本发明涉及环境治理，具体而言，涉及一种河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置和方法。
背景技术：
1、河道内泥沙淤积是河床演变不可缺少的一部分，淤积是针对于某一河段，当上游输来的泥沙数量，大于本河段的挟沙能力，多余的泥沙就会沉积下来，泥砂堆积，使床面升高的现象。一般来说，淤积较易发生在河床比降小、水流小的河段。淤积是输沙不平衡的表现，季节性河流河道内泥沙含量随流量和流速发生变化，河床内不同区域泥沙淤积厚度变化情况复杂。因此，对河道内泥沙淤积和冲刷规律的研究，对于水资源利用和保护以及丰水期枯水期泥沙运移计算等方面具有重要的现实意义。现有技术中，有关于河道泥沙淤积厚度的测量方法有单点测量法、剖面测量法以及全流域测量法，单点测量法适用于规则河道，不适用于弯曲或复杂河流；剖面测量法适用于不规则河道，但耗费人力、物力且测量时间长；全流域测量法结果精确，但施工周期长且成本过高。有关河道内泥沙淤积厚度的测量设备，目前有流速管测量仪、激光测淤仪、超声波测淤仪等，但普遍存在精度低、造价高等缺点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置和方法，其能够直接测量自然河道在丰水期和枯水期接近真实状况下的河床泥沙淤积厚度变化；相较于现有河道泥沙淤积厚度的测量试验和方法，本发明的试验结果更具可靠性、真实性和时效性；同时，本发明操作难度低，试验材料简单，能有效降低试验成本。
2、本发明的实施例是这样实现的：
3、第一方面，本发明提供一种河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，包括：
4、控制器、支架和多个测量单元；所述控制器安装于所述支架上；每个所述测量单元均包括测量叶轮和转速监测模组，每个所述测量叶轮均可转动地安装于所述支架上且在预设方向上排布，每个所述转速监测模组与对应的所述测量叶轮配合，用于获取对应的测量叶轮的运行状态；每个所述转速监测模组均与所述控制器通信连接。
5、在可选的实施方式中，所述支架设置有过水通道，多个所述测量叶轮均设于所述过水通道内。
6、基于上述方案，将测量叶轮安装在过水通道中，保证水流经过测量叶轮时能够带动对应的测量叶轮运动，保证每个测量叶轮能够正常作业。并且，与由于测量叶轮位于过水通道中，被支架保护起来，不易受其他杂质影响，运行稳定可靠。
7、在可选的实施方式中，所述支架包括防护壳和固定轴，所述过水通道设于所述防护壳上，所述固定轴与所述防护壳连接且至少部分位于所述过水通道内，所述测量叶轮与所述固定轴可转动地连接。
8、基于上述方案，通过固定轴安装多个测量叶轮，多个测量叶轮的安装位置稳定可靠，且能够保证多个测量叶轮的相对位置关系更加准确，利于后续投入使用。
9、在可选的实施方式中，所述防护壳包括两块侧板和安装于所述两块侧板的同一侧的引导端头，所述引导端头和所述两块侧板配合限定出所述过水通道；所述固定轴的端部固定于所述引导端头。
10、基于上述方案，在将监测装置置于河道内时，利用引导端头插入到河床中，引导端头受到的阻力小，插入便捷，操作省时省力。
11、在可选的实施方式中，多个所述测量叶轮中靠近所述引导端头的测量叶轮的边缘与所述引导端头的顶面具有间距。
12、基于上述方案，利用引导端头插入河床中固定整个装置时，引导端头的插入深度根据最下方的测量叶轮的转动情况来定，也即，引导端头插入过程中，在未接触到河床上原有的泥沙淤积层时，所有的测量叶轮均能够在水流的带动下转动，表明支架插入深度未满足要求，随着插入深度增加，当最下方的测量叶轮接触到泥沙时，测量叶轮被阻挡无法转动，此时转速监测模组将测量叶轮停止转动的信号传输至控制器，控制器将信息反馈给操作人员，操作人员知晓插入深度已经满足要求，停止插入。由于最下方的测量叶轮与引导端头的顶面具有间距，能够保证引导端头能够完全进入到泥沙中，提高支架的稳定性，测量过程中，支架不易偏斜或被水流冲走，使用安全可靠，能实现持续长时间测量。
