一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统，包括至少一个基站监测系统和综合控制系统，基站监测系统包括GPS定位模块、无线传感器、压力传感器、雨量计、液位传感器、倾角传感器和超声泥位计，综合控制系统包括无线通信模块、GIS模块、中央处理器、存储模块和报警模块；GPS定位模块、压力传感器、雨量计、液位传感器、倾角传感器和超声泥位计分别与无线传感器连接，无线传感器与无线通信模块连接，无线通信模块与中央处理器相连。本实用新型专利技术根据采集到的压力数据、地下水位、倾角数据、泥位数据，确定泥石流发生与否以及规模的大小，实现了堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临预警。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地质灾害风险及其评估
，涉及一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统，特别是一种用于堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统。
技术介绍
2008年5月12日以及后面所发生的地震诱发了大量的堰塞湖，堰塞湖的存在犹如一个定时炸弹对下游的居民安全造成严重的威胁，所以国家相关单位对大量的堰塞湖进行了人工泄洪，对下游人民的威胁暂时消除了，但是随之而来的是堰塞湖泄洪后残留的不稳定的堰塞坝体在暴雨作用下形成规模巨大的泥石流对于我们又是一个挑战。所以很有必要形成一种用于堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统减少对下游居民的人生安全具有非常重要的意义。泥石流是一种全球性的自然灾害，泥石流因其形成过程复杂、爆发突然、来势凶猛、历时短暂、破坏力强而成为山区经济建设的一大灾害。不同于以往的泥石流堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体在暴雨作用下形成的泥石流，可在瞬间产生大量的固体物源，在暴雨作用下具有极大的破坏力，严重危及人民生命和财产。所以如何对该种泥石流爆发尽可能的做到预警以减少泥石流的危害，显的十分重要，本技术对于泥石流爆发的主要因素结合无线传感网技术，以达到对泥石流预警具有非常重要的意义。在泥石流灾害中，泥石流之所以叫泥石流主要是它是含有大量的泥沙以及石块的特殊洪流，所以它的性质决定了它必须要有丰富的固体物源，而堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体两侧分布有大量的碎石土，坡度较陡，自身稳定性差，在暴雨及其暴雨诱发的洪水作用下很容易垮塌，为泥石流的形成提供丰富的物源，因此在该预警方法中重点要用到的传感模块就是液位传感器、倾角传感器和雨量传感器。还要考虑如果他们失效后如何通过压力传感器来确保该预警方法不会失效，通过无线传感网技术将大量多种类传感器节点（传感、采集、处理、收发、网络于一体）组成自治的无线网络,实现对物理世界的动态协同感知。它能实时、动态获得物理世界的传感信息，并且将相关信息与通讯主干网融合，实现了现有的计算机网络虚拟世界向真实物理世界的延伸,改变了人类和自然界交互的方式，构建了真正意义上的完整的信息化系统。正是基于此，有必要提供一种用于堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统。目前泥石流领域监测预警技术还不太成熟，取得的一系列成果，尤其针对降雨型泥石流。但是在山区，降水落区很难把握，无法满足山洪泥石流等山地灾害监测预警对降雨信息的需求;另外，雨量计只是对单个点的测量，不能代表其他地方降雨量，那样就要增加雨量计的密度，成本会提高、管理难度大且数据容易出错，无法满足泥石流预警对降雨条件需求。该技术在现有成熟技术的基础上，利用该类泥石流爆发的特殊性——物源区比较明确，可以给监测中心提供比较准确的预报，该预警方法可以在几个主要点设置雨量计，其他地方可以不用设置。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种根据采集到的压力数据、地下水位、倾角数据、泥位数据，确定泥石流发生与否以及规模的大小，实现了堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临预警的泥石流临灾预警系统。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统，包括至少一个基站监测系统和综合控制系统，所述的基站监测系统包括GPS定位模块和无线传感器，以及压力传感器，设置在堰塞坝体的底部两侧；雨量计，设置在无遮挡物的空旷地面上；多个液位传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；多个倾角传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；超声泥位计，设置在泥石流的流通区内，位于沟道顺直无弯曲分叉且沟岸稳定保持断面不变处；综合控制系统包括无线通信模块、GIS模块、中央处理器、存储模块和报警模块；GPS定位模块、压力传感器、雨量计、液位传感器、倾角传感器和超声泥位计分别与无线传感器连接，无线传感器与无线通信模块连接，无线通信模块与中央处理器相连，中央处理器还分别连接GIS模块、报警模块和存储模块。进一步地，所述的预警系统还包括一远程监控系统，所述的远程监控系统与综合控制系统通过无线通信模块连接。