本發(fā)明涉及水庫(kù)水溫信息獲取領(lǐng)域，尤其是一種水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

水庫(kù)建成后，庫(kù)區(qū)內(nèi)流速減小，水深增加，水體面積增大，將引起熱量分布的改變，從而進(jìn)一步影響庫(kù)區(qū)內(nèi)水質(zhì)和水庫(kù)周邊及下游水環(huán)境。水庫(kù)水體在水文、氣象、地形、地理位置、出水口位置、調(diào)度運(yùn)行方式等多重因素的共同影響下，形成不同的水溫結(jié)構(gòu)。水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)可分為分層型和混合型兩類。分層型水庫(kù)隨季節(jié)變化，上下層水溫發(fā)生不同的變化；而混合型水庫(kù)全年水庫(kù)上下層水溫沒(méi)有明顯區(qū)別，基本保持天然河流狀態(tài)。分層型水庫(kù)對(duì)水體會(huì)造成多方面的影響，例如上層溫水層受水生植物光合作用影響保持著較高的溶解氧含量，而下層冷水層的溶解氧含量較低，易形成厭氧微生物層，從而使得水體中各類離子含量和ph值產(chǎn)生分層現(xiàn)象；對(duì)于集水面積較大的水庫(kù)，表層水溫的變化還會(huì)引起蒸發(fā)和水面長(zhǎng)波輻射等的較大變化，影響局地氣候；在水庫(kù)水溫較高時(shí)，水庫(kù)放水又可能使下游水體生化需氧量增加，使水質(zhì)變差，而低溫水的下泄會(huì)對(duì)下游魚類、農(nóng)作物產(chǎn)生“冷害”影響；此外，水溫分層還會(huì)影響水庫(kù)大壩(特別是混凝土壩)的應(yīng)力分布。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)控水庫(kù)不同位置、不同深度的水溫能為水庫(kù)日常管理、運(yùn)行調(diào)度等工作提供可靠的依據(jù)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

歐美國(guó)家早在20世紀(jì)20年代就開(kāi)始了水庫(kù)水溫的監(jiān)測(cè)工作，而我國(guó)起步較晚，1960年后才逐步開(kāi)展。大部分工作以人工測(cè)量為主，即根據(jù)實(shí)際需求使用人力對(duì)水庫(kù)不同區(qū)域、不同深度的水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。由于水庫(kù)面積大，人工測(cè)量耗時(shí)多，而且人工記錄容易發(fā)生誤差，水溫監(jiān)測(cè)的效率一般不高。隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、通信等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)也在我國(guó)起步。目前，國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)建成東江、二灘、新安江、富春江等多個(gè)水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為研究水庫(kù)水溫分層特性及下泄水體沿程水溫變化規(guī)律等提供了基本資料，為水電工程建成后環(huán)境影響評(píng)價(jià)和水庫(kù)合理分層取水研究工作奠定了基礎(chǔ)。水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般布置在水庫(kù)壩上和壩下。

壩上站遙測(cè)設(shè)備整體固定于水體表面，為監(jiān)測(cè)整個(gè)斷面水溫分布情況，一般根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)自身環(huán)境特性和監(jiān)測(cè)要求分層布置探頭。這種類型的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于只能對(duì)水庫(kù)內(nèi)某一確定的地理位置處的水溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

壩下站遙測(cè)設(shè)備安裝于岸上，移動(dòng)船體上固定設(shè)有監(jiān)測(cè)探頭，監(jiān)測(cè)探頭的另一端深入水體中，壩下遙測(cè)站一般根據(jù)各水庫(kù)情況沿程選擇2-4個(gè)出庫(kù)完全混合斷面布置。此種類型的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)λ畮?kù)內(nèi)不同地理位置的水溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但由于監(jiān)測(cè)探頭是固定在移動(dòng)船體上，無(wú)法對(duì)探頭深入的水位高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

并且，通過(guò)上述的這些監(jiān)測(cè)設(shè)備，在需要對(duì)水庫(kù)內(nèi)的各個(gè)地理位置處、各個(gè)水位高度位置對(duì)應(yīng)的水溫信息，都需要進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，需要耗費(fèi)大量的測(cè)量時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，用以對(duì)水庫(kù)內(nèi)的不同地理位置處、部分水位高度位置對(duì)應(yīng)的水溫進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)傳輸，并根據(jù)自動(dòng)測(cè)量的部分?jǐn)?shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)內(nèi)的同一地理位置處、各個(gè)水位高度位置對(duì)應(yīng)的垂向水溫信息的獲取。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

控制器；

無(wú)人駕駛船舶，所述無(wú)人駕駛船舶與所述控制器通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行通信；

用于獲取在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與預(yù)設(shè)水位高度位置對(duì)應(yīng)的水溫信息的水溫信息監(jiān)測(cè)裝置，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置與所述無(wú)人駕駛船舶通過(guò)無(wú)線方式通信，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)一垂向升降裝置與所述無(wú)人駕駛船舶連接，其中，

所述控制器用于控制所述無(wú)人駕駛船舶進(jìn)行移動(dòng)，以及接收所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置發(fā)送的在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與多個(gè)不同預(yù)設(shè)水位高度對(duì)應(yīng)的水溫信息，并根據(jù)接收到的水溫信息，確定出在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的第二水溫。