13、在可选的实施方式中，所述控制器同时与所述固定轴和两块侧板连接，且所述控制器位于所述侧板的远离所述引导端头的一侧。
14、基于上述方案，控制器的位置较高，在将引导端头插入到河床设定深度后，控制器不易被浸没在水中，不易被腐蚀损坏，使用寿命长。
15、在可选的实施方式中，所述测量叶轮包括转动轴和多个叶片，所述转动轴安装于所述支架上，所述多个叶片均安装于所述转动轴上且在所述转动轴的周向上间隔排布，所述多个叶片通过所述转动轴与所述支架可转动地配合；所述转速监测模组安装于所述转动轴上。
16、基于上述方案，测量叶轮的结构简单，便于安装，也便于转速监测模组的安装。
17、在可选的实施方式中，每个所述叶片设置有25-35°倾角，以使多个所述叶片能够在水流的带动下转动，以及使多个叶片在与泥沙淤积接触时停止转动。
18、基于上述方案，通过叶片角度设置，叶片的响应速度灵敏，也即叶片能够在水流的带动下转动，而当叶片的边缘接触到泥沙时，叶片又能够在泥沙的阻挡下停止转动，利于通过对应叶片的运动状态判断泥沙淤积厚度。
19、在可选的实施方式中，多个所述测量叶轮的朝向方向相同且相邻排布。
20、基于上述方案，相邻测量叶轮之间相邻排布，也即相邻测量叶轮之间的间隙调整为零，能够提高测量精度。
21、第二方面，本发明提供一种河流河道内泥沙淤积厚度变化监测方法，适用于前述实施方式中任一项所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，该监测方法包括如下步骤：
22、将支架以多个叶轮朝向水流来流方向的姿态固定在河道内，所述支架的插入深度根据多个所述测量叶轮中位于最下方的测量叶轮从转动状态切换至停止转动状态进行判断；
23、通过转速监测模组将对应的所述测量叶轮的转动情况传输至控制器来确定泥沙淤积的厚度。
24、本发明实施例的有益效果是：
25、综上所述，本实施例提供的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，使用时，将支架插入到河道中，支架插入河床中依靠河床中的泥沙实现固定。如此，整个装置在水流的作用下也不易移动，使用安全。在测量过程中，多个测量叶轮在河道的深度方向上排布，自下而上每个测量叶轮均有独立的编号，以便于控制器获取对应的测量叶轮的运动状态，从而根据对应的测量叶轮的运动状态来获取泥沙淤积的厚度。也就是说，在将支架插入河道内时，当最下方的测量叶轮接触到河道内原有的泥沙时，此时，测量叶轮被泥沙阻挡，不能够转动，转速监测模组将最下方的测量叶轮的运动状态传输至控制器，控制器将该信息反馈至操作人员，操作人员停止继续插入支架，此时，作为测量的起始位置。随着泥沙沉积，泥沙淤积的厚度增加，泥沙淤积逐渐与位于上方的测量叶轮接触，当对应位置的测量叶轮未转动时，表面泥沙已经到达该深度的测量叶轮所在位置，每个测量叶轮有独立的编号，且每个测量叶轮所在位置是确定的，与最下方的测量叶轮之间的距离也是确定的，通过获知未转动的测量叶轮的位置，能够直接获取泥沙淤积的厚度，测量结构简单，成本低。
1.一种河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，其特征在于：
10.一种河流河道内泥沙淤积厚度变化监测方法，其特征在于，适用于权利要求1-9中任一项所述的河流河道内泥沙淤积厚度变化监测装置，该监测方法包括如下步骤：
