一种江河崩岸预警方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种江河崩岸预警方法，包括监测崩岸危险段的岸壁高度，近岸流速和水深，并采集河岸土样的土工参数；开展物理模型实验，获得不同岸壁高度、近岸水深情况下的后退距离和坍塌贡献率；开展数值模拟，获得不同岸壁高度、近岸水深情况下的后退距离和坍塌贡献率；建立后退距离与岸壁高度、近岸水深的拟合曲线以及坍塌贡献率与岸壁高度、近岸水深的拟合曲线；基于拟合曲线、岸壁高度和近岸流速计算河岸安全系数；判断河岸安全系数是否大于预设的安全系数阈值，若判断结果为是，则进行崩岸预警提示，若判断结果为否，则返回计算河岸安全系数。本发明专利技术耦合土力学和水沙运动力学建立崩岸拟合公式，提供可靠的条崩型崩岸预警方法。提供可靠的条崩型崩岸预警方法。提供可靠的条崩型崩岸预警方法。

【技术实现步骤摘要】
一种江河崩岸预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及水文预警
，尤其是指一种江河崩岸预警方法及系统。

技术介绍

[0002]江河崩岸是一种危害性较大的自然灾害，严重影响沿江堤防的防洪安全和河势稳定，对沿江生态环境保护、建设现代化经济体系意义重大。根据外观形态不同，崩岸可分为洗崩、条崩和窝崩。其中，条崩在长江中下游河段尤为常见。
[0003]目前对于条崩型崩岸的研究大多从河道历史演变，水沙条件变化和崩岸时空分布规律入手，崩岸的力学机理尚不完全清晰，缺少可靠的预报预警方法。现有的崩岸预警方法大多基于临界崩塌高度、崩塌临界坡度、以及崩岸临界启动流速等单一参数来评定崩岸预警段等级。然而，条崩型崩岸涉及多学科内容，从机理上可分为两个阶段: 岸壁下部水流冲刷引起的边壁侵蚀（水力学过程），以及岸壁上部土块自重引起的边壁坍塌（土力学过程）。现有的预警方法仅从单一角度着手，无法准确预测水力学和土力学共同作用下的崩岸过程。
[0004]因此，迫切需要提供一种江河崩岸预警方法以克服现有技术存在的上述问题。
专利技术内容
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种江河崩岸预警方法，其特征在于，包括：选定崩岸危险段，连续监测崩岸危险段的岸壁高度，近岸流速和水深，并采集崩岸危险段的河岸土样，测量所述土样的土工参数；开展物理模型实验，根据土工参数重塑岸壁，获得不同岸壁高度、近岸水深情况下崩岸引起的后退距离和坍塌贡献率；开展数值模拟，通过模拟崩岸过程，获得不同岸壁高度、近岸水深情况下崩岸引起的后退距离和坍塌贡献率；根据物理模型实验和数值模拟结果，建立后退距离与岸壁高度、近岸水深的拟合曲线，以及坍塌贡献率与岸壁高度、近岸水深的拟合曲线；基于后退距离的拟合曲线、坍塌贡献率的拟合曲线、岸壁高度和近岸流速计算河岸安全系数；判断所述河岸安全系数是否大于预设的安全系数阈值，若判断结果为是，则进行崩岸预警提示，若判断结果为否，则返回计算河岸安全系数。2.如权利要求1所述的江河崩岸预警方法，其特征在于，根据土工参数重塑岸壁，获得不同岸壁高度、近岸水深情况下崩岸引起的后退距离的方法包括：在岸壁顶部安装拍摄设备，利用所述拍摄设备定时拍摄崩岸过程中的照片，并在岸壁顶部涂刷网格线，在网格线的四个角落放置棋盘格；采用棋盘格对拍摄的照片进行畸变修正，根据网格线在拍摄照片上建立坐标系；描绘崩岸后的岸线，根据坐标系换算，计算崩岸引起的后退距离。3.如权利要求1所述的江河崩岸预警方法，其特征在于，根据土工参数重塑岸壁，获得不同岸壁高度、近岸水深情况下崩岸引起的坍塌贡献率的方法包括：在岸壁附近安装旋桨式流速仪和测深仪，测量近岸水深和中间层流速的实时变化；根据近岸中间层流速计算岸壁侵蚀速率；根据岸壁侵蚀速率计算坍塌贡献率如下：式中，为实验开始至崩岸发生所经历的时间，为近岸水深，为岸壁侵蚀速率，为岸壁高度，表示崩岸引起的后退距离。4.如权利要求1所述的江河崩岸预警方法，其特征在于，在开展数值模拟时，分别采用应力
‑
应变分析法和极限平衡法模拟崩岸过程，获得不同岸壁高度、近岸水深情况下崩岸引起的后退距离和坍塌贡献率。5.如权利要求1所述的江河崩岸预警方法，其特征在于，建立后退距离与岸壁高度、近岸水深的拟合曲线的方法包括：根据物理模型实验和数值模拟结果，建立拟合曲线如下：式中，B和D为拟合系数，D
r
为崩岸引起的后退距离，H
b
为岸壁高度、H
w
为近岸水深。
6.如权利要求1所述的江河崩岸预警方法，其特征在于，建立坍塌贡献率与岸壁高度、近岸水深的拟合曲线的方法包括：根...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵堃，龚政，张凯丽，唐帅，康彦彦，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：