優(yōu)選地，所述無(wú)人駕駛船舶包括：

船舶本體；

固定于所述船舶本體上、用于與所述控制器無(wú)線通信的電子通訊裝置；

固定于所述船舶本體上、與所述電子通訊裝置連接的單片機(jī)和定位器，所述單片機(jī)與所述垂向升降裝置連接；

與所述船舶本體連接的動(dòng)力推進(jìn)裝置，且所述動(dòng)力推進(jìn)裝置與所述單片機(jī)連接；其中，所述單片機(jī)用于根據(jù)所述控制器發(fā)送的控制指令對(duì)所述動(dòng)力推進(jìn)裝置和所述垂向升降裝置進(jìn)行控制。

優(yōu)選地，所述動(dòng)力推進(jìn)裝置包括：

與所述船舶本體連接、用于驅(qū)動(dòng)所述船舶本體進(jìn)行轉(zhuǎn)向的推進(jìn)器控制軸；

與所述推進(jìn)器控制軸連接、用于驅(qū)動(dòng)所述船舶本體進(jìn)行移動(dòng)的推進(jìn)器，且所述推進(jìn)器控制軸和所述推進(jìn)器均與所述單片機(jī)連接。

優(yōu)選地，所述無(wú)人駕駛船舶還包括：

固定于所述船舶本體上的第一供電器，所述第一供電器分別與所述電子通訊裝置、所述定位器、所述單片機(jī)、所述推進(jìn)器控制軸和所述推進(jìn)器連接。

優(yōu)選地，所述垂向升降裝置為定滑輪裝置，所述定滑輪裝置固定于所述船舶本體上，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)纜繩與所述定滑輪裝置連接。

優(yōu)選地，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置包括：

處理器，所述處理器與所述電子通訊裝置無(wú)線通信；

與所述處理器連接的水溫監(jiān)測(cè)器和水位監(jiān)測(cè)器；其中，

所述處理器用于將所述水溫監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)到的水溫信息、所述水位監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)到的水位信息以及所述定位器監(jiān)測(cè)到的地理位置信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后的水溫信息、水位信息和地理位置信息發(fā)送至所述電子通訊裝置。

優(yōu)選地，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置還包括：

存儲(chǔ)器，與所述處理器連接，用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)所述處理器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后的水溫信息、水位信息和定位信息。

優(yōu)選地，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置還包括：

第二供電器，所述第二供電器分別與所述水溫監(jiān)測(cè)器、所述水位監(jiān)測(cè)器、所述處理器和所述存儲(chǔ)器連接。

優(yōu)選地，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置還包括：

內(nèi)部設(shè)有容置空間的筒體，所述處理器、存儲(chǔ)器和所述第二供電器均設(shè)置于所述筒體內(nèi)，所述水溫監(jiān)測(cè)器和所述水位監(jiān)測(cè)器設(shè)置于所述筒體外；

與所述筒體連接的鉛錘。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)方法，應(yīng)用于上述的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

獲取水溫信息監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到的待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與多個(gè)不同預(yù)設(shè)水位高度分別對(duì)應(yīng)的水溫信息；

根據(jù)獲取到的水溫信息，確定在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的溫躍層中心點(diǎn)所處的水位高度范圍；

根據(jù)確定的水位高度范圍，通過(guò)近似解法和均方誤差最小值法確定待監(jiān)測(cè)水庫(kù)的溫躍層中心點(diǎn)的中心水位高度及其對(duì)應(yīng)的第一水溫，以及在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的第一溫差強(qiáng)度參數(shù)和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)；

根據(jù)所述中心水位高度、所述第一水溫、所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)和所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)，獲得在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的第二水溫。

優(yōu)選地，對(duì)所述中心水位高度、所述第一水溫、所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)和所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)通過(guò)以下步驟獲得：

確定所獲取的預(yù)設(shè)水位高度的總個(gè)數(shù)；

在所述水位高度范圍內(nèi)任意選取一個(gè)初始中心水位高度；

在第一溫差強(qiáng)度參數(shù)的取值范圍內(nèi)任意選取一個(gè)第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)；

在多個(gè)不同預(yù)設(shè)水位高度中任意選取一個(gè)第一預(yù)設(shè)水位高度，并確定與所述第第一預(yù)設(shè)水位高度對(duì)應(yīng)的第三水溫；

將一個(gè)所述初始中心水位高度、一個(gè)所述第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)、一個(gè)所述第一預(yù)設(shè)水位高度和一個(gè)所述第三水溫記為一組輸入數(shù)據(jù)，獲得與所述初始中心水位高度對(duì)應(yīng)的第四水溫，和在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)；

根據(jù)確定的初始中心水位高度、第四水溫、第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)、第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)和所獲取的預(yù)設(shè)水位高度位置的總個(gè)數(shù)，獲得與所述第一預(yù)設(shè)水位高度對(duì)應(yīng)的測(cè)量溫度；

根據(jù)所述第三水溫、所述測(cè)量溫度和所獲取的預(yù)設(shè)水位高度的總個(gè)數(shù)，獲得均方誤差公式的最小值；

根據(jù)獲得的均方誤差公式的最小值，確定所述中心水位高度、所述第一水溫、所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)和所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)。

