[發明專利]接觸式泥石流運動參數監測裝置、系統及泥石流預警方法

有效

• 申請號: 201510084442.3
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104680721B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 何思明
• 申請（專利權）人: 成都瑞可峰科技有限公司
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙)51212
• 代理人: 張帆

技術領域

本發明涉及一種泥石流監測裝置、系統及泥石流預警方法，特別是涉及一種接觸式泥石流運動參數監測裝置、系統及泥石流預警方法，屬于災害監測、泥石流防治工程領域。

背景技術

泥石流是一種典型的固液兩相介質，具有超強的流動特性和巨大的破壞能力，通過掩埋和直接沖擊作用等方式對沿程或堆積區內各類構筑物造成破壞，是山區典型的地質災害類型。泥石流的減災措施主要可分為工程措施與監測預警/預報兩大類，其中監測預警/預報由于可以有效降低災害損失因而是現階段泥石流減災中最有效的措施。

現有泥石流監測預警技術主要有4類：第1類是基于降雨量監測的泥石流預警技術。該類技術通過在泥石流溝道內設置雨量監測點，實時監測降雨量，結合泥石流臨界降雨預警閾值進行泥石流預警；第2類是基于含水量(孔隙水壓力)監測的泥石流監測預警技術。該類技術是通過在泥石流溝道內多處設置含水量、孔隙水壓力監測點，實時監測泥石流松散固體物源含水量與孔隙水壓力的變化，結合泥石流含水量或孔隙水壓力預警閾值來進行泥石流預警；第3類是基于視頻監測系統的泥石流預警技術。該類技術通過在泥石流形成區、流通區內設置視頻監測點直接監測溝道內泥石流的形成和運動，在此基礎上進行泥石流預警；第4類是基于地聲(次生)監測的泥石流預警技術。該類技術通過監測泥石流在運動過程中產生的振動或次生來進行泥石流預警。

從泥石流災害預警實踐看，上述現有技術均存在不同的技術缺陷。第1類技術中，由于降雨量是泥石流形成的必要條件而非充要條件，較少考慮泥石流臨界降雨閾值受多種因素的影響，因而誤報率、漏報率極高；第2類技術中，由于泥石流流域內不同位置處的含水量和孔隙水壓力可能都不同，要確定泥石流含水量或孔隙水壓力臨界預警閾值技術手段復雜，因此較難應用于工程實踐；第3類技術中，由于泥石流發生時都是暴雨期間或晚上，從視頻根本觀察不到泥石流，因而預警/預報方法的實用性較低；第4類技術中，由于易于將泥石流產生的振動(次生)信號與外界干擾產生的振動(次生)信號混淆而導致誤報，因此大規模推廣應用較受限。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種接觸式泥石流運動參數監測裝置與系統，該裝置系統能夠快速、高效、準確地獲取泥石流動力參數，實時監測泥石流運動過程中的關鍵性動力參數，由此可應用于泥石流監測預警/預報，提高預警/預報準確率。

為實現上述目的，本發明首先提供一種接觸式泥石流運動參數監測裝置，其技術方案如下：

接觸式泥石流運動參數監測裝置，包括柱狀監測樁；柱狀監測樁通過其下部區域固定在泥石流溝道底床中，柱狀監測樁上部區域布置參數監測傳感器，參數監測傳感器分別通過必要的信號傳輸線路與信號采集裝置聯接；其特征在于：

所述監測傳感器包括超聲波泥位傳感器、沖擊力傳感器、加速度傳感器；

所述超聲波泥位傳感器布置在沖擊力傳感器上方；所述加速度傳感器布置在柱狀監測樁上部區域內部。

上述接觸式泥石流運動參數監測裝置是一種固定在泥石流溝道底床中的監測裝置。監測裝置以柱狀監測樁為主體及支撐固件。柱狀監測樁下部固定在泥石流溝床中，上部出露在溝床底面以外。在柱狀監測樁上部布置有多種參數監測傳感器，參數監測傳感器分別通過必要的信號傳輸線路與信號采集裝置聯接，共同構成接觸式泥石流運動參數監測裝置的數據采集固件。監測傳感器包括超聲波泥位傳感器、沖擊力傳感器、加速度傳感器。其中，加速度傳感器布置在柱狀監測樁上部區域，其下依次布置超聲波泥位傳感器與沖擊力傳感器。

一般地，超聲波泥位傳感器距離泥石流溝道底床地面高度為h，h＞D，D是泥石流溝道內最大泥深，具體可設計為h＝1.5m+D。沖擊力傳感器包括自下向上布置的下位沖擊力傳感器、中位沖擊力傳感器、上位沖擊力傳感器，分別距離泥石流溝道底床地面高度為h₁、h₂、h₃，h₃＜D。具體可設計為h₁＝0.5m～1.0m、h₂＝1.0m+h₁、h₃＝2.0m+h₁。加速度傳感器布置在距離泥石流溝道底床地面高度為位置處。