震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统，该系统通过远程测控终端采集的网络数据传输远程数据监测中心。主要是对震后松散山体的砂石失稳动态进行观测；采用远程测控终端（RTU）用于对地震后河谷两侧山体松散颗粒运动的滑坡进行观测；采用高清摄像头对示踪颗粒下滑距离，坡面凹槽形态、深度与示踪颗粒起动进行监测，利用无线数据发射模块实时向RTU上传收集到的砂石积物重量，用染色石头在旋风带动下监测染色石头移动的方向和距离，根据记录时间与染色石头离测量标杆的距离来计算出松散下滑速度。本发明专利技术通过手机、电脑、平板电脑远程查看震后山体松散失稳段动态情况，查看TF卡中的记录，为有关部门提供数据资料。

【技术实现步骤摘要】
震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统
本专利技术涉及一种震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统。
技术介绍
岷县，位于甘肃省南部，地处青藏高原东麓与西秦岭陇南山地接壤区，分布在洮河流域及蒲麻河、湫山河、闾井河上游，山地纵横，山势陡峻，海拔较高，沟谷深，浅切割，中度侵蚀。相对高差在400—1000米之间。山坡为沉积、残积及第四纪薄层风积黄土覆盖，水土流失比较严重，山脊岩体裸露，沟地少阶地，地层均为浅变质的板岩、砂岩、灰岩等。仅在浸入体的边缘和断裂带的两侧有接触变质的黑云母片岩、绢片岩、千枚岩和角岩以及动力变质的糜棱岩、角砾岩、压磷岩等。山体分化、破碎严重。2013年7月22日07时54分在甘肃省定西市岷县、漳县交界（北纬34.5度，东经104.2度）发生3.4级地震，震源深度7千米。造成人员伤亡，国家财产遭受严重损失。中国地震台网披露：岷县地处南北地震带中的临潭—宕昌断裂带上，该断裂带所在的南北地震带，山体构成南部与北部新的复式斜褶皱构造，并且在断层构造的两盘形成次级推覆构造。震中附近岩浆岩斜坡表层强风化强卸荷岩体在近断层强烈地震力作用下大规模溃崩，崩滑体后壁粗糙陡立，残留部分震裂松弛岩体，崩滑体堆积于坡脚形成大规模的散粒体边坡，造成崩滑体后壁的震裂松弛岩体极不稳定，在较强河谷风的扰动下，频繁地生倾倒坠落失稳，强烈冲击下部的堆积体，诱发处于自然休止角的散粒体边坡发生较大规模的滑塌。同时，较强的山谷风经过河流掏蚀等原因诱发坡面较大规模失稳而形成的陡坎时，产生强烈的涡旋，卷起细小颗粒，导致较为粗大的碎块石由于支撑部位细颗粒被不断掏蚀而倾倒失稳，生态环境较为脆弱，斜坡中上部陡缓转折端裸露的陡立岩体在河谷风作用下产生了强烈的物理化学风化，特别是岩性较为软弱的杂砂岩地区陡壁裸露岩体，由于灰岩与其间的板岩及砂岩差异风化而形成大量风蚀凹腔。强劲的河谷风在拉陷槽内形成较强的涡旋，将促使处于极限状态的侧壁进一步失稳，由于岩体产生裂缝，瞬时的暴雨和强降雨深入岩体深部，导致岩体崩塌、滑坡，形成泥石流。直接威胁坡脚交通干线的安全运行。为此，建立一套远程动态监测设备对震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡进行监测，为有关部门提供信息数据，对于保障人民财产安全发挥重要作用。
技术实现思路