優(yōu)選地，通過(guò)公式：

獲得第四水溫tc，和在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)a；其中，hc為所述初始中心水位高度，ti為所述第三水溫，zi為所述第一預(yù)設(shè)水位高度，n為所獲取的預(yù)設(shè)水位高度的總個(gè)數(shù)，b為所述第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)；sgn(hc-zi)為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)hc>zi時(shí)，取值為1；當(dāng)hc<zi時(shí)，取值為-1；當(dāng)hc＝zi時(shí)，取值為0。

優(yōu)選地，通過(guò)公式：

獲得測(cè)量溫度t′i；其中，hc為初始中心水位高度，tc為第四水溫，b為第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)，zi為第一預(yù)設(shè)水位高度,a為第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)；sgn(hc-zi)為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)hc>zi時(shí)，取值為1；當(dāng)hc<zi時(shí)，取值為-1；當(dāng)hc＝zi時(shí)，取值為0。

優(yōu)選地，通過(guò)公式：

獲得在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的第二水溫t″i，其中，h′c為所述中心水位高度，中,t′c為所述第一水溫，z′i為待監(jiān)測(cè)水位高度，a′為所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)，b′為所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)，sgn(hc-zi)為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)h′c>z′i時(shí)，取值為1，當(dāng)h′c<z′i時(shí)，取值為-1，當(dāng)h′c＝z′i時(shí)，取值為0。

優(yōu)選地，所述水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)方法還包括：

獲得待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的實(shí)際水溫；

根據(jù)所述第二水溫和所述實(shí)際水溫的差值，判斷獲得的第二水溫值能否作為待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的最終水溫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，至少具有以下有益效果：

無(wú)人駕駛船舶根據(jù)控制器發(fā)送的指令能夠自動(dòng)移動(dòng)到監(jiān)測(cè)人員要求的地理位置處去，并通過(guò)對(duì)垂向升降裝置的升降控制可以實(shí)現(xiàn)控制水溫信息監(jiān)測(cè)裝置移動(dòng)至要求的預(yù)設(shè)水位高度位置處，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)設(shè)地理位置處和預(yù)設(shè)水位高度位置處對(duì)應(yīng)的水溫信息的獲取。水溫信息監(jiān)測(cè)裝置在采集到需要的水溫信息后，能夠通過(guò)無(wú)人駕駛船舶無(wú)線通信發(fā)送給控制器，通過(guò)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸，避免了人工記錄時(shí)出現(xiàn)的不精確問(wèn)題?？刂破髂軌蚋鶕?jù)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到的待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與多個(gè)預(yù)設(shè)水位高度位置對(duì)應(yīng)的水溫信息，分析出待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處，各個(gè)水位高度位置對(duì)應(yīng)的水溫信息。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例所述的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例所述的無(wú)人駕駛船舶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例所述的水溫信息監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例所述的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。在下面的描述中，提供諸如具體的配置和組件的特定細(xì)節(jié)僅僅是為了幫助全面理解本發(fā)明的實(shí)施例。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，可以對(duì)這里描述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。另外，為了清楚和簡(jiǎn)潔，省略了對(duì)已知功能和構(gòu)造的描述。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供了一種水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

控制器1；

無(wú)人駕駛船舶2，所述無(wú)人駕駛船舶2與所述控制器1通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行通信；

用于獲取在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與預(yù)設(shè)水位高度位置對(duì)應(yīng)的水溫信息的水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3與所述無(wú)人駕駛船舶2通過(guò)無(wú)線方式通信，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3通過(guò)一垂向升降裝置4與所述無(wú)人駕駛船舶2連接，其中，

所述控制器1用于控制所述無(wú)人駕駛船舶2進(jìn)行移動(dòng)，以及接收所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3發(fā)送的在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與多個(gè)不同預(yù)設(shè)水位高度對(duì)應(yīng)的水溫信息，并根據(jù)接收到的水溫信息，確定出在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的第二水溫。

具體地，無(wú)人駕駛船舶2與控制器1之間采用gprs網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中的垂向升降裝置4為定滑輪裝置，該定滑輪裝置包括：定滑輪、與該定滑輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或者停止轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3的升降控制。定滑輪固定于無(wú)人駕駛船舶2上，水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3通過(guò)一纜繩與該定滑輪可滑動(dòng)連接，纜繩的一端與水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3固定連接，另一端則纏繞于該定滑輪上。在定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得纏繞在定滑輪上的纜繩的長(zhǎng)度隨之伸長(zhǎng)或者縮短，實(shí)現(xiàn)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3的升降。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，控制水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3移動(dòng)至預(yù)設(shè)水位高度是通過(guò)對(duì)控制定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。預(yù)先計(jì)算出，定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，纜繩上升或者下移的距離是多少，也即，水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3移動(dòng)的第一距離的數(shù)值可以確定。通過(guò)該預(yù)設(shè)水位高度與第一距離的比值，便可獲得控制水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3移動(dòng)到預(yù)設(shè)水位高度時(shí)，定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。

在不需要監(jiān)測(cè)水溫信息時(shí)，本發(fā)明第一實(shí)施例中的水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3，其是貼合于無(wú)人駕駛船舶2的船體設(shè)置的。這種方式，可以保證無(wú)人駕駛船舶2在移動(dòng)過(guò)程中，水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3受到的水流沖擊力較小，提高水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3的使用壽命。

