[发明专利]一种基于压力传感技术的河道崩岸实时监测装置

说明书

本发明公开了一种基于压力传感技术的河道崩岸实时监测装置，包括压力感应模块，中央处理模块，数据传输模块，电力供应模块；所述压力感应模块包括用于测量崩退宽度的水平和/或倾斜线型压力感应模块，所述中央处理模块能够将压力感应模块传输的压力值通过预先设定的算法转化为岸线的崩退宽度数据，并对数据进行储存；所述数据传输模块用于将河岸崩退距离信息传送至远程终端。本发明装置利用土体，水体和空气的密度差异以及压力传感技术，建立起岸线崩退宽度与河岸一定埋深处垂直于河道方向上的若干压力测点数据的相关关系，并将上述压力测点数据转化为岸线崩退宽度数据进行实时储存、传送至远程终端，实现了崩岸监测的智能化和信息化。

技术领域

本发明涉及一种监测装置，尤其涉及一种河道崩岸的实时监测装置。

背景技术

崩岸是冲积河流河床演变过程的重要组成部分，在长江中下游等河段普遍存在崩岸现象。据不完全统计，60余年来，长江中下游累计发生崩岸长度超过1600km。三峡工程运用后，2003—2013年长江中下游干流河道共发生崩岸险情698处，累计崩岸长度约521km。尤以荆江河段最为严重，累计崩岸总长达42.3km，年均崩退速率约为15.0m/a，其中荆98断面崩岸强度较大，年均崩退速率达37.3m/a(2002～2008年)。崩岸影响长江干堤防洪安全，危及沿岸基础设施安全和航运发展，严重威胁沿江经济社会发展和人民生命财产安全。

2012年11月11日，长江下游龙门口下段尾部发生坍江窝塘，口宽长度约185m，中间宽475m，坍进265m，坍失征润洲江滩面积约8.47hm²。2016年12月11日，长江龙门口下游引航道入江口处又发生窝崩险情，窝塘内横向宽度约450m，窝塘口门宽度190m，窝崩形成的窝塘面积约18.67hm²。窝崩对金山湖水利工程——引航道枢纽的运行构成了严重威胁。

2016年7月22日上午，长江中游湖北省黄冈长江干堤茅山堤团林段(桩号148+850～148+950)堤外发生水下崩岸险情。据现场目测，崩岸呈弧形，长约100m，宽约20m，距堤脚最近距离约20m。根据2006年5月和2014年2月水下地形图对比分析，崩岸处10m等高线从距堤最近约195m崩退至约120m，岸坡最陡坡度由1∶9.10冲刷至1∶2.25。由于弯道水流作用回流淘刷，加上岸坡抗冲能力弱，近岸边坡逐渐变陡，导致岸坡崩塌，影响着长江干堤保护区内约10万人和1万hm²耕地的防洪安全。

由此可见，崩岸影响水工建筑物、堤防及防洪安全，必须引起足够的重视。但崩岸发生具有很大的突发性和不确定性。现有的崩岸监测预警方法，如稳定坡比法、深泓预测法等只能对崩岸险情是否发生做出大致估计，不能对崩岸的规模和危害性做出合理的预测，也不能实时监测岸线崩退的过程。目前崩岸监测方法大多为人工巡逻查勘，这种监测方法的主要缺点是监测时间间隔较长、数据信息采集不及时。因此亟需一套实用性较强的崩岸实时监测装置，在崩岸未发生或是发生过程中的对河岸岸坡变化进行实时监测。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种能够对局部河岸崩退过程进行实时监测并能进行数据实时传输的装置。

本发明通过利用空气、水体与土体的密度差异，建立起河岸崩退宽度与同深度下数组压力测量值之间的相关关系，之后通过控制型单片机或微型电脑RaspberryPi运用特定算法将数组压力测量值数据转化为河岸崩退宽度数据进行实时储存，并且采用有线局域网将监测数据自动实时进行远距离传输。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种基于压力传感技术的河道崩岸实时监测装置，包括：

压力感应模块，用于测量压力感应模块所埋河岸环境承载的压力；

中央处理模块，至少用于根据包括压力感应模块所埋河岸环境承载的压力在内的数据计算河岸崩退距离；