适用于河流生态修复的山区河床底质调查装置

技术领域

本发明涉及水生态保护与修复领域，具体涉及一种适用于河流生态修复的山区河床底质调查装置。

背景技术

随着水电开发和建设工作的不断推进，各大、中、小型河流上电站、闸、泵等数量也逐年上升，人与自然的冲突不断加剧，由此带来的河流生态问题也越来越收受到社会各界关注。近年来，恢复河流生态，为水生生物提供适宜的栖息地也备受重视。河床底质是水生动植物等生物生存、繁衍、栖息的重要环境因子，了解自然状态下的河床底质组成特征有利于分析水生动植物等对生存环境的需求，进而为人工恢复河流生态环境起到至关重要的指导意义。所以，为定性和定量分析河床底质组成，现急需一种方便快捷的调查装置。

在野外条件下，尤其是山区河流，河床底质组成以沙、砾石、卵石、漂石等为主，其中，卵石和漂石所占比重大，这使得现场河床底质组成的定量调研工作十分困难。《河流推移质泥沙及床沙测验规程》(SL43—92)中提到可使用床沙采样器，如挖斗式、犁式、沉筒式等对卵石河床进行采样后现场筛分，鉴于山区河流河岸坡度陡峭、河床表面起伏大、卵石漂石粒径较大、河床表层以下难以开挖、难以携带床沙筛分和称重工具、前期调研阶段机械化操作可行性低等现场操作难点，使得规程中提及的采样方法难以实现；同时，规程中提到可使用照相法进行河床底质调查，但其中提及的照相法较为粗略，只简单说明了拍摄方法和要求，并未提供相应的摄像装置以及如何使其固定在难以操作的山区河床表面等资料；再者，规程中提到如果使用摄影法进行河床底质调查，需提供参照物，但现场操作中难以实现对底质逐个进行尺寸测量。故急需发明一种新的可携带、易于操作、便于辨识影像资料的河床底质组成调查装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供适用于河流生态修复的山区河床底质调查装置。集易携带、易稳固、提供图像参照为一体，具有便于安装、操作简便、易于固定、利于后期分析等的特点，可实现河床底质的快速摄影及后期的参照分析，从而为河流生态修复是科研和工程项目等提供真实可靠的影像资料，并缩减后期数据分析工作量。

本发明的技术方案为：一种适用于河流生态修复的山区河床底质调查装置，包括用于放置镜头向下的摄影仪器的调节式摄影仪放置平台、伸缩式支架、伸缩式刻度尺、多角度旋转器、深入河床式固定支架：四个伸缩式支架的顶部分别通过各自的多角度旋转器与调节式摄影仪放置平台的底部连接；伸缩式刻度尺连接相邻两侧的伸缩式支架；深入河床式固定支架与伸缩式支架的底部连接。

基于上述技术特征：调节式摄影仪放置平台包上方的伸缩平台、下方的连接平台、调平旋钮、调平气泡；连接平台中间设有摄影口；伸缩平台为侧壁内嵌弹簧的开口框，弹簧的左右两伸缩端分别与侧壁的竖向截面连接；伸缩平台的底面四个角下安装有调平旋钮；调平旋钮的下方与连接平台活动连接，连接平台的四角处设置滑动槽，调平旋钮的底部置于滑动槽内，滑动槽的设置方向为连接平台的对角线方向；调平气泡设置在伸缩平台的上部四角处，且位于调平旋钮的正上方，两者中心线重合。

基于上述技术特征：多角度旋转器包括水平旋转扭筒、下部带有水平轴的连接框和竖直旋转套筒；连接框的顶部与水平旋转扭筒的底部固定，竖直旋转套筒套接于水平轴。

基于上述技术特征：移动式套管套在伸缩式支架上并能沿伸缩式支架滑动；若干按压式卡扣设置在伸缩式支架的不同高度，限定移动式套管的位置；移动式套管包括移动套管和刻度尺接口。