控制器1通過(guò)gprs網(wǎng)絡(luò)向無(wú)人駕駛船舶2發(fā)送移動(dòng)至預(yù)設(shè)地理位置處的控制指令，在無(wú)人駕駛船舶2移動(dòng)至預(yù)設(shè)地理位置后，控制器1再次通過(guò)gprs網(wǎng)絡(luò)控制水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3下移至預(yù)設(shè)水位高度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置和預(yù)設(shè)水位高度位置處對(duì)應(yīng)的水溫信息的監(jiān)測(cè)。在水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3獲取到該信息后，水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3通過(guò)無(wú)人駕駛船舶2再次通過(guò)gprs網(wǎng)絡(luò)將獲取到的信息無(wú)線傳輸給控制器1。整個(gè)控制和數(shù)據(jù)采集的過(guò)程，無(wú)需人工到場(chǎng)操作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。并且，采用這種方式測(cè)得的數(shù)據(jù)的精確度較高。

水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3根據(jù)控制器1的控制指令，依次下移到不同預(yù)設(shè)水位高度位置，并將監(jiān)測(cè)到的與每一預(yù)設(shè)水位高度位置對(duì)應(yīng)的水溫信息發(fā)送給控制器1?？刂破?在接收到該多個(gè)水溫信息后，通過(guò)內(nèi)部進(jìn)行分析計(jì)算，進(jìn)而確定出在預(yù)設(shè)地理位置處、不同水位高度位置處對(duì)應(yīng)的水溫信息。

具體地，控制器1對(duì)獲取到的信息進(jìn)行分析計(jì)算的步驟，在下述的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)闡述，在此，不進(jìn)行介紹。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述無(wú)人駕駛船舶2包括：

船舶本體11；

固定于所述船舶本體11上、用于與所述控制器1無(wú)線通信的電子通訊裝置12；

固定于所述船舶本體11上、與所述電子通訊裝置12連接的單片機(jī)13和定位器14，所述單片機(jī)13與所述垂向升降裝置4連接；

與所述船舶本體11連接的動(dòng)力推進(jìn)裝置，且所述動(dòng)力推進(jìn)裝置與所述單片機(jī)13連接；其中，所述單片機(jī)13用于根據(jù)所述控制器1發(fā)送的控制指令對(duì)所述動(dòng)力推進(jìn)裝置和所述垂向升降裝置4進(jìn)行控制。

在本發(fā)明實(shí)施例中，電子通訊裝置12作為傳遞信號(hào)的中間部件，其可以傳輸控制器1的控制指令至單片機(jī)13，同時(shí)也可以將水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3監(jiān)測(cè)到的信息傳輸給控制器1。

無(wú)人駕駛船舶2通過(guò)電子通訊裝置12實(shí)現(xiàn)與控制器1之間的無(wú)線通信，該電子通訊裝置12在接收到控制器1的包含有控制無(wú)人駕駛船舶2移動(dòng)至預(yù)設(shè)地理位置處的第一指令后，將其轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)13，單片機(jī)13根據(jù)該第一指令控制動(dòng)力推進(jìn)裝置移動(dòng)。

定位器14為gps衛(wèi)星定位器，定位器14實(shí)時(shí)地將其監(jiān)測(cè)到的位置信號(hào)通過(guò)該電子通訊裝置12發(fā)送給控制器1，操作人員根據(jù)定位器14反饋的位置信號(hào)可以確認(rèn)該無(wú)人駕駛船舶2是否移動(dòng)到預(yù)設(shè)地理位置處。

當(dāng)操作人員根據(jù)定位器14反饋的位置信號(hào)確認(rèn)出無(wú)人駕駛船舶2已經(jīng)移動(dòng)到預(yù)設(shè)地理位置處后，再次發(fā)送包含有控制水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3下移至預(yù)設(shè)水位高度位置處的第二指令，單片機(jī)13根據(jù)該第二指令控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而實(shí)現(xiàn)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3的下移。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，所述動(dòng)力推進(jìn)裝置包括：

與所述船舶本體11連接、用于驅(qū)動(dòng)所述船舶本體11進(jìn)行轉(zhuǎn)向的推進(jìn)器控制軸151；

與所述推進(jìn)器控制軸151連接、用于驅(qū)動(dòng)所述船舶本體11進(jìn)行移動(dòng)的推進(jìn)器152，且所述推進(jìn)器控制軸151和所述推進(jìn)器152均與所述單片機(jī)13連接。

控制器1對(duì)預(yù)設(shè)地理位置包含的經(jīng)緯度信息和定位器14發(fā)送的位置信號(hào)中包含的無(wú)人駕駛船舶2的實(shí)時(shí)地理位置包含的經(jīng)緯度信息進(jìn)行比對(duì)分析，確定是否需要船舶本體11進(jìn)行轉(zhuǎn)向或移動(dòng)，繼而向電子通訊裝置12發(fā)出對(duì)應(yīng)地的控制指令。

此處，該推進(jìn)器控制軸151和推進(jìn)器152可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的潛水艇的水下推進(jìn)器控制軸和推進(jìn)器152的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，所述無(wú)人駕駛船舶2還包括：

固定于所述船舶本體11上的第一供電器16，所述第一供電器16分別與所述電子通訊裝置12、所述定位器14、所述單片機(jī)13、所述推進(jìn)器控制軸151和所述推進(jìn)器152連接。

