[發明專利]生態災害監測預報系統

有效

• 申請號: 200910092289.3
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101692129A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 楊人光
• 申請（專利權）人: 楊人光
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G08B21/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 閆立德

1.一種生態災害監測預報系統，其特征在于該監測預報系統包括：

數據采集傳輸系統，與計算機數據預報處理系統連接，用于向計算機數據預報處理系統提供被監測物的時效數據；

計算機數據預報處理系統，用蠕變時效預報方法對由數據采集傳輸系統提供被監測物的時效數據進行處理，輸出處理結果；

所述的蠕變時效預報方法是：

(1)根據實際監測軌跡曲線，依曲線的二階導數?分為萌發流變、穩態蠕變和失穩蠕變三個時段，萌發流變時段，曲線二階導數呈正值；穩態蠕變時段，二階導數為負值，?失穩蠕變時段.曲線二階導數為正值，?

式中y為監測累計位移量，t為時間；

建立相應于蠕變時效的二階微分方程組，它們的解為：

穩態時段：t≤t_p③

失穩時段：t≥t_p④

式中：

當t＝t_f時，y→∞，故而失穩時段是非線性的，

式中：

v₀，t₀分別為穩態初始形變率和起始時間；

為材料的粘-彈性滯后系數；

E，η分別為巖土材料彈性模量和粘性系數；

A，α分別為失穩時段的時效系數和指數；?

導出等速蠕變率?和失穩破壞時間t_f之積應為

由實際穩態時段監測點(t_i，y_i)i＝1，2，3；決定該時段v₀，t₀和ξ，失穩時段監測點取為(t_z，y_z)(t_q，y_q)的賦值，決定A，α，也就是說由跟蹤監測點賦值反饋出蠕變體綜合受力狀態和巖土材料的物性參量ξ；

最后依共軛點連續性得出如下非線性超越函數代數方程組，即預測報方程組：

式中y₁，y₂，y₃分別為穩態時段等時差監測周期的形變量賦值；

y_z，y_q為失穩時段跟蹤性的失穩形變量賦值，相應的時間賦值為t_z，t_q，其時間間隔不受制約；

T_wj＝t₃-t₂＝t₂-t₁為監測點選取的時間間隔，稱為監測周期；

t_p-穩態轉向失穩時段共軛點時間；

t_f-失穩劇滑預測時間；

該代數方程組存在著唯一實數根t_p，t_f；

共軛點(t_p，y_p)實數根唯一存在，顯然，它驗證鎖定二階微分方程組是耦合的；

t_f與蠕變量絕對值無關，僅決定于監測點賦值相對形變量之比?這是可預測性的必然結果；

(2)從監測零點開始，取短監測周期T_wj，連續跟蹤三個監測點，其形變量?y_i始終滿足如下不等式：

則滑坡處于初始萌發流變時段，當流變量幅值很小時，難以進入穩態蠕變，不會產生劇滑；

當時，

滑體進入穩態蠕變，保持跟蹤性監測，直至軌跡曲線二階導數?變號為止，即轉向失穩蠕變，但若受到周邊構造面擠壓受阻或降雨終止，跟蹤監測點形變量則隨之降低，則滑坡處于間歇狀態；

滑坡體進入穩態并轉向失穩蠕變狀態，固定穩態監測點賦值(t_i，y_i)i＝1，2，3；在失穩時段前后選取(t_z，y_z)(t_q，y_q)輸入含有預測報方程組的計算機數字程序求解，若有實數根t_f，即為當時周邊環境和氣候條件下，預報劇滑時間t_f，再連續跟蹤性監測，t_f保持不變，或者只因測量讀數誤差而有所波動，倘若降雨量加大，便加速失穩時間，這樣可直接跟蹤失穩時段選取三個監測點，代入⑧式，單變量t_f求實數根，亦可求出失穩劇滑時間；

(3)滑坡時間預報階段的劃分和預報精度

從⑦⑧式預測方程組可知，預報劇滑時間t_f精度受控于監測周期T_wj和跟蹤監測點賦值y_i讀數的有效位數，滑坡劇滑時間t_f的精度是可控的，將滑坡時間預報年限劃分為長期預報、中期預報和短期臨滑預報，以確保準滑預報無誤。?