基于上述，本专利技术的目的旨在提供一种震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统，该系统通过远程测控终端（RTU）采集的网络数据传输远程数据监测中心，主要是对震后松散山体的砂石失稳动态进行观测，即包括震前风速、风向、雨量及河谷风的强劲动态观测与失稳松散颗粒下滑速率和输砂率的监测；测试颗粒下滑速率在单位时间内由示踪颗粒砂石下滑距离，监测砂石失稳诱发滑坡产生的输砂量。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统，主要是由松散崩坡散粒体失落积物自动无线远程收集器、二维超声波风速风向仪、远程测控终端（RTU）、太阳能供电装置、雨量传感器、散粒流失测量标杆、无线高清摄像头、砂石积物称重收集筒、砂石收集口、称重传感器、收集到的砂石积物、崩坡积物、数据监测中心、ATB470M无线接收传输模块和多路称重无线变送器构成，其特征是在山体松散失稳段高处设立支架，支架上装有二维超声波风速风向仪、远程测控终端（RTU）、太阳能供电装置、雨量传感器和无线高清摄像头；在塌区风蚀凹腔和松散崩坡积物之间，河流与山谷形成强劲的谷风气流冲击下，震后的山体形成旋回粗颗粒层、旋回细颗粒层、泥石流堆积层、滑塌失稳层和散粒体斜坡；旋涡气流、气流涡旋、扬尘弥漫在掏空失落碎石间，在此间，布设松散崩坡散粒体失落积物自动无线远程收集器和散粒流失测量标杆，在塌区风蚀凹腔和松散崩坡积物的可蚀颗粒中，放置涂识标号染色示踪颗粒，在塌区风蚀凹腔和松散崩坡积物的下方设置砂石积物称重收集筒，筒内可贮存从砂石收集口收集到的砂石积物和崩坡积物；砂石积物称重收集筒一侧粘贴ATB470M无线接收传输模块，底部置有称重传感器和多路称重无线变送器，远程测控终端在现场全方位监控，并通过远程无线信号将采集网络数据传输远程数据监测中心。本专利技术的优点和产生的有益效果是：1、该系统通过远程测控终端（RTU）采集的网络数据传输远程数据监测中心，主要是对震后岩斜坡表层强风化崩滑体后堆积于坡脚形成的泥石流堆积物和崩坡积物进行动态监测；对风载作用下坡顶陡壁的震裂岩体失稳坠落于的细颗粒、粗颗粒向坡脚滚动进行动态监测；对气流通过散粒体斜坡表面风蚀形成的凹槽（腔）进行动态监测。为有关部门提供数据资料。2、本专利技术针对气流涡旋诱发型散粒体斜坡表面颗粒在风载作用下的起动过程及运动特征，采用远程测控终端（RTU）用于对地震后河谷两侧山体松散颗粒运动的滑坡进行观测，主要是对松散山体的砂石失稳进行观测，即包括河谷风的强劲动态观测与失稳松散颗粒下滑速率和输砂率的观测。3、本专利技术通过高清摄像头监测示踪颗粒下滑距离，监测坡面凹槽形态、深度与示踪颗粒起动、下滑距离，运用皮托管流场测量装置测量凹槽内外的流场结构特征。4、本专利技术采用用收集松散山坡上失落散粒积物仪器，利用无线数据发射模块实时向RTU上传收集到的砂石积物重量，帮助研究观测人员分析坡度抗旋风承载能力。5、本专利技术用染色石头在旋风带动下监测染色石头移动的方向和距离，根据记录时间与染色石头离测量标杆的距离可以计算出松散下滑速度；标杆上有测量刻度，染色上有和测量标杆一致的标号。监测周围松散沙粒堆积、滑落深度。探索风速与散落体凹腔以及砂砾冲击能量及冲击频率与斜坡失稳规模之间的关系。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2为数据监测中心示意图。具体实施方式下面，结合附图，对本专利技术的技术方案再作进一步的说明：如图1-2所示，一种震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统，含有塌区风蚀凹腔1、松散崩坡积物2、松散崩坡散粒体失落积物自动无线远程收集器3、可蚀颗粒4、旋回粗颗粒层5、旋回细颗粒层6、泥石流堆积层7、滑塌失稳层8、散粒体斜坡9、强劲的谷风气流10、旋涡气流11、气流涡旋12、扬尘13、掏空失落碎石14、二维超声波风速风向仪15、远程测控终端（RTU）16、太阳能供电装置17、雨量传感器18、标号染色示踪颗粒19、散粒流失测量标杆20、无线高清摄像头21、砂石积物称重收集筒22、砂石收集口23、称重传感器24、收集到的砂石积物25、崩坡积物26、河流27、远程无线信号28、数据监测中心29、ATB470M无线接收传输模块30、多路称重无线变送器31。