[0001] 本发明属于水资源承载力检测技术领域，具体涉及一种地表水资源承载力监测预警系统。

[0002] 地表水资源是人类社会赖以生存和发展的重要资源之一，保障其质量和数量对于生态环境保护和经济社会可持续发展具有重要意义。地表水资源承载力是指地表水资源所能承载的生态环境和人类活动的负荷量。它是根据水资源的供给能力和需求量以及水质、水量等方面的综合考虑来评价的。地表水资源承载力的大小取决于地表水资源的可持续利用程度，包括水质状况、水量充足性、水资源的再生能力等因素，随着工业化和城市化进程的加快，水污染问题日益严重，会对地表水资源承载力造成严重影响；然而，现有的地表水资源承载力监测预警系统在实际应用时往往只能监测单一深度或有限区域的水质，无法实现全方位、多层次的水质监测，导致监测结果存在盲区和死角，准确性不足，无法全面反映水体的真实状况，并且水质监测设备在长时间浸泡在水中时，传感器和其他关键部件容易受到侵蚀损坏，缩短了设备的使用寿命，增加了维护成本。

[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例

[0027] 针对上述背景技术中的提出的问题，本实施例提供一种结构独特、设计巧妙的地表水资源承载力监测预警系统，如图1‑5所示，包括监测船1、监测控制器、检测单元、牵引调节单元4和预警单元，监测船1的船底设有底部为敞口的空气腔21，空气腔21内有空气，从而空气腔21内部空间不会被水淹没，空气腔21的设置方式有多种，例如：监测船1内沿竖向安装有底端为敞口的检测箱2，检测箱2向下贯穿监测船1的船底，且检测箱2边缘与船底密封连接，检测箱2内部空间为空气腔21。

[0028] 检测单元包括前框架41、后框架42和传感器组，空气腔21内沿纵向平行间隔设有两根固定轴43，前框架41与后框架42的顶端分别转动套装在前后两固定轴43上，前框架41内沿前框架41设置方向均匀间隔设有多块平台板44，平台板44与两固定轴43所在水平面平行设置；平台板44转动安装在前框架41内，且平台板44尾端与后框架42铰接，前框架41与后框架42通过平台板44连接在一起构成一平行四边形结构状检测架，具体地：如图2‑3所示，前框架41包括沿横向平行间隔设置的两根前主杆411，两前主杆411的顶端均转动套装在前侧固定轴43上，且两前主杆411尾端固定连接在一起，并与牵引调节单元4连接，两根前主杆411之间平行间隔设有多根转轴412，多根转轴412中心轴线与前侧固定轴43的中心轴线在同一直线上，转轴412两端分别与相邻侧的前主杆411垂直连接，平台板44的中部设有轴孔并转动套装在对应转轴412上，平台板44的尾端与后框架42铰接，后框架42包括沿横向平行间隔设置的两根后辅杆421，两后辅杆421的顶端均转动套装在后侧固定轴43上，平台板44左右两侧的尾端分别与相邻侧后辅杆421铰接，且后辅杆421与前主杆411相互平行设置，从而使前框架41与后框架42通过平台板44连接在一起构成一平行四边形结构状检测架，从而当驱使前框架41绕前侧固定轴43向前朝空气腔21内翻转时，前框架41会通过平台板44带动后框架42同步绕后侧固定轴43向前朝空气腔21内翻转。

[0029] 前框架41的尾端与牵引调节单元4连接，控制器通过牵引调节单元4能够驱使前框架41绕顶端朝前向上翻转收纳进空气腔21内，牵引调节单元4的结构有多种，例如：本实施例中牵引调节单元4包括卷扬设备和水深传感器，卷扬设备安装在固定轴43上方的空气腔21前腔内壁上，并与检测控制器连接，所述卷扬设备内收卷有牵引绳，牵引绳的牵引端与前框架41尾端连接，水深传感器安装在空气腔21前侧或后侧的船底，并与监测控制器连接，监测控制器根据水深传感器所检测到的水深控制卷扬设备牵引绳的释放长度，当卷扬设备释放牵引绳时，检测架的尾端会依靠自动绕顶端向下翻转伸出空气腔21浸没在水中，此过程中各平台板44会保持平行状态，从而当检测架尾端触底后，由于平台板44是均匀间隔设置的，各平台板44按深度将水体均匀划分为多个检测区；当卷扬设备释放牵引绳时，牵引绳会向上牵拉检测架尾端，使其绕顶端向上旋转回收至空气将内与水分离。

[0030] 每块平台板44上均安装有一组传感器组，传感器组与监测控制器连接，用于检测平台板44所在水层的水质数据，传感器组包括嵌装在平台板44上端面的多个水质传感器，水质传感器与监测控制器连接，用于检测不同水质参数；预警单元与监测控制器连接，当水质数据超过安全值时控制器会控制预警单元发出预警信号，所述预警单元包括预警控制模块和信号发射模块，所述预警控制模块与监测控制器连接，用于分析传感器组传输的水质数据，判断是否超过预设的安全阈值；当水质数据超过安全值时，触发预警信号；所述信号发射模块包括声光报警器和无线信号发射器，所述声光报警器与监测控制器连接，用于在水质数据超过安全值时发出声光警报，所述无线信号发射器与监测控制器连接，用于将预警信号发送给远程监控中心或管理人员的移动设备。

