。當降雨輸入速度與退水速度在致災值以下達到平衡時，預警機也不會預警。流域輸出監(jiān)測預警模塊用于監(jiān)測到降雨輸入速度達到或超過致災值時，實現實時預警。本實用新型可采用模擬電路、數字電路、單片計算機電路或組合電路等方式實現。本實用新型根據小流域降雨徑流形成原理，參照瞬時單位線水文理論模型設計開發(fā)電子模型電路，對流域內水文演進過程進行全面仿真模擬。由于電子模型設計與水文模型具有十分相似的數學模型結構，并可通過調整電路參數來模擬水文模型參數變化，因此，仿真模擬結果可信度高，適應范圍廣泛。本實用新型改變了以計算機通信網絡構建集中管理的監(jiān)測、分析、預警大系統(tǒng)方式，在各個相對獨立的分散小區(qū)域內，用一臺預警機獨立、自動完成降雨監(jiān)測、洪水分析、洪災預警等全部功能，以極少的人力、財力、物力、能耗等資源投入，即可達到可靠、科學、及時、準確地發(fā)布洪災警報的目的。使用本實用新型，如需在大范圍內進行降雨監(jiān)測和洪災預警，只要增加瞬時單位線電子模型洪災預警機部署數量即可。各瞬時單位線電子模型洪災預警機可獨立運行，單個故障不會影響其他監(jiān)測預警機工作。因其設備生產、安裝、使用成本低廉，操作簡單，備份部署方便，可使大范圍應用可靠性獲得極大提升。本實用新型結構簡單、緊湊，預警判斷依據是瞬時單位線理論法，較現有的時段降雨強度經驗法更可靠，預警及時度、準確度較高，工作可靠，安裝和操作方便，便于維護，能耗低，使用壽命長，適用范圍廣。

圖I為次降雨徑流分割及徑流過程示意圖；圖2為本實用新型瞬時單位線電子模型洪災預警機結構框圖；圖3為本實用新型一實用電子模型具體實施電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。[0028]本實用新型的技術原理如下(I)降雨、徑流時間關系圖I是次降雨徑流分割及徑流過程示意圖。從圖I可見，由于降雨到流域出口處(或致災地點)匯流需要經過一定時間，最大降雨量與最大徑流量的出現，或者致災降雨強度與致災徑流量的出現存在一段時間差，即圖中M值。這個時間差為通過監(jiān)測降雨強度達到提前進行洪水災害預警的目的提供了理論和實踐基礎。因此，只需要找到和建立降雨強度與致災徑流量之間的數理關系，就可以獲得可信度較高的預警發(fā)布依據。達到及時、準確預報預警洪水災害，減少災害損失的目的。圖I中，Iy為第一次降雨過程，Iq為第一次徑流過程；II y為第二次降雨過程，II q
為第二次徑流過程；M為降雨最大值與徑流最大值之間的時間差。( 2 )降雨、徑流量值關系 根據水量平衡原理，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系
權利要求1.一種瞬時單位線電子模型洪災預警機，其特征在于，包括翻斗雨量計，翻斗雨量計與凈雨模擬模塊連接，凈雨模擬模塊與瞬時單位線模擬模塊和損失模擬模塊連接，瞬時單位線模擬模塊與退水模擬模塊和流域輸出監(jiān)測預警模塊連接。
2.根據權利要求I所述的瞬時單位線電子模型洪災預警機，其特征在于，所述流域輸出監(jiān)測預警模塊內設有預警提示設備和外接預警提示設備接口，預警提示設備為警笛、聲光報警器或預警提示牌。
3.根據權利要求I或2所述的瞬時單位線電子模型洪災預警機，其特征在于，還包括能根據需要實現遠程預警的無線或有線通信發(fā)送裝置，無線或有線通信發(fā)送裝置與流域輸出監(jiān)測預警模塊連接。
專利摘要一種瞬時單位線電子模型洪災預警機，其包括翻斗雨量計，翻斗雨量計與凈雨模擬模塊連接，凈雨模擬模塊與瞬時單位線模擬模塊和損失模擬模塊連接，瞬時單位線模擬模塊與退水模擬模塊和流域輸出監(jiān)測預警模塊連接。本實用新型結構簡單、緊湊，預警判斷依據是瞬時單位線理論方法，較現有的時段降雨強度經驗方法更可靠，預警及時度、準確度較高，工作可靠，安裝和操作方便，便于維護，能耗低，使用壽命長，適用范圍廣。
文檔編號G08B21/10GK202534110SQ20122016766
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權日2012年4月19日
發(fā)明者孫志東, 王新奎 申請人:孫志東, 王新奎