为了监测震后强劲河谷风涡旋诱发滑坡，在山体松散失稳段高处设立支架，支架上装有二维超声波风速风向仪15、远程测控终端（RTU）16、太阳能供电装置17、雨量传感器18和无线高清摄像头21，组成自动风速、风向、雨量监测站。远程测控终端（RTU）16是面向震区信号采集和现场高性能控制器，采用工业级Cortex-A8高性能处理器和OL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统，主要是由松散崩坡散粒体失落积物自动无线远程收集器（3）、二维超声波风速风向仪（15）、远程测控终端（RTU）（16）、太阳能供电装置（17）、雨量传感器（18）、散粒流失测量标杆（20）、无线高清摄像头（21）、砂石积物称重收集筒（22）、砂石收集口（23）、称重传感器（24）、收集到的砂石积物（25）、崩坡积物（26）、数据监测中心（29）、ATB470M无线接收传输模块（30）和多路称重无线变送器（31）构成，其特征是在山体松散失稳段高处设立支架，支架上装有二维超声波风速风向仪（15）、远程测控终端（RTU）（16）、太阳能供电装置（17）、雨量传感器（18）和无线高清摄像头（21）；在塌区风蚀凹腔（1）和松散崩坡积物（2）之间，河流（27）与山谷形成强劲的谷风气流（10）冲击下，震后的山体形成旋回粗颗粒层（5）、旋回细颗粒层（6）、泥石流堆积层（7）、滑塌失稳层（8）和散粒体斜坡（9）；旋涡气流（11）、气流涡旋（12）、扬尘（13）弥漫在掏空失落碎石（14）间，在此间，布设松散崩坡散粒体失落积物自动无线远程收集器（3）和散粒流失测量标杆（20），在塌区风蚀凹腔（1）和松散崩坡积物（2）的可蚀颗粒（4）中，放置涂识标号染色示踪颗粒（19），在塌区风蚀凹腔（1）和松散崩坡积物（2）的下方设置砂石积物称重收集筒（22），筒内可贮存从砂石收集口（23）收集到的砂石积物（25）和崩坡积物（26）；砂石积物称重收集筒（22）一侧粘贴ATB470M无线接收传输模块（30），底部置有称重传感器（24）和多路称重无线变送器（31），远程测控终端（16）在现场全方位监控，并通过远程无线信号（28）将采集网络数据传输远程数据监测中心（29）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种震后山体松散失稳段在强劲河谷风涡旋易诱发滑坡远程动态监测系统，主要是由松散崩坡散粒体失落积物自动无线远程收集器（3）、二维超声波风速风向仪（15）、远程测控终端（RTU）（16）、太阳能供电装置（17）、雨量传感器（18）、散粒流失测量标杆（20）、无线高清摄像头（21）、砂石积物称重收集筒（22）、砂石收集口（23）、称重传感器（24）、收集到的砂石积物（25）、崩坡积物（26）、数据监测中心（29）、ATB470M无线接收传输模块（30）和多路称重无线变送器（31）构成，其特征是在山体松散失稳段高处设立支架，支架上装有二维超声波风速风向仪（15）、远程测控终端（RTU）（16）、太阳能供电装置（17）、雨量传感器（18）和无线高清摄像头（21）；在塌区风蚀凹腔（1）和松散崩坡积物（2）之间，河流（27）与山谷形成强劲的谷风气流（10）冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀南，康建芳，赵爱国，艾鸣浩，李红星，冯克庭，敏玉芳，赵彦博，
申请(专利权)人：中国科学院西北生态环境资源研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62