进一步地，所述的GPS定位模块采用榄核状的GPS定位仪，因为榄核状阻力最小，GPS定位仪的外壳用Basell公司推出透明、兼有刚性和韧性的PP抗冲击共聚物，因为它具有高流动性能，防水，韧性较强，能够抵抗较强的冲击，同时具有较大的浮力，GPS定位仪内部安装正反两个GPS芯片，从正反两面接收信号。进一步地，所述的GPS定位预警系统设有多个GPS定位模块，多个GPS定位模块分别安装在在沟谷的凹岸、堰塞坝体的顶部、支沟的沟口、沟道内前期泥石流残留堆积物中和残留堰塞坝体的坡脚处。进一步地，所述的无线通信模块包括GPRS通信模块、SMS通信模块、3G通信模块或Wi-Fi通信模块中的一种或多种的组合。进一步地，所述的雨量计采用压力式雨量计。本技术的有益效果为：本技术采用压力传感器、雨量计、液位传感器、倾角传感器和超声泥位计对泥石流的主要物源进行实时监测，并通过GPS定位模块对监测区域进行定位，通过GIS模块得到的监测区域地貌；根据采集到的压力数据、地下水位、倾角数据、泥位数据，确定泥石流发生与否以及规模的大小，实现了堰塞湖泄洪后残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临预警；通过本技术的预警系统，能够为当地居民避灾提供充足时间，将灾害损失降到最低。附图说明图1为本技术的预警系统结构模块图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术的技术方案。如图1所示，本技术的一个实施例中公开了一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统，包括至少一个基站监测系统和综合控制系统，基站监测系统包括GPS定位模块和无线传感器，以及压力传感器，设置在堰塞坝体的底部两侧。当堰塞坝体在降雨作用下垮塌时，压力传感器的数值会瞬间增大，压力传感器将测得的压力值传到监测人员进行分析，得出该滑塌的体积的大小，来预测其是否会为泥石流提供大量的物源。压力传感器将测得的压力值传给集成在无线传感器内的GPRS模块，GPRS模块将通过GPRS网络将数据传回综合控制系统，供监测人员处理与分析，判断该位置是否发生垮塌，以及垮塌的规模大小。雨量计，设置在无遮挡物的空旷地面上；该雨量计和集成在无线传感器内的GPRS模块连接，对雨量值实时采集、处理、上传，雨量计采用压力式雨量计，该压力式雨量计具有实时性好、精度高、受环境影响小的优点，能较好的满足现有气象观测的要求；遇到冰冻或降雪等情况，可能会堵住漏斗口，或无法实时测量时，可采用小功率的电热管来加热融化以备后用。多个液位传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；多个倾角传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；沿着堰塞坝体的临空方向依次设置多个孔洞，运用液位传感器和倾角传感器，主要由于堰塞坝体前缘，受水流的冲刷作用下，不稳定块体崩滑，所以对于地下水位的监测是首要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统，其特征在于，包括至少一个基站监测系统和综合控制系统，所述的基站监测系统包括GPS定位模块和无线传感器，以及压力传感器，设置在堰塞坝体的底部两侧；雨量计，设置在无遮挡物的空旷地面上；多个液位传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；多个倾角传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；超声泥位计，设置在泥石流的流通区内，位于沟道顺直无弯曲分叉且沟岸稳定保持断面不变处；所述的综合控制系统包括无线通信模块、GIS模块、中央处理器、存储模块和报警模块；所述的GPS定位模块、压力传感器、雨量计、液位传感器、倾角传感器和超声泥位计分别与无线传感器连接，无线传感器与无线通信模块连接，无线通信模块与中央处理器相连，中央处理器还分别连接GIS模块、报警模块和存储模块。

【技术特征摘要】
1.一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统，其特征在于，包括至少一个基站监测系统和综合控制系统，所述的基站监测系统包括GPS定位模块和无线传感器，以及
压力传感器，设置在堰塞坝体的底部两侧；
雨量计，设置在无遮挡物的空旷地面上；
多个液位传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；
多个倾角传感器，分别设置在沿堰塞坝体临空方向依次设置的每个孔洞内；
超声泥位计，设置在泥石流的流通区内，位于沟道顺直无弯曲分叉且沟岸稳定保持断面不变处；
所述的综合控制系统包括无线通信模块、GIS模块、中央处理器、存储模块和报警模块；
所述的GPS定位模块、压力传感器、雨量计、液位传感器、倾角传感器和超声泥位计分别与无线传感器连接，无线传感器与无线通信模块连接，无线通信模块与中央处理器相连，中央处理器还分别连接GIS模块、报警模块和存储模块。
2.根据权利要求1所述的一种残留堰塞坝体在暴雨下形成泥石流临灾预警系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佩佩，陈亮，燕俊松，蔺力，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：新型
国别省市：四川;51