一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统和方法技术方案

一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统和方法，包括设置于滑坡上的拉线位移计，滑坡正对岸的边坡雷达，用于对拉线位移计和雷达供电的供能设备，置于供能设备上的远程数据传输设备，安装在居民集中地的声光预警设备，设立在工作站中的电脑

【技术实现步骤摘要】
一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统和方法
。

技术介绍

[0002]大型水利枢纽工程建成后，在岩体劣化
、
库水位周期性波动引起的地下水位线的变化等多种影响下，库区内不少边坡逐渐失稳，水库滑坡频繁发生
。
库岸边坡失稳崩滑冲击水体后会产生涌浪，涌浪在库区内长距离传播会危害库区内的航道与沿岸的人类活动带
。
例如
2003
年7月
13
日千将坪滑坡发生时，滑体前缘冲到青干河右岸瞬时形成高于
30m
的涌浪，造成房屋倒塌
、
青干河断流，伤亡
10
余人，直接经济损失巨大
。2013
年7月，溪洛渡水库发生黄坪滑坡，涌浪造成
12
人死亡
。2015
年6月巫山县大宁河一区域发生滑坡形成
6m
高的涌浪，造成
13
艘船只的翻沉
、2
人死亡和4人重伤
。
[0003]当前的被使用的滑坡涌浪预警主要依赖于滑坡预警预报，滑坡失稳即判断为滑坡涌浪事件的发生
。
目前滑坡预警系统尚不能准确预测滑坡发生时间，均是通过应力位移监测数据的波动提前一定时间判断滑坡是否失稳，属于概率性预报
。
并且在滑坡发生过程中坡面以及坡内的监测设备多数会被损坏而失去运行能力，对滑坡的破坏区域/>、
破坏形式都无法及时确认，更无法及时得出滑坡的速度以及破坏的方案，准确预报出滑坡涌浪的浪高以及威胁的区域
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统和方法，用于解决现有滑坡涌浪预警不能准确预测滑坡发生时间
、
破坏形式都无法及时确认和无法及时得出滑坡的速度以及破坏的方案，以及无法准确预报出滑坡涌浪的浪高以及威胁的区域的问题
。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统，包括设置于滑坡所在岸坡的多个拉绳式位移计
、
数据采集发送模块和插入在岸坡上的多根锚杆，拉绳式位移计中的拉环连接在锚杆上；在滑坡所在岸坡的对岸设置有涌浪感应单元
、
边坡雷达
、
数据采集兼传输模块；拉绳式位移计将检测到数据通过数据采集发送模块传送给电脑，涌浪感应单元和边坡雷达将检测到数据通过数据采集兼传输模块传送给电脑
。
[0007]一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统的方法，包括如下步骤：
[0008]S1、
多个拉绳式位移计实时采集滑坡局部的变形数据，利用数据采集发送模块将数据传输到远端的电脑，电脑自动比对各拉绳式位移计传输过来的每组数据，当某组数据位移大于位移临界值，则启动边坡雷达和涌浪感应单元；
[0009]S2、
边坡雷达启动后立即进入工作状态对滑坡进行实时的监测，获得滑坡坡面变形的高精度形变信息，并将坡面形变信息通过数据采集兼传输模块实时传输到远端的电脑中；
[0010]S3、
随边坡雷达一同开机的涌浪感应单元实时获取库水位的深度；
[0011]S4、
电脑利用边坡雷达获取的坡面变形数据和涌浪感应单元获取的水深进行滑坡涌浪计算，滑坡涌浪计算结果达到某一临界值时，电脑发出预警信息给声光预警系统；
[0012]S5、
声光预警系统工作，播放滑坡失稳产生涌浪的信息，通知承灾范围内的人员撤离；
[0013]S6、
首浪传至实时水位测量单元，浪高数据被采集并发送至远端电脑，电脑搜索最大浪高值，自动验证预警是否合理，如果计算结果偏小，则扩大预警范围
。
[0014]本专利技术的有益效果为：
[0015]1、
本专利技术组成结构简单，软硬件协同配合工作，有效的提高了数据获得和处理的效率，对于硬件而言，能以最低的能耗获取足够的数据，充分避免了大部分监测系统中需要电网布设电路供电的缺陷，且边坡雷达监测范围广
、
精度高，部分地区可实现一套设备监测多个滑坡
。
[0016]2、
本专利技术具有实时判别涌浪灾害功能
。
一旦滑坡出现失稳，全预警预报系统立刻进入工作状态，利用边坡雷达连续
、
高精度的自动获取数据对滑坡涌浪进行计算
、
判别和预报，全过程智能判别无需人工干预，能有效避免人工巡查的缺陷，实现在滑坡涌浪产生的第一时间报警，并通过实时水位测量单元的的协同工作能有效避免漏报或者误报
。
[0017]3、
本专利技术具有实时快速预测涌浪灾害的功能
。