第一供電器16還與上述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，第一供電器16用于向上述的部件提供電源，該供電器優(yōu)選采用太陽(yáng)能電池進(jìn)行供電，同時(shí)還可以配備多塊鋰電池進(jìn)行供電。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3包括：

處理器22，所述處理器22與所述電子通訊裝置12無(wú)線通信；

與所述處理器22連接的水溫監(jiān)測(cè)器23和水位監(jiān)測(cè)器24；其中，

所述處理器22用于將所述水溫監(jiān)測(cè)器23監(jiān)測(cè)到的水溫信息、所述水位監(jiān)測(cè)器24監(jiān)測(cè)到的水位信息以及所述定位器14監(jiān)測(cè)到的地理位置信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后的水溫信息、水位信息和地理位置信息發(fā)送至所述電子通訊裝置12。

上述的水溫監(jiān)測(cè)器23和水位監(jiān)測(cè)器24均為傳感器。

通常來(lái)說(shuō)，通過(guò)控制器1控制定滑輪裝置實(shí)現(xiàn)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3下移的水位高度和預(yù)設(shè)水位高度之間會(huì)存在一定誤差。此處，水位監(jiān)測(cè)器24的設(shè)置，是為了精確地確定出水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3所處的實(shí)際水位，使得監(jiān)測(cè)到的信息更加精確。

定位器14通過(guò)電子通訊裝置12將其當(dāng)前定位到的地理位置信息無(wú)線發(fā)送給處理器22，處理器22可以通過(guò)zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與電子通訊裝置12實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。處理器22對(duì)每一地理位置、每一水位高度對(duì)應(yīng)的水溫信息依次通過(guò)電子通訊裝置12發(fā)送至控制器1，可以實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳輸。

優(yōu)選地，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3還包括：

存儲(chǔ)器25，與所述處理器22連接，用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)所述處理器22進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后的水溫信息、水位信息和定位信息。

存儲(chǔ)器25起到一個(gè)備用存儲(chǔ)的功能。通常情況下，水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3監(jiān)測(cè)到的信息是實(shí)時(shí)傳輸給控制器1進(jìn)行存儲(chǔ)的。在出現(xiàn)意外情況時(shí)，例如，控制器1故障導(dǎo)致其自身存儲(chǔ)的信息丟失，此時(shí)，可以從存儲(chǔ)器25中提取到歷史的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3還包括：

第二供電器26，所述第二供電器26分別與所述水溫監(jiān)測(cè)器23、所述水位監(jiān)測(cè)器24、所述處理器22和所述存儲(chǔ)器25連接。

第二供電器26用于向水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3內(nèi)的多個(gè)部件提供電源，保證部件的正常工作。進(jìn)一步地，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，所述水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3還包括：

內(nèi)部設(shè)有容置空間的筒體21，所述處理器22、存儲(chǔ)器25和所述第二供電器26均設(shè)置于所述筒體21內(nèi)，所述水溫監(jiān)測(cè)器23和所述水位監(jiān)測(cè)器24設(shè)置于所述筒體21外；

與所述筒體21連接的鉛錘27。

由于水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3在工作時(shí)，其受到的水流沖擊力較大，為了使得其在工作時(shí)，能夠精確地監(jiān)測(cè)到在預(yù)設(shè)水位高度位置處的水溫信息，通過(guò)設(shè)置重量較大的鉛錘27來(lái)保證水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3與無(wú)人駕駛船舶2在同一垂直線上。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，在船舶本體11的底端設(shè)置有一容置腔體，在不需要水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3進(jìn)行工作時(shí)，該水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3位于該容置腔體內(nèi)。進(jìn)而，在無(wú)人駕駛船舶2移動(dòng)時(shí)，通過(guò)船舶本體11來(lái)阻擋住水流的沖擊力，避免水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3因較大水流沖擊力而毀損無(wú)法正常工作。

本發(fā)明第一實(shí)施例中，操作人員可以在管理系統(tǒng)中導(dǎo)入水庫(kù)的庫(kù)區(qū)、大壩及下游河道的gis圖、水下地形圖等信息資料，并通過(guò)系統(tǒng)可視化界面查看無(wú)人駕駛船舶2所處位置以及水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3的深度。

本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)水庫(kù)庫(kù)區(qū)內(nèi)的不同地理位置、不同水位深度的水體溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳輸，采用以太陽(yáng)能為主、蓄電池為輔的雙能源供電系統(tǒng)，通過(guò)控制器1可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3的位置和深度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，操作人員可以通過(guò)控制器1對(duì)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3所獲得的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢，方便水庫(kù)管理部門及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握水庫(kù)不同位置的水溫情況。與傳統(tǒng)的人工測(cè)量方法相比，本裝置可以為水庫(kù)調(diào)度決策提供更為準(zhǔn)確和可靠的水溫信息，能滿足水庫(kù)調(diào)度決策時(shí)面臨的高精度與高速度的雙重要求，節(jié)省人力資源，監(jiān)測(cè)效率高，能為研究水庫(kù)原有水體理化性質(zhì)的變化和保障下游生態(tài)、環(huán)境安全提供數(shù)據(jù)支撐。

