【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及河道整治工程的安全监测，具体地指一种河道崩岸的实时监测与预警装置。
技术介绍
1、崩岸是长江中下游河道平面变形的常见现象，但大规模的崩岸会对防洪、航运、临水建筑等方面的安全造成严重威胁，是长江中下游重要的致灾因素。三峡工程运用后，清水下泄导致长江中下游河床发生持续冲刷，河岸稳定性降低，崩岸险情频发，且具有突发性、隐蔽性的特点。
2、崩岸险情发生的影响因素繁多，尚未有研究成果揭示崩岸的发生机理，导致崩岸的监测与预警仍十分困难。现有的崩岸预警技术尚不完全成熟，主要依靠河道地形测量，工作量和费用较大、时效性较弱、经验性较强。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种河道崩岸的实时监测与预警装置，能够实时监测河道水下岸坡被水流冲刷的情况，掌握岸坡稳定状态，提前预测崩岸险情，以便及时预警采取必要措施。
2、为达到上述目的，本专利技术设计一种河道崩岸的实时监测与预警装置，其特别之处在于：包括监测系统、传输系统、以及分析系统；
3、所述监测系统包括间隔布置在河道岸坡上的多条监测链，每条所述监测链下端延伸至河底深泓，上端延伸至河岸滩唇，每条所述监测链均包括若干个间隔布置的混凝土块体，每个所述混凝土块体能够在水流作用下紧贴河道岸坡且随着岸坡移动，每个所述混凝土块体内部预埋有陀螺仪定位系统，相邻陀螺仪定位系统之间连接有便于收缩的供电线路和信号传输线路，所述供电线路用于为陀螺仪定位系统(传输电源，所述信号传输线路用于传输陀螺仪定位系统
4、所述传输系统位于每条监测链对应的岸边，用于为陀螺仪定位系统提供电源，接收陀螺仪定位系统发出的信号，并将接收到的信号传输至分析系统；
5、所述分析系统用于将每个陀螺仪定位系统反馈的对应混凝土块体三维地理坐标信息生成三维点云，根据三维点云模拟出岸坡地形云图，然后剖切地形云图的断面，计算出各断面中的最大综合坡比，当最大综合坡比大于预警坡比时，发出警报，从而实现对大范围河道岸坡的实时监测与预警。
6、进一步地，每个所述混凝土块体尺寸的计算公式如下
7、
8、式中，
9、d表示混凝土块体的折算直径，单位m，按球型折算，
10、v表示河道的水流流速，单位m/s，
11、g表示重力加速度，单位m/s2，
12、c表示混凝土块体的运动稳定系数，
13、γs表示混凝土块体的重度，单位kn/m3，
14、γ表示河道内水的重度，单位kn/m3。
15、更进一步地，每条所述监测链上端延伸至滩唇以上，下端延伸至深泓。
16、更进一步地，所述供电线路和信号传输线路外围套设有连接套管，所述连接套管为提供防水、防腐保护的柔性材料，所述连接套管长度保证连接的混凝土块体能够随岸坡地形变化而自由移动。
17、进一步地，所述传输系统包括电源、信号接收装置和信号传输装置，所述电源用于为陀螺仪定位系统提供电力，所述信号接收装置用于接收陀螺仪定位系统发出的三维地理坐标信息，所述信号传输装置用于将接收到的三维地理坐标信息传输至分析系统。
18、更进一步地，所述电源为架设在岸边的太阳能灯杆。
19、进一步地，所述分析系统包括服务器、数据库、岸坡云图模拟及分析预警程序、以及客户端。
20、所述岸坡云图模拟及分析预警程序利用vb编程语言将陀螺仪定位系统反馈的对应混凝土块体三维地理坐标信息生成三维点云，并根据三维点云模拟出岸坡地形云图；
21、所述服务器内安装数据库和岸坡云图模拟及分析预警程序，与传输系统同处互联网中，剖切地形云图的断面，计算出各断面中的最大综合坡比，并比较最大综合坡比与预警坡比之间的大小。
22、所述客户端用于显示岸坡地形云图的实时变化，显示最大综合坡比与预警坡比之间的比较结果，并对比较结果进行预警。
23、更进一步地，所述预警坡比由对应河段岸坡的水文地质条件计算出来。
24、本专利技术的优点在于：
25、1、本专利技术在河道岸坡上间隔布置多条监测链，每条监测链由河底深泓延伸至河岸滩唇，在监测链上间隔布置能够在水流作用下紧贴河道岸坡且随着岸坡移动的混凝土块体，通过混凝土块体内部预埋的陀螺仪定位系统实时监测对应混凝土块体的三维地理坐标信息，通过传输系统将混凝土块体的三维地理坐标信息传输至分析系统，模拟出岸坡地形云图，然后剖切地形云图的断面，计算出各断面的综合坡比，当综合坡比大于预警坡比时，发出警报，从而实现对大范围河道岸坡的实时监测与预警；
26、2、本专利技术能够实时监测岸坡冲刷情况，提前预警，克服一般监测方法的滞后性；
27、3、本专利技术针对性较强，一次性投入较低，日常运行维护成本低廉，可大幅减少费用；
28、本专利技术河道崩岸的实时监测与预警装置能够对大范围的河道岸坡进行实时监测与提前预警，克服一般监测方法的滞后性。
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1.一种河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：包括监测系统(1)、传输系统(2)、以及分析系统(3)；
2.根据权利要求1所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：每个所述混凝土块体(1-1)尺寸的计算公式如下
3.根据权利要求2所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：每条所述监测链均与河道岸线方向相垂直。
4.根据权利要求3所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：所述供电线路(1-3)和信号传输线路(1-4)外围套设有连接套管(1-5)，所述连接套管(1-5)为提供防水、防腐保护的柔性材料，所述连接套管(1-5)长度保证连接的混凝土块体(1-1)能够随岸坡地形变化而自由移动。
5.根据权利要求1所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：所述传输系统(2)包括电源(2-1)、信号接收装置(2-2)和信号传输装置(2-3)，所述电源(2-1)用于为陀螺仪定位系统(1-2)提供电力，所述信号接收装置(2-2)用于接收陀螺仪定位系统(1-2)发出的三维地理坐标信息，所述信号传输装置(2-3)用于将接收到的三
6.根据权利要求5所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：所述电源(2-1)为架设在岸边的太阳能灯杆。
7.根据权利要求1所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：所述分析系统(3)包括服务器(3-1)、数据库(3-2)、岸坡云图模拟及分析预警程序(3-3)、以及客户端(3-4)；
8.根据权利要求7所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：所述预警坡比由对应河段岸坡的水文地质条件计算出来。
...【技术特征摘要】
1.一种河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：包括监测系统(1)、传输系统(2)、以及分析系统(3)；
2.根据权利要求1所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：每个所述混凝土块体(1-1)尺寸的计算公式如下
3.根据权利要求2所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：每条所述监测链均与河道岸线方向相垂直。
4.根据权利要求3所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：所述供电线路(1-3)和信号传输线路(1-4)外围套设有连接套管(1-5)，所述连接套管(1-5)为提供防水、防腐保护的柔性材料，所述连接套管(1-5)长度保证连接的混凝土块体(1-1)能够随岸坡地形变化而自由移动。
5.根据权利要求1所述的河道崩岸的实时监测与预警装置，其特征在于：所述传输系统(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚钦，吕鹏，王敏，邓建，潘文浩，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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