[發明專利]崩岸易發段水下岸坡位移實時監測及崩岸預警方法

有效

• 申請號: 202210099622.9
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114659490B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 趙鋼;王茂枚;朱昊;徐毅;王俊;周玲霞;陸美凝;殷鵬;榮海北;王劉宇
• 申請（專利權）人: 江蘇省水利科學研究院
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01B21/02
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 尹妍

本發明涉及崩岸易發段水下岸坡位移實時監測及崩岸預警方法，基于河段岸坡的平均坡度和岸線與深泓線的距離確定監測區域；在監測區域的水下岸坡上布置若干斷面水壓傳感器組，每個斷面水壓傳感器組所在平面與岸線交界處配置水位計；基于水壓傳感器和水位計的實時監測數據計算每個水壓傳感器的位移變化值，并對多個傳感器的位移變化值進行分析計算，判斷是否超過警戒閾值，若超過閾值則發出預警。本發明的方法既達到防范崩岸發生和應急監測的目的，又縮小了監測范圍，減小了監測成本，為崩岸預警監測提供了重要的技術參考。

技術領域

本發明涉及測量及災害預警技術領域，特別是涉及崩岸易發段水下岸坡位移實時監測及崩岸預警方法。

背景技術

長江中下游河段受其自然特性及上游水沙條件的影響，河床和洲灘擺動性較大，岸線沖淤變化也較為頻繁，崩岸現象時常發生，長江中下游干流河道兩岸岸線總長約4250km，其中35.7%的岸段屬于崩岸段。特別是在長江下游感潮河段，由于受上游徑流和下游潮汐的雙重影響，水流條件十分復雜，加之水深流急，河勢變化往往十分劇烈，更易發生崩岸險情。同時，崩岸現象的危害難以估量。因此，對于崩岸易發段的崩岸監測及預警研究顯得尤為重要。

現有崩岸監測主要分為日常巡查、應急監測及實時監測三種。日常巡查主要通過測船、快艇、交通車等，必要時采用GNSS、激光測距槍、卷尺、激光流速儀等對重點岸段汛前、汛期高洪水退后及汛后枯季進行風險排查。應急監測主要運用三維激光掃描儀、多波束測深系統、GNSS、慣性導航系統、全景相機等一系列測量方法獲取局部岸段的陸上及水下地形數據，借助無人機低空尋跡快速獲取險工段圖像資料。實時監測主要依靠真實孔徑雷達系統進行快速掃描，建立高精度DTM并與之前時段掃描數據對比，得到邊坡位移數據從而達到預警的目的。

以上崩岸監測方法大多是針對陸域地形變化的監測，水下岸坡的監測僅能依靠多波束測深系統。然而多波束測深系統需耗費大量的人力物力成本，且由于監測時間間隔較長并不能提供實時連續的地形變化數據，無法達到實時監測以及預警的目的。實際上，崩岸的發生往往是由于水下岸坡先受水流的淘刷逐漸導致陸域岸坡失穩，隨后致使整個堤岸發生崩塌。

發明內容

本發明的目的在于提供一種崩岸易發段水下岸坡位移實時監測及崩岸預警方法。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

崩岸易發段水下岸坡位移實時監測及崩岸預警方法，包括：

S1基于河段岸坡的平均坡度和岸線與深泓線的距離確定監測區域；

S2在監測區域的水下岸坡上布置若干斷面水壓傳感器組，所述斷面指垂直于岸線的平面，斷面水壓傳感器組為布置于同一斷面的一組水壓傳感器；

每個斷面水壓傳感器組所在平面與岸線交界處配置水位計；

S3實時獲取水壓傳感器和水位計的測量結果，基于水壓傳感器測量的實時靜水壓強和水位計測量的實時水位計算每個水壓傳感器的位移變化值，即對應監測點處水下岸坡的高程變化值；

S4對多個水壓傳感器的位移變化值進行分析計算，判斷是否超過警戒閾值，若超過閾值則發出預警。

作為本發明的進一步改進，所述方法中，將同時滿足平均坡度大于20°且深泓線與岸線距離≤200m的河段作為監測區域。

作為本發明的進一步改進，所述水壓傳感器的布設方式為：將水壓傳感器固定于剛性拉桿上，將所述剛性拉桿埋入泥面以下，使水壓傳感器穩定放置于泥面上。

作為本發明的進一步改進，相鄰斷面水壓傳感器組的間隔基于下式確定：

式中，和/分別代表相鄰兩個斷面水壓傳感器組所在斷面與岸線的交界線到深泓線的距離。