并且，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)在預(yù)設(shè)地理位置處的部分水位高度的實(shí)測(cè)溫度信息，對(duì)在預(yù)設(shè)地理位置處的各個(gè)水位高度的溫度信息進(jìn)行計(jì)算，大大減少了測(cè)量時(shí)間。

參照?qǐng)D4，本發(fā)明第二實(shí)施例還提供了一種水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)方法，應(yīng)用于上述的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

步驟1，獲取水溫信息監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到的待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與多個(gè)不同預(yù)設(shè)水位高度分別對(duì)應(yīng)的水溫信息；

步驟2，根據(jù)獲取到的水溫信息，確定在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的溫躍層中心點(diǎn)所處的水位高度范圍；

步驟3，根據(jù)確定的水位高度范圍，通過(guò)近似解法和均方誤差最小值法確定待監(jiān)測(cè)水庫(kù)的溫躍層中心點(diǎn)的中心水位高度h′c及其對(duì)應(yīng)的第一水溫t′c，以及在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′；

步驟4，根據(jù)所述中心水位高度h′c、所述第一水溫t′c、所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′，獲得在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、與待監(jiān)測(cè)水位高度z′i對(duì)應(yīng)的第二水溫t″i。

與河流相比，深度比較大的水庫(kù)，由于流速小、紊動(dòng)摻混能力差，暖季水體表層接收的大量輻射熱和入流帶來(lái)的熱量難以向底部傳播，使夏季和秋季水體溫度在垂直方向往往出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。在表面較淺的深度內(nèi)，溫度較高，且基本均勻，稱表面同溫層；在下部較深的范圍內(nèi)，水溫低，穩(wěn)定少變，也基本均勻，為下部同溫層。從上部同溫層到下部低溫層，中間有一個(gè)較短距離的水溫由高變低的過(guò)渡層，溫度沿垂向變化很大，稱溫躍層。溫躍層包括一個(gè)溫躍層中心點(diǎn)，在溫躍層范圍內(nèi)，從該溫躍層中心點(diǎn)向上，溫度呈上升趨勢(shì)；從該溫躍層中心點(diǎn)向下，溫度呈下降趨勢(shì)。

本發(fā)明實(shí)施例利用上述的水庫(kù)內(nèi)的水溫分層特性，在采用水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之前，需要根據(jù)在水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的實(shí)際深度進(jìn)行劃分測(cè)量間隔和測(cè)量次數(shù)。例如，在某一水庫(kù)內(nèi)的某一地理位置，水深為20m，可以以2m為監(jiān)測(cè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)得到的、從水面到水底依次排序的11組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠初始確定溫躍層中心點(diǎn)所處的水位高度范圍。例如，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)在第4至8組數(shù)據(jù)的水溫值的變動(dòng)較大，1組到第4組，以及8至11組的溫度變化較小，此時(shí)，可以確定為第4組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水位高度至第8組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水位高度為溫躍層所處的范圍。

此處，若在預(yù)設(shè)地理位置處的水深為已知的數(shù)值，則控制器1直接進(jìn)行分析確定；若在預(yù)設(shè)地理位置處的水深為未知數(shù)值，可以通過(guò)在無(wú)人駕駛船舶2上加裝的紅外線探測(cè)裝置來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

控制器1通過(guò)對(duì)無(wú)人駕駛船舶2進(jìn)行控制移動(dòng)至預(yù)設(shè)地理位置后，再通過(guò)對(duì)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3進(jìn)行控制，進(jìn)而控制水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3自動(dòng)下移至多個(gè)預(yù)設(shè)水位高度位置處，對(duì)每一預(yù)設(shè)水位高度對(duì)應(yīng)的水溫分別進(jìn)行獲取。控制器1根據(jù)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3的自動(dòng)測(cè)量獲得的在不同預(yù)設(shè)水位高度對(duì)應(yīng)的水溫信息，能夠確定出中心水位高度h′c、所述第一水溫t′c、所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′，在確定待監(jiān)測(cè)水位高度z′i后，能夠計(jì)算得到在待監(jiān)測(cè)水位高度z′i對(duì)應(yīng)的第二水溫t″i。采用上述方式，只需要對(duì)在水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的部分的水位高度對(duì)應(yīng)的水溫信息進(jìn)行獲取，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的各個(gè)水位高度對(duì)應(yīng)的水溫信息進(jìn)行獲取。

進(jìn)一步地，本發(fā)明第二實(shí)施中，在步驟3中，對(duì)中心水位高度h′c、所述第一水溫t′c、所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′通過(guò)以下步驟獲得：

步驟301，確定所獲取的預(yù)設(shè)水位高度的總個(gè)數(shù)n；

步驟302，在所述水位高度范圍內(nèi)任意選取一個(gè)初始中心水位高度hc；

步驟303，在第一溫差強(qiáng)度參數(shù)的取值范圍內(nèi)任意選取一個(gè)第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)b；

步驟304，在多個(gè)不同預(yù)設(shè)水位高度中任意選取一個(gè)第一預(yù)設(shè)水位高度zi，并確定與所述第一預(yù)設(shè)水位高度zi對(duì)應(yīng)的第三水溫ti；

步驟305，將一個(gè)所述初始中心水位高度hc、一個(gè)所述第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)b、一個(gè)所述第一預(yù)設(shè)水位高度zi和一個(gè)所述第三水溫ti記為一組輸入數(shù)據(jù)，獲得與所述初始中心水位高度hc對(duì)應(yīng)的第四水溫tc，和在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)a；