基于上述技术特征：伸缩式支架包括支架伸缩接口和支架；若干支架伸缩接口布置在支架的不要高度。

基于上述技术特征：伸缩式刻度尺形状为长方体，长方体的四面都标记长度刻度。

基于上述技术特征：伸缩式刻度尺以中间点为零点，刻度尺读数向左右依次增加。

基于上述技术特征：伸缩式刻度尺由刻度尺伸缩接口连接两侧的拼接式刻度尺构成。

基于上述技术特征：深入河床式固定支架为倒置的锥形体。

本发明提供一种以河流生态保护和修复为目标并适用于山区河床底质调查的装置，调节式摄影仪放置平台主要用于放置河床底质图像采集仪器，如摄影仪器等；伸缩式支架用于河床底质调查面积确定和装置的固定；伸缩式刻度尺作为河床底质调查面积测量工具，同时作为河床底质调查图像中的参照物；多角度旋转器可根据使用者需求使摄影仪器在水平和竖直方向上自由转动；深入河床式固定支架可使该河床底质调查装置在各种河道坡面上保持稳定状态。本河床底质调查装置不仅操作简洁，而且应用范围广，尤其适用于以水生动植物等保护为目标的河流生态保护和修复中的河床底质组成研究和工程项目应用；同时，该装置灵活性强，对山区科研和工程调研而言，便于拆卸和携带。

附图说明

图1为本山区河床底质调查装置的整体结构图。

图2为伸缩平台三维示意图。

图3为伸缩平台三维透视图。

图4为连接平台三维透视图。

图5为伸缩式支架示意图。

图6为移动式套管示意图。

图7为伸缩式刻度尺示意图。

图8为多角度旋转器示意图。

元件标号说明：

调节式摄影仪放置平台1；调平气泡2；伸缩平台3；调平旋钮4；连接平台5；多角度旋转器6；伸缩式支架7；移动式套管8；按压式卡扣9；伸缩式刻度尺10；深入河床式固定支架11；侧壁13；刻度尺伸缩接口14；拼接式刻度尺15；支架16；支架伸缩接口17；移动套管18；刻度尺接口19；水平旋转扭筒20；连接框21；竖直旋转套筒22；十字中心点24；弹簧25；滑动槽26。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明装置包括调节式摄影仪放置平台1、伸缩式支架7、伸缩式刻度尺10、多角度旋转器6、深入河床式固定支架11：四个伸缩式支架7的顶部分别通过各自的多角度旋转器6与调节式摄影仪放置平台1的底部连接，即每个伸缩式支架7各配有一个多角度旋转器6与调节式摄影仪放置平台1的底部连接；伸缩式刻度尺10连接相邻两侧的伸缩式支架7；深入河床式固定支架11与伸缩式支架7的底部连接。深入河床式固定支架11为倒置的锥形体，可插入河床，将整体装置固定于河床表面、保持稳定。

如图1、图2和图3所示，调节式摄影仪放置平台1主要用于放置摄影仪器，如相机、平板电脑、手机等。调节式摄影仪放置平台1包伸缩平台3、连接平台5、调平旋钮4、调平气泡2；连接平台5中间设有摄影口，伸缩平台3为侧壁内嵌弹簧25的开口框，弹簧25的变形方向为横向，且弹簧25的两端分别与侧壁13的竖向截面连接。摄影仪器放置在伸缩平台3内，镜头向下。伸缩平台可根据不同摄影仪器的大小在长宽方向上调节尺寸，以便卡住不同尺寸摄影仪器。

伸缩平台3的底面四个角下安装有调平旋钮4；调平旋钮4的下方与连接平台5活动连接。如图4所示，连接平台5的四角处设置滑动槽26，调平旋钮4的底部置于滑动槽26内，滑动槽26的设置方向为连接平台5的对角线方向；调平气泡2设置在伸缩平台3的上部四角处，且位于调平旋钮4的正上方，两者中心线重合。通过调节四个调平旋钮4，可实现上方对应调平气泡2位置的水平。摄影仪器放置需保持水平，其是否保持水平由水平气泡2的位置判断，当平台四角水平气泡2中的气泡都位于顶部中心，则说明摄影仪放置水平。滑动槽26的作用：根据摄影仪器的尺寸大小，可对上方放置摄影的伸缩平台3长和宽进行调整，伸缩平台3四个角下方的调平旋钮4通过滑动槽26与连接平台5活动连接，并将调平旋钮4控制在滑动槽26设置的槽内移动，即长和宽两个方向都可有变形位移，通过调平旋钮4在滑动槽26内部的移动，实现对上方的伸缩平台3尺寸的调整。