[0031] 在使用时监测控制器能够通过牵引调节单元4根据水深控制检测架的下方深度，利用平台板44将水体安深度均匀划分为多个检测区，同时对不同区域的水体进行检测，提高水体水质检测结果的准确性，实现水质的全方位监测，并且由于平台板44是水平设置的，从而在进行检测时，平台板44上各水质传感器所检测水体相同，能够有效降低误差，在监测结束后，由于空气腔21是朝下设置的，且空气腔21内有空气，空气腔21内部空间不会被水淹没，从而通过牵引调节单元4将检测单元收纳至空气腔21内后，检测传感器组会与水体分离，提高使用寿命。实施例

[0032] 实施例2与实施例1的区别在于，两所述后辅杆421的内端面分别与前侧相邻前主杆411的内端面齐平，两后辅杆421的内端面均安装有连接组件，后辅杆421通过连接组件转动套装在固定轴43上，并与对应平台板44铰接，如图4所示，连接组件包括垂直交叉安装在后辅杆421顶端的主连接座422，主连接座422向前延伸出后辅杆421，并转动套装在后侧固定轴43上，主连接座422下方的后辅杆421上沿竖向间隔设有多个副连接座，副连接座垂直交叉固定在后辅杆421的内端面，即后辅杆421朝向另一侧后辅杆421的端面上；副连接座朝前凸出后辅杆421，并设有轴孔，平台板44左右两侧尾端设有与副连接座相匹配的缺口，缺口朝外的一端面匹配安装有销轴，副连接座匹配插入前侧平台板44相邻侧的缺口内，并转动套装在缺口内的销轴上，从而给使前框架41与后框架42通过平台板44连接在一起构成一平行四边形结构状检测架，且副连接座上轴孔中心轴与后辅杆421前端面之间的垂直距离尺寸为a，转轴412中心轴与前主杆411后端面之间的垂直距离尺寸为b，其中a=b，从而给在使用过程中，当通过牵引调节单元4将检测架尾端抬升至空气腔21内时，后框架42上的各副连接座能够插入前框架41内，使后框下与前框下抵触在一起，使其水平收纳在空气腔21内，与检测架倾斜收纳相比，水平收纳所需空间小。

[0033] 进一步的空气腔21内的腔顶匹配安装有定位块5，当前框架41绕前侧固定轴43向前朝空气腔21内翻转与定位块5抵触时，后框架42与前框架41同步抵触在一起。实施例

[0034] 实施例3与实施例2的区别在于空气墙内匹配设有清洁单元，如图6所示，清洁单元包括间隔设置在定位块5后侧空气腔21内的多组清洁模块，清洁模块数量及位置与平台板44数量及位置相对应。

[0035] 清洁模块包括水箱6、水管和擦拭块62，水箱6设置在收纳状态下平台板44的前侧上方，水箱6通过水管连接有供水装置，供水装置安装在监测船1上用于向水箱6内补充清洁用水，水箱6的后端面沿横向设有排水口，擦拭块62水平滑动安装在水箱6后侧的空气腔21内，并传动连接有驱动机构，当框架绕前侧固定轴43向前朝空气腔21内翻转与定位块5抵触时，平台板44上端面与擦拭块62抵触在一起。

[0036] 驱动机构与监测控制器连接，监测控制器通过驱动机构能够驱使擦拭块62水平移动对平台板44上端面进行擦拭，擦拭块62前端设有与水箱6排水口相匹配的凸起，当监测控制器通过驱动机构驱使擦拭块62前移与水箱6抵触时，擦拭块62上的凸起会将水箱6排水口封堵；从而当将检测架回收至空气腔21内后，监测控制器通过驱动机构驱使擦拭块62后移对平台板44上端面进行擦拭时，随着擦拭块62的移动，水箱6内的清洁水会通过排水口流至平台板44上对平台板44上端面及水质传感器检测端进行冲洗。

[0037] 擦拭块62滑动安装的方式有多种，例如擦拭块62的左右两端对称安装有擦拭座，擦拭座沿纵向滑动安装在相邻侧的空气腔21内壁上，驱动机构包括驱动螺杆和驱动电机，擦拭块62一侧的擦拭座上沿纵向设有贯穿座体的螺纹孔，驱动螺杆匹配套装在螺纹孔内，驱动螺杆两端通过轴承座转动安装在空气腔21内壁上，驱动螺杆与驱动电机传动连接，当驱动电机工时会通过驱动螺杆驱使擦拭座带动擦拭块62移动。实施例