步驟306，根據(jù)確定的初始中心水位高度hc、第四水溫tc、第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)b、第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)a和所獲取的預(yù)設(shè)水位高度位置的總個(gè)數(shù)n，獲得與第一預(yù)設(shè)水位高度zi對(duì)應(yīng)的測(cè)量溫度t′i；

步驟307，根據(jù)所述第三水溫ti、所述測(cè)量溫度t′i和所獲取的預(yù)設(shè)水位高度的總個(gè)數(shù)n，獲得均方誤差公式的最小值；

步驟308，根據(jù)獲得的均方誤差公式的最小值，確定所述中心水位高度h′c、所述第一水溫t′c、所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′。

在步驟303中，第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′的取值范圍是根據(jù)多次測(cè)量得到的結(jié)果，其取值范圍在本發(fā)明實(shí)施例中為2至3之間，并且，第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′的取值范圍是預(yù)先存儲(chǔ)在控制器1中的。第三水溫ti是指通過(guò)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3測(cè)量的第一預(yù)設(shè)水文高度zi對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度。

進(jìn)一步地，本發(fā)明第二實(shí)施例中，步驟305中，通過(guò)公式(1)：

獲得第四水溫tc，和在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)a；其中，hc為所述初始中心水位高度，ti為所述第三水溫，zi為所述第一預(yù)設(shè)水位高度，n為所獲取的預(yù)設(shè)水位高度的總個(gè)數(shù)，b為所述第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)；sgn(hc-zi)為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)hc>zi時(shí)，取值為1；當(dāng)hc<zi時(shí)，取值為-1；當(dāng)hc＝zi時(shí)，取值為0。

進(jìn)一步地，本發(fā)明第二實(shí)施中，步驟306中，通過(guò)公式(2)：

獲得測(cè)量溫度t′i；其中，hc為初始中心水位高度，tc為第四水溫，b為第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)，zi為第一預(yù)設(shè)水位高度,a為第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)；sgn(hc-zi)為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)hc>zi時(shí)，取值為1；當(dāng)hc<zi時(shí)，取值為-1；當(dāng)hc＝zi時(shí)，取值為0。

進(jìn)一步地，本發(fā)明第二實(shí)施例中，步驟307中，通過(guò)公式(3)：

獲得均方誤差公式的數(shù)值st，其中，ti為第三水溫，t′i為測(cè)量溫度，n為所獲取的預(yù)設(shè)水位高度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明第二實(shí)施例中，步驟4中，通過(guò)公式(4)：

獲得在待監(jiān)測(cè)水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處、待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的第二水溫t″i，其中，h′c為所述中心水位高度，中,t′c為所述第一水溫，z′i為待監(jiān)測(cè)水位高度，a′為所述第二溫差強(qiáng)度參數(shù)，b′為所述第一溫差強(qiáng)度參數(shù)，sgn(hc-zi)為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)h′c>z′i時(shí)，取值為1，當(dāng)h′c<z′i時(shí)，取值為-1，當(dāng)h′c＝z′i時(shí)，取值為0。

根據(jù)步驟302和步驟303記載的內(nèi)容，可以得到多組第一數(shù)據(jù)，每組第一數(shù)據(jù)包含：一個(gè)初始中心水位高度hc和一個(gè)第一初始溫差強(qiáng)度參數(shù)b，將一組第一數(shù)據(jù)通過(guò)代入公式(1)中可以獲得一組第二數(shù)據(jù)，一組第二數(shù)據(jù)包括：一個(gè)第三水溫ti和一個(gè)第二初始溫差強(qiáng)度參數(shù)a，一組第一數(shù)據(jù)以及與其對(duì)應(yīng)的第二數(shù)據(jù)的組合得到上述步驟305中的輸入數(shù)據(jù)。

根據(jù)上述步驟305得到的輸入數(shù)據(jù)，通過(guò)公式(2)能夠得到步驟306中的測(cè)量溫度t′i，再根據(jù)該測(cè)量溫度t′i、第三水溫ti和所獲取的預(yù)設(shè)水位高度的總個(gè)數(shù)n，根據(jù)公式(3)進(jìn)行計(jì)算，可以獲得該均方誤差公式的數(shù)值，將根據(jù)多次計(jì)算得到的該均方誤差公式的結(jié)果最小的一組輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值作為中心水位高度h′c、第一水溫t′c、第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′的數(shù)值。

進(jìn)一步地，本發(fā)明第二實(shí)施例中，所述水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)方法還包括：

獲得待監(jiān)測(cè)水位高度對(duì)應(yīng)的實(shí)際水溫；

根據(jù)所述第二水溫和所述實(shí)際水溫的差值，判斷獲得的第二水溫值t″i能否作為待監(jiān)測(cè)水位高度z′i對(duì)應(yīng)的的最終水溫。

為了驗(yàn)證通過(guò)上述步驟301至步驟308的得到的中心水位高度h′c、第一水溫t′c、第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′的數(shù)值是否滿足精度要求。首先根據(jù)前序步驟308中確定的中心水位高度h′c、第一水溫t′c、第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′的參數(shù)數(shù)值通過(guò)公式(5)或公式(6)確定在水庫(kù)的該預(yù)設(shè)地理位置處的溫度梯度，上述的公式(5)為：