如图5所示，伸缩式支架7将本装置固定于河床上、承接上部结构重量、连接伸缩式刻度尺10，主要包括支架伸缩接口17、支架16；若干支架伸缩接口17布置在支架16的不同高度。支架16主要起承重作用，承接调节式摄影仪放置平台、摄影仪器等装置重量。伸缩式支架7的操作方法是通过支架伸缩接口17连接并伸缩支架16，支架伸缩接口17主要通过旋钮伸长或收缩支架16。

伸缩式支架7的不同高度还设有按压式卡扣9；用于固定移动式套管8。

如图6所示，移动式套管8套在伸缩式支架7上，可上下自由滑动，若要使其固定在伸缩式支架7的某一位置，需使用按压式卡扣9，移动式套管8包括移动套管18和刻度尺接口19。刻度尺接口19用于连接伸缩式刻度尺10。按压式卡扣9的设置高度可根据调查面积为0.5m×0.5m、1m×1m、1.5m×1.5m、2m×2m应各设置一组。调查面积是四个方向的伸缩式刻度尺10所围成的面积。如图1所示，同一平面一组为4个按压式卡扣9，每条伸缩式支架7上在此同一高度上各一个按压式卡扣9。

如图7所示，伸缩式刻度尺10主要为确定摄影面积、尺寸测量、作为摄影图像中的参照，主要包括拼接式刻度尺15、刻度尺伸缩接口14。伸缩式刻度尺10可伸长或收缩，根据操作者对河床底质的摄影面积自行调节；刻度尺伸缩接口14功能为连接拼接式刻度尺15的不同尺段。通过刻度尺伸缩接口14，可以拉伸或收缩左右两段拼接式刻度尺15，具体长度应根据使用者对河床底质调查面积的需求确定。同时，上方的摄影仪器的拍摄中心宜与伸缩式刻度尺10所围成调查面积的十字中心点24位于同一竖向轴线上。

伸缩式刻度尺10形状可为长方体，长方体的四面都标记长度刻度。

伸缩式刻度尺10宜以中间点为零点，刻度尺读数向左右依次增加。

如图1和图8所示，伸缩式支架7的顶部通过多角度旋转器6与调节式摄影仪放置平台1的底部连接；多角度旋转器6包括水平旋转扭筒20、下部带有水平轴的连接框21和竖直旋转套筒22；连接框21的顶部与水平旋转扭筒20的底部固定，竖直旋转套筒22套接于水平轴。水平旋转扭筒20用于调节水平360°范围的角度；竖直旋转套筒22用于调节垂直方向角度；连接框21用于连接水平旋转扭筒20和竖直旋转套筒22，最终实现多角度调节目的。

多角度旋转器6操作方法是左右扭动水平旋转扭筒20可对四条伸缩式支架7进行水平360°方向的调节，上下旋转竖直旋转套筒22可对四条伸缩式支架7进行竖直方向的角度调节。

本发明的具体操作如下：

如图1所示，本发明使用时，在确定河床底质调查点位后：首先，将本装置展开，通过深入河床式固定支架11将本装置固定在河床表面并通过调节调平旋钮4使调节式摄影仪放置平台3保持水平；然后，根据使用者对河床底质调查面积的需求，建议将调查面积设置为1m×1m，具体应按照《河流推移质泥沙及床沙测验规程》(SL43—92)中照相法要求实施，调节伸缩式支架7的长度和拼接式刻度尺15，并通过按压式卡扣9固定伸缩式刻度尺10在调节伸缩式支架7的位置；再者，在调节式摄影仪放置平台1上放置摄影仪器，将摄影仪镜头向下中心对准伸缩式刻度尺10所围成调查面积的十字中心点24；最后，使用者可对选中调查面积内的河床底质进行摄影记录，最终得到的图像中将带有刻度参照。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。