[发明专利]基于温度传感的泥石流监测方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于温度传感的泥石流监测系统，包括传感加热系统，所述传感加热系统包括数据传输模块、数据接收模块、电源模块和至少一个传感加热单元，所述传感加热单元包括固定在一起的加热元件和温度传感器，工作时，接通电源模块对加热元件加热，使得数据接收模块反馈测点温度变化时程，若测点温度发生显著变化，则进行泥石流预警。该泥石流监测方法是对设置在钢板混凝土悬臂桩体内的加热元件进行加热，测点温度保持稳定；当监测到测点温度发生显著变化时，即可进行泥石流预警。本发明能降低测点选址要求、提高测点覆盖面，提高监测装置的结构稳定性，且能减小信号干扰源，提高信噪比。

技术领域

本发明涉及泥石流监测领域，具体涉及一种基于温度传感的泥石流监测方法与系统。

背景技术

泥石流是山区常见的自然灾害，以掏蚀、淤埋和冲击等方式对下游居民、生态环境造成危害。为了减小泥石流所造成的人员伤亡和财产损失，一种方案是开展泥石流防治工程，如：设置泥石流拦挡坝，拦截泥石流中的石块，降低泥石流对下游的冲击破坏，同时也可以通过拦截泥石流的固体物质，减少泥石流冲入主河中的总量，降低堵塞主河的风险，保证主河的水利工程安全。另一种方案是进行泥石流的监测预警，即在泥石流沟道的上游布置各类监测仪器或系统，如：雨量计、泥位计、次声监测系统、视频监控系统等。当泥石流发生且未到达下游聚居区前，上述监测仪器或系统的监测信号达到预警阈值时，自动发布预警信号，使下游居民拥有足够的时间及时逃散，减小人员伤亡。上述两种方案均是直接关乎下游工程和居民安全的重要减灾措施。由于泥石流防治工程的布置区域有限，且并不能保证万无一失，因此，泥石流监测预警的准确性和及时性就显得尤为重要。在受泥石流威胁的聚居区、交通干线和水利水电工程等重要场所都需布置泥石流监测预警系统，因此，研发测点覆盖面广、监测装置整体稳定性高、监测数据准确可靠的泥石流监测预警系统具有重要的社会意义和工程应用价值。

目前泥石流监测预警主要采用非接触式监测方法，泥位计即为其中应用最为广泛的监测仪器之一，其监测原理为：通过泥位计发射激光或声波信号，该信号遇到障碍后会发生反射，反射信号再被泥位计接收。通过测量发射信号与接收信号之间的时间差Δt，并利用光波和声波的波速即可计算发射端到反射端的距离。首先，在发生泥石流前，通过泥位计测量泥位计至泥石流沟道河床的距离H₀，作为基准值。若发生泥石流，在泥石流沟道内会形成泥石流堆积体，此时，反射面上移，泥位计测量的距离变为H₁，H₀-H₁即为泥位深度，通过监测泥位深度的变化来实现泥石流的监测预警。采用泥位计进行监测的方法存在以下的缺点：

(1)安装泥位计的安装支架需要固定在不受泥石流影响的稳固地段，对测点的选址要求较高，泥石流沟道的弯道区段不宜布置，测点覆盖面较窄；

(2)当泥石流沟道宽度较大时，安装支架的悬挑长度较长，当风力较大时，安装支架的稳定性难于保证；

(3)信号载体主要为电磁信号，容易受电磁干扰。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的在于提供一种利用温度变化规律来监测泥石流的系统与方法，该装置能够降低测点选址要求、提高测点覆盖面，且能提高监测装置的结构稳定性，减小信号干扰源，提高信噪比。该发明利用温度变化规律结合传热学理论，提供了一种有效而快捷的泥石流预测方法。

本发明通过下述技术方案实现：