由位移计对滑坡进行不间断的坡面位移数据监测，滑坡失稳边坡雷达和水位实时测量单位被激活后，迅速进入测量状态，不断将数据传输至远端的电脑，电脑利用提前录入的滑坡涌浪计算公式计算涌浪的传播浪高，留存计算结果，计算值大于灾变临界值后迅速给声光报警系统发送预警信息，报警系统播报灾害信息，第一波涌浪波峰到达对岸后，计算机校核计算结果并校准播报信息
。
两次对滑坡涌浪不同数据来源的计算有效避免了滑坡涌浪灾害的误报，提高了预测的精准性，且首次预报由滑坡失稳的数据计算而得，相较于通过涌浪的发生来预警，从滑坡直接获得滑坡的变形数据并计算和预警预报具有更高的实时性
。
[0018]4、
本专利技术具有实时监测滑坡涌浪和动态计算涌浪的功能
。
滑坡失稳入水的过程中，滑体入水的厚度
、
迎水面的滑体长度
、
宽度都是实时发生变化的，涌浪伴随该过程不断产生，该系统和方法能够实时监测滑坡滑体的入水情况并获取相关参数传至远端电脑，实现了滑坡涌浪的动态性计算，提升了预警预报的准确性
。
[0019]5、
本专利技术具有极高的设备容错率，由边坡雷达和拉绳式位移计构成的滑坡监测单元与由水位计和水压计构成的实时测量单元具有相对的独立性，任何一部分发生故障都可对滑坡涌浪灾害做出预报，只是若边坡雷达不参与工作，由水位测量单元获取的数据进行计算将延后播报时间，人群撤离时间相对减少，但也极大的保证了滑坡涌浪预报信息能够传送至成灾范围内的人群手中，不会由于设备原因而导致预报能力失效
。
附图说明
[0020]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：
[0021]图1为本专利技术的结构示意图，
[0022]图2为本专利技术的系统组成结构图，
[0023]图3为本专利技术的工作流程图
。
[0024]图中：1为数据采集发送模块，2为供电设备，3为线缆，4为拉绳式位移计，5为位移计的拉绳，6为滑坡上的锚杆，7为航道船只等潜在危害对象，8为涌浪感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统，其特征在于：包括设置于滑坡所在岸坡的多个拉绳式位移计
(4)、
数据采集发送模块
(1)
和插入在岸坡上的多根锚杆
(6)
，拉绳式位移计
(4)
中的拉环连接在锚杆
(6)
上；在滑坡所在岸坡的对岸设置有涌浪感应单元
(8)、
边坡雷达
(9)、
数据采集兼传输模块
(10)
；拉绳式位移计
(4)
将检测到数据通过数据采集发送模块
(1)
传送给电脑，涌浪感应单元
(8)
和边坡雷达
(9)
将检测到数据通过数据采集兼传输模块
(10)
传送给电脑
。2.
根据权利要求1所述的一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统，其特征在于：所述涌浪感应单元
(8)
包括水位计和水压计
。3.
根据权利要求1所述的一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统，其特征在于：所述数据采集发送模块
(1)
为
GPRS
通讯模块
。4.
根据权利要求1所述的一种利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统，其特征在于：所述数据采集兼传输模块
(10)
为
5G
通讯模块
。5.
一种使用权利要求1到4任一项所述利用边坡雷达的水库滑坡涌浪预警系统的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、
多个拉绳式位移计
(4)
实时采集滑坡局部的变形数据，利用数据采集发送模块
(1)
将数据传输到远端的电脑，电脑自动比对各拉绳式位移计
(4)
传输过来的每组数据，当某组数据位移大于位移临界值，则启动边坡雷达
(9)
和涌浪感应单元
(8)
；
S2、
边坡雷达
(9)
启动后立即进入工作状态对滑坡进行实时的监测，获得滑坡坡面变形的高精度形变信息，并将坡面形变信息通过数据采集兼传输模块
(10)
实时传输到远端的电脑中；
S3、
随边坡雷达
(9)
一同开机的涌浪感应单元
(8)
实时获取库水位的深度；
S4、
电脑利用边坡雷达
(9)
获取的坡面变形数据和涌浪感应单元
(8)
获取的水深进行滑坡涌浪计算，滑坡涌浪计算结果达到某一临界值时，电脑发出预警信息给声光预警系统；
S5、
声光预警系统工作，播放滑坡失稳产生涌浪的信息，通知承灾范围内的人员撤离；
S6、
首浪传至实时水位测量单元，浪高数据被采集并发送至远端电脑，电脑搜索最大浪高值，自动验证预警是否合理，如果计算结果偏小，则扩大预警范围
。6.
根据权利要求5所述的一种利用边坡雷达的水库滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋树，李仁江，赵小铭，马力，徐宇，闫国强，杨荣扬，黄波林，张鹏，秦臻，陈小婷，李杨，
申请(专利权)人：三峡金沙江云川水电开发有限公司三峡大学，
类型：发明
国别省市：