[实用新型]接触式泥石流运动参数监测装置与系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种泥石流监测装置、系统，特别是涉及一种接触式泥石流运动参数监测装置、系统，属于灾害监测、泥石流防治工程领域。

背景技术

泥石流是一种典型的固液两相介质，具有超强的流动特性和巨大的破坏能力，通过掩埋和直接冲击作用等方式对沿程或堆积区内各类构筑物造成破坏，是山区典型的地质灾害类型。泥石流的减灾措施主要可分为工程措施与监测预警/预报两大类，其中监测预警/预报由于可以有效降低灾害损失因而是现阶段泥石流减灾中最有效的措施。

现有泥石流运动参数监测技术主要有3类：第1类是基于含水量(孔隙水压力)监测的泥石流监测预警技术。该类技术是通过在泥石流沟道内多处设置含水量、孔隙水压力监测点，实时监测泥石流松散固体物源含水量与孔隙水压力的变化；第2类是基于视频监测系统的泥石流预警技术。该类技术通过在泥石流形成区、流通区内设置视频监测点直接监测沟道内泥石流的形成和运动；第3类是基于地声(次生)监测的泥石流预警技术。该类技术通过监测泥石流在运动过程中产生的振动或次生。对泥石流运动参数监测的目的均是为最终实现泥石流灾害预报预警。

从泥石流灾害预警实践看，上述现有技术均存在不同的技术缺陷。第1类技术中，由于泥石流流域内不同位置处的含水量和孔隙水压力可能都不同，要确定泥石流含水量或孔隙水压力临界预警阈值技术手段复杂，因此较难应用于工程实践；第2类技术中，由于泥石流发生时都是暴雨期间或晚上，从视频根本观察不到泥石流，因而预警/预报方法的实用性较低；第3类技术中，由于易于将泥石流产生的振动(次生)信号与外界干扰产生的振动(次生)信号混淆而导致误报，因此大规模推广应用较受限。

实用新型内容

为实现上述目的，本发明首先提供一种接触式泥石流运动参数监测装置，其技术方案如下：

接触式泥石流运动参数监测装置，包括柱状监测桩；柱状监测桩通过其下部区域固定在泥石流沟道底床中，柱状监测桩上部区域布置参数监测传感器，参数监测传感器分别通过信号传输线路与信号采集装置联接；其特征在于：

所述监测传感器包括超声波泥位传感器、冲击力传感器、加速度传感器；

所述超声波泥位传感器布置在冲击力传感器上方；所述加速度传感器布置在柱状监测桩上部区域内部。

上述接触式泥石流运动参数监测装置是一种固定在泥石流沟道底床中的监测装置。监测装置以柱状监测桩为主体及支撑固件。柱状监测桩下部固定在泥石流沟床中，上部出露在沟床底面以外。在柱状监测桩上 部布置有多种参数监测传感器，参数监测传感器分别通过信号传输线路与信号采集装置联接，共同构成接触式泥石流运动参数监测装置的数据采集固件。监测传感器包括超声波泥位传感器、冲击力传感器、加速度传感器。其中，加速度传感器布置在柱状监测桩上部区域，其下依次布置超声波泥位传感器与冲击力传感器。

一般地，超声波泥位传感器距离泥石流沟道底床地面高度为h，h＞D，D是泥石流沟道内最大泥深，具体可设计为h＝1.5m+D。冲击力传感器包括自下向上布置的下位冲击力传感器、中位冲击力传感器、上位冲击力传感器，分别距离泥石流沟道底床地面高度为h₁、h₂、h₃，h₃＜D。具体可设计为h₁＝0.5m～1.0m、h₂＝1.0m+h₁、h₃＝2.0m+h₁。加速度传感器布置在距离泥石流沟道底床地面高度为位置处。

上述接触式泥石流运动参数监测装置的数据采集固件是整合冲击力、振动、加速度、速度以及位移、应变计等传感器与数据采集于监测钢管内形成的综合数据采集系统。柱状监测桩的高度可首先在调查确定泥石流沟道最大泥深D和爬高的基础上确定。泥石流发生后，泥石流冲击柱状监测桩，使其产生振动、冲击并导致结构产生内力与变形响应。相关结构动力响应通过传感器和数据采集系统进行实时监测。