[发明专利]基于泥流参数监测的泥石流预警系统及其预警方法

说明书

技术领域

本发明针对黄土地区泥流的监测预警方法，具体涉及一种基于泥流参数监测的泥石流预警系统及其预警方法。

背景技术

延安地区黄土层厚且结构疏松，孔隙度大，柱状节理发育，易被侵蚀剥离，加之区内暴雨集中且强度大，沟壑纵横，沟坡陡峻，植被稀疏，为泥流的形成提供了有利条件。

持续降雨或者短时间内发生强降雨，疏松的黄土就会被雨水冲刷形成黄土泥流。黄土泥流作为泥石流的一种特殊类型，是黄土地区常见的一种地质灾害。其以流体内固体物质中＜2mm的细颗粒占98％以上，粉沙以下粒级占80％以上，砂砾仅占有10％-20％，介于洪水与一般泥石流(水石流)之间的一种粘性流体。

黄土泥流是土壤侵蚀的一种特殊形式，是水土流失发展到极为严重阶段的标志。泥流爆发突然，来势凶猛而迅速，破坏力强，频繁的泥流活动，不仅淤埋冲毁水库塘坝、农田、灌渠，给黄河下游地区造成严重泥沙淤积，还危害城镇、工矿、交通等，造成人身伤亡和财产损失，对黄土地区生态环境带来严重破坏，影响到区域退化生态环境的恢复和可持续发展，对当地人民的生命财产安全造成一定的威胁。所以，针对黄土泥流起动做出预警尤为重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于泥流参数监测的泥石流预警系统及其预警方法，为黄土地区泥流预警系统的建立提供依据，为当地居民避灾提供充足时间，将灾害损失降到最低。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于泥流参数监测的泥石流预警系统，包括

电源，包括太阳能电池板，主蓄电瓶，副应急电池，用于给整个装置提供能源；

雨量计，用于监测装置所在流域的降雨量，并将检测数据发送到CPU；

泥流流速计，泥流流量计，泥流比重计，用于监测地面黄土泥流的流速、黄土泥流流量所携带的泥土比例，并将检测数据发送到CPU；

CPU，用于接收雨量计、泥流流速计，泥流流量计，泥流比重计所检测到的数据，并通过运输处理器进行数据处理，并将处理后的数据与预先确定的临界阈值作比较，作出判断。

报警器，包括指示灯和声音报警两部分，所述指示灯分别是黄灯，蓝灯和红灯，依次指示泥流易发生程度的加大，声音报警份为三级报警，一级报警为电铃，二级报警为蜂鸣，三级报警为警笛，从一级到三级为泥流的易发程度依次增加，黄灯亮时电铃响起，蓝灯亮时蜂鸣响起，红灯亮时警笛响起。

其中，所述雨量计由承水器(漏斗)、储水筒(外筒)、储水瓶组成，并配有与其口径成比例的专用量杯。

其中，所述泥流流量计采用法兰式电磁流量计，在流量测量的过程中，流体流过探头时，在流量测量装置的前部产生一个压力旋涡体的布局区，流量传感器对流体方向及管的背向进行回流，使流体各点的压力在管中平均分别引到传感器；正背压力之差即形成平均差Δp。

其中，所述泥流流速计采用流速测算仪HY.CSY-1型，通过有线方式与转子式流速仪连接，直接显示点流速。

其中，所述泥流比重计包括一根密闭的玻璃管，一端粗细均匀，内壁贴有刻度纸，刻度不均匀，上疏下密，另一头稍膨大呈泡状，泡里装有小铅粒或水银，使玻璃管能在被检测的液体中竖直的浸入到足够的深度，并能稳定地浮在液体中。也就是当它受到任何摇动时，能自动地恢复成垂直的静止位置。当比重计浮在液体中时，其本身的重力跟它排开的液体的重力相等。

为解决上述问题，本发明还提供了一种基于泥流参数监测的泥石流预警方法，包括如下步骤：

S1、将数据信号采集设备安装在指定流域内，实时观测日降雨量监测、泥流流量监测、泥流流速监测、泥流比重检测，并将数据信号传输到数据信号接收设备；

S2、所述数据信号接收设备接收实时降雨量监测、泥流流量监测、泥流流速监测，泥流比重检测数据并传输到数据信号运算处理器；

S3、数据信号运算器首先以预先输入的指定流域的相关日降雨量、泥流流量、泥流流速、泥流比重长期观测数据为基础计算得到流域泥流警戒降雨量指标值、警戒泥流流量指标值、警戒泥流流速指标值、警戒泥流比重指标值，再将接收到的实时数据与所述警戒指标值进行比较判断，若流域实时泥流参数值小于警戒指标值，便将实时数据送入数据信号存储设备，若实值等于或大于警戒雨量指标值，便启动预警设备。

其中，所述警戒指标值的计算方法为：以预先输入的指定流域的相关日长期观测数据为基础，计算得到特征值，以所述特征值作为指定流域的泥石流警戒指标值。