其中，在本式中，h′c大于z′i；

上述的公式(6)為：

其中，在本式中，h′c小于z′i。

根據(jù)公式(5)確定溫躍層中心點(diǎn)上方的溫度梯度，根據(jù)公式(6)確定溫躍層中心點(diǎn)下方的溫度梯度。

在溫度梯度絕對(duì)值較大的地方，說(shuō)明水溫隨水位深度的增加下降的速度快，在采用水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3進(jìn)行實(shí)際測(cè)量時(shí)，為了提高后續(xù)進(jìn)行計(jì)算的精度，應(yīng)當(dāng)在此處減小測(cè)量的間距。

任意選取溫躍層中心點(diǎn)的水位高度范圍內(nèi)的一個(gè)第一待監(jiān)測(cè)水位高度z′1，對(duì)該第一待監(jiān)測(cè)水位高度z′1對(duì)應(yīng)的第一實(shí)際水溫t1進(jìn)行獲取，通過(guò)上述公式(4)計(jì)算得到在第一待監(jiān)測(cè)水位高度z′1位置處的第一測(cè)算水溫t″1，獲得第一測(cè)算水溫t″1和第一實(shí)際水溫t1的第一差值，當(dāng)該第一差值位于預(yù)設(shè)誤差精度范圍內(nèi)時(shí)，則認(rèn)為通過(guò)上述步驟301至步驟308的得到的中心水位高度h′c、第一水溫t′c、第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a’的數(shù)值是符合精度要求的，此處的預(yù)設(shè)誤差精度范圍是預(yù)先確定存儲(chǔ)至控制器1中。因此，可以將通過(guò)計(jì)算獲得的待監(jiān)測(cè)水位高度z′i位置處的第二水溫t″i進(jìn)行存儲(chǔ)記錄，同時(shí)，還可以通過(guò)上述公式(4)計(jì)算出在其他待監(jiān)測(cè)水位高度位置處的水溫。

在確定出在該第一待監(jiān)測(cè)水位高度z′1位置處的第一測(cè)算水溫t″1和第一實(shí)際水溫t1之間的差值未位于該誤差精度范圍內(nèi)時(shí)，需要對(duì)上述的中心水位高度h′c、第一水溫t′c、第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′的參數(shù)數(shù)值進(jìn)行重新確定。此時(shí)，根據(jù)上述獲得的溫度梯度的大小，通過(guò)水溫信息監(jiān)測(cè)裝置3在步驟2中確定的溫躍層中心點(diǎn)所處的水位高度范圍內(nèi)增加測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行二次補(bǔ)充測(cè)量。例如，在第一次測(cè)量時(shí)，是以2m為間距進(jìn)行測(cè)量的，在此次測(cè)量時(shí)，則以小于2m為間距在該水位高度范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)量。

根據(jù)步驟1中的測(cè)量結(jié)果和第二次補(bǔ)充測(cè)量的結(jié)果，再次通過(guò)上述步驟301至步驟308對(duì)上述的四個(gè)參數(shù)進(jìn)行再次確定。通過(guò)二次補(bǔ)充測(cè)量后，重新得到的上述中心水位高度h′c、第一水溫t′c、第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′四個(gè)參數(shù)的數(shù)值，再次通過(guò)上述公式(4)獲得在該第一待監(jiān)測(cè)水位高度z′1位置的第二測(cè)算溫度值t″2，最后根據(jù)該第二測(cè)算溫度值t″2與第一實(shí)際水溫t1的差值再次與預(yù)設(shè)誤差精度范圍進(jìn)行比較判斷，確定此次獲得的第二測(cè)算溫度值t″2能否作為待監(jiān)測(cè)水位高度位置處的最終水溫。

若通過(guò)上述二次測(cè)量后，溫躍層的測(cè)量精度還不能滿足，則再次重復(fù)上述二次測(cè)量的步驟，即在第一次確定的溫躍層中心點(diǎn)的水位高度范圍內(nèi)再次減小測(cè)量間距進(jìn)行測(cè)量，繼而進(jìn)行計(jì)算確定。

當(dāng)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)后，例如3次，得到的測(cè)算溫度值與第一實(shí)際水溫t1之間的差值仍然不能滿足精度要求，此時(shí)，停止進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)量，將與預(yù)設(shè)誤差精度范圍之間的差值最小的測(cè)算溫度值對(duì)應(yīng)的一次結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)，并將該次測(cè)量中確定的中心水位高度h′c、第一水溫t′c、第一溫差強(qiáng)度參數(shù)b′和第二溫差強(qiáng)度參數(shù)a′四個(gè)參數(shù)的數(shù)值作為最終存儲(chǔ)的數(shù)值。

本發(fā)明第二實(shí)施例提供的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)方法，是應(yīng)用于上述的水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上的，其具有與上述水庫(kù)水溫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相同的功能。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水庫(kù)內(nèi)的不同地理位置和不同深度位置處的水溫進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)傳輸，提高監(jiān)測(cè)效率和準(zhǔn)確度，同時(shí)，還能夠根據(jù)測(cè)量的部分的水位高度位置處的水溫，獲得水庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)地理位置處的各個(gè)水位高度對(duì)應(yīng)的溫度。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。