[0038] 实施例4与实施例3的区别在于清洁单元结构不同。

[0039] 如图7‑9所示，清洁单元包括供水装置、供气装置、清扫装置、联动调节装置和牵引装置，清扫装置包括清洁辊、移动座、供给机构和联动调节机构，所述固定轴前侧上方空气腔左右两侧的内壁上对称沿纵向滑动安装有移动座71，清洁辊72沿横向设置在两移动座之间，清洁辊的左右两侧对称安装有辊轴721，清洁辊内沿轴向设有空腔，空腔与供给装置和供水装置的输出端连通；清洁辊的外环面上设有刷毛，且清洁辊的外环面上沿轴向均匀件各设有多个与内部空腔连通的输出孔722，清洁辊一侧的辊轴直接转动插装在相邻测的移动座上，清洁辊另一侧的辊轴721通过供给机构与相邻侧移动座转动连接，联动调节机构安装在供给机构同侧移动座上，并与供给机构传动连接，当通过联动调节机构驱使移动座带动清洁辊移动时，联动调节机构会先驱使清洁辊转动固定角度，使清洁辊上输出孔朝向移动方向倾斜向下设置。

[0040] 供给机构包括固定套装在清洁辊辊轴上的供给轴73，供给轴73远离清洁辊的一端转动套装在同侧移动座上；联动调节机构包括沿纵向滑动安装在移动座底部的底座75，底座传动连接有牵引组件，监测控制器通过牵引组件能够驱使底座在空气腔内沿纵向移动，且当底座沿移动座滑动至极限位置时，牵引组件会驱使底座带动移动座同步滑动，具体地：底座上沿纵向设有燕尾状轨道槽，防脱轨道槽内匹配安装有燕尾状滑块741，滑块向上延伸出底座，并与移动座71底面固定连接，供给轴73下方的底座上沿纵向安装有齿条
742，齿条上方的供给轴上固定套装有齿轮743，齿轮与齿条啮合，连接座前后两侧的底座上匹配安装有限位块744，用于约束底座的滑动范围，且通过拉动底座驱使清洁辊转动的阻力小于拉动底座驱使移动座带动清洁辊纵向移动的阻力，当检测架回收至空气腔内后，检测架内的位于最前侧的平台板会清洁辊上的刷毛抵触在一起，从而当监测控制器控制驱动组件驱使底座向后移动带动清洁辊向后移动对检测架内平台板进行清扫时，控制器控制会同步控制供水装置启动，此过程中齿条会在清洁辊移动前驱使清洁辊转动，使清洁辊上的输出孔朝后向下设置，清洁辊向后移动对检测架内平台板进行清扫时，注入清洁辊内的清洁水会从输出孔喷出先对平台板进行冲洗，便于毛刷对平台板清扫；当监测控制器控制驱动组件驱使底座向前移动复位时，移控制器控制会同步控制供气装置启动，此过程中底座上的齿条会在清洁辊移动前驱使清洁辊反向定角度转动，使清洁辊上的输出孔朝前向下设置，清洁辊向前移动复位时，注入清洁辊内的高压气体会从输出孔喷出先对平台板进行冲扫，将平台板上存积的液体吹干，防止液体残留。

[0041] 移动座滑动安装在空气腔内壁的方式有多种，例如：固定轴上方前侧的空气腔内壁上沿横向安装有导轨，导轨内匹配安装有滑座，滑座向外延伸出导轨并与连接座固定连接；本实施例牵引组件采用螺杆驱动结构，包括轴承座、螺杆和与监测控制器连接的驱动电机底座中部沿纵向设有螺纹孔751，螺杆匹配安装在螺纹孔内，且螺杆的两端通过轴承座分别固定安装在处于收纳状态的检测架的前后两侧，驱动电机安装在空气腔内，并与螺杆传动连接，当螺杆转动时会带动底座同步移动。实施例

[0042] 实施例5与实施例4的区别在于，所述供水装置包括安装在监测船上的高压水罐，所述供气装置包括安装在监测船上的高压气罐，当清洁辊处于初始状态时清洁辊自动与供气装置和供水装置断连，当清洁辊后移时清洁辊自动与供气装置断连，当清洁辊前移时清洁辊自动与供水装置断连，具体地：如图9所示，供给轴朝向移动座的一端端面与移动座端面密封贴触，且供给轴朝向移动座的端面上沿轴向设有与清洁辊内部空腔连通的输入通道，输入通道远离供给轴轴心设置，移动座与供给轴密封贴触的端面上绕供给轴轴心沿圆周方向间隔设有气通道和液通道，且供给轴初始状态下输入通道位于气通道和液通道之间，气通道和液通道的外端口被供给轴端面封堵，具体地：
当清洁辊处于初始状态时齿轮与齿条的中段齿牙啮合，此时供给轴上输入通道位于气通道和液通道之间，气通道和液通道的外口均被供给轴端面封堵；当底座带动移动座向后移动时供给轴会被驱使逆时针转动至极限位置，使供给轴上输入通道外口与移动座上液通道外口对接连通，反之当底座带动移动座向前移动时供给轴会被驱使顺时针转动至极限位置，使供给轴上输入通道外口与移动座上气通道外口对接连通。

[0043] 应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。