本实用新型专利技术公开了一种接触式泥石流运动参数监测装置与系统。接触式泥石流运动参数监测装置包括柱状监测桩；柱状监测桩下部区域固定在泥石流沟道底床中，上部区域布置参数监测传感器，参数监测传感器包括加速度传感器，超声波泥位传感器、冲击力传感器，超声波泥位传感器布置在冲击力传感器上方。本实用新型专利技术还提供一种利用上述监测装置实现的接触式泥石流运动参数监测系统。系统的上位控制中心与监测装置的信号传输装置通过无线信号通信，接触式泥石流运动参数监测装置可以以二级或三级方式布置在泥石流沟道中。本产品能够高效获取泥石流动力参数综合数据，提供泥石流运动过程实时监测中的关键性动力参数，且易于安装、便于扩展。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及一种泥石流监测装置、系统，特别是设及一种接触式泥石流运动 参数监测装置、系统，属于灾害监测、泥石流防治工程领域。
技术介绍
泥石流是一种典型的固液两相介质，具有超强的流动特性和巨大的破坏能力，通 过掩埋和直接冲击作用等方式对沿程或堆积区内各类构筑物造成破坏，是山区典型的地质 灾害类型。泥石流的减灾措施主要可分为工程措施与监测预警/预报两大类，其中监测预 警/预报由于可W有效降低灾害损失因而是现阶段泥石流减灾中最有效的措施。 现有泥石流运动参数监测技术主要有3类：第1类是基于含水量（孔隙水压力） 监测的泥石流监测预警技术。该类技术是通过在泥石流沟道内多处设置含水量、孔隙水压 力监测点，实时监测泥石流松散固体物源含水量与孔隙水压力的变化；第2类是基于视频 监测系统的泥石流预警技术。该类技术通过在泥石流形成区、流通区内设置视频监测点直 接监测沟道内泥石流的形成和运动；第3类是基于地声（次生）监测的泥石流预警技术。 该类技术通过监测泥石流在运动过程中产生的振动或次生。对泥石流运动参数监测的目的 均是为最终实现泥石流灾害预报预警。 从泥石流灾害预警实践看，上述现有技术均存在不同的技术缺陷。第1类技术中， 由于泥石流流域内不同位置处的含水量和孔隙水压力可能都不同，要确定泥石流含水量或 孔隙水压力临界预警阔值技术手段复杂，因此较难应用于工程实践；第2类技术中，由于泥 石流发生时都是暴雨期间或晚上，从视频根本观察不到泥石流，因而预警/预报方法的实 用性较低；第3类技术中，由于易于将泥石流产生的振动（次生）信号与外界干扰产生的振 动（次生）信号混淆而导致误报，因此大规模推广应用较受限。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术首先提供一种接触式泥石流运动参数监测装置，其技术 方案如下： 接触式泥石流运动参数监测装置，包括柱状监测粧；柱状监测粧通过其下部区域 固定在泥石流沟道底床中，柱状监测粧上部区域布置参数监测传感器，参数监测传感器分 别通过信号传输线路与信号采集装置联接；其特征在于： 所述监测传感器包括超声波泥位传感器、冲击力传感器、加速度传感器； 所述超声波泥位传感器布置在冲击力传感器上方；所述加速度传感器布置在柱状 监测粧上部区域内部。 上述接触式泥石流运动参数监测装置是一种固定在泥石流沟道底床中的监测装 置。监测装置W柱状监测粧为主体及支撑固件。柱状监测粧下部固定在泥石流沟床中，上 部出露在沟床底面W外。在柱状监测粧上部布置有多种参数监测传感器，参数监测传感器 分别通过信号传输线路与信号采集装置联接，共同构成接触式泥石流运动参数监测装置的 数据采集固件。监测传感器包括超声波泥位传感器、冲击力传感器、加速度传感器。其中， 加速度传感器布置在柱状监测粧上部区域，其下依次布置超声波泥位传感器与冲击力传感 器。 一般地，超声波泥位传感器距离泥石流沟道底床地面高度为h，h>D，D是泥石流 沟道内最大泥深，具体可设计为h= 1.5m+D。冲击力传感器包括自下向上布置的下位冲 击力传感器、中位冲击力传感器、上位冲击力传感器，分别距离泥石流沟道底床地面高度为 hi、hg、hg，h3<D。具体可设计为h1= 0. 5m~1.Om、h2= 1.Om+h1、h3= 2.Om+h1。加速度 传感器布置在距离泥石流沟道底床地面高度为^位置处。 上述接触式泥石流运动参数监测装置的数据采集固件是整合冲击力、振动、加速 度、速度W及位移、应变计等传感器与数据采集于监测钢管内形成的综合数据采集系统。柱 状监测粧的高度可首先在调查确定泥石流沟道最大泥深D和爬高的基础上确定。泥石流发 生后，泥石流冲击柱状监测粧，使其产生振动、冲击并导致结构产生内力与变形响应。相关 结构动力响应通过传感器和数据采集系统进行实时监测。 为保证接触式泥石流运动参数监测装置可W有效固定在泥石流沟床中，作为支撑 固件的柱状监测粧通常采用加工为钢结构（钢管粧、型钢等）或钢筋混凝±结构（粧或 柱），下部区域通过钻孔或人工开挖等方式进行施工，埋设在泥石流流通区沟道内足够深度 处，W保证支撑固件能承受泥石流的持续冲击。为便于柱状监测粧安装施工，柱状监测粧可 拆分为上、下两部分构件，两部分间采用可拆卸静联接。下部分构件首先埋置在沟床中，上 部分构件上首先布置各参数监测传感器、信号采集装置及信号传输线路，再通过法兰连接、 卡输式连接、螺纹连接等方式将上、下两部分构件联接。 W上述接触式泥石流运动参数监测装置为基础，本专利技术进一步提供一种接触式泥 石流运动参数监测系统，具体技术方案如下： 一种利用上述监测装置实现的接触式泥石流运动参数监测系统，其特征在于：包 括接触式泥石流运动参数监测装置、上位控制中屯、；所述接触式泥石流运动参数监测装置 还包括与信号采集装置联接的信号传输装置；信号传输装置与上位控制中屯、通过无线信号 通信。 进一步地，上述接触式泥石流运动参数监测系统，接触式泥石流运动参数监测装 置的超声波泥位传感器距离泥石流沟道底床地面高度为h，h= 1. 5m+D，D是泥石流沟道内 最大泥深；所述冲击力传感器包括自下向上布置的下位冲击力传感器、中位冲击力传感器、 上位冲击力传感器，分别距离泥石流沟道底部地面高度为hi、h2、hs，hi= 0. 5m~1.Om、h2 =1. 0m+hi、h3= 2.Om+h1，ti3<D;所述加速度传感器布置在距离泥石流沟道底部地面高度 2D 为^位置处。 进一步地，上述接触式泥石流运动参数监测系统，接触式泥石流运动参数监测装 置至少有二个，安装在泥石流流通区沟道内，是如下二种排列结构之一： 二级排列结构，安装在泥石流沟道面积小于5Km2或主沟长度小于2Km的泥石流沟 道中： 纵向结构：沿泥石流沟道方向有二排接触式泥石流运动参数监测装置，各排间距 Li；[001引横向结构； 当泥石流沟道平均宽度B《50m，沿泥石流沟道方向每排有一个接触式泥石流运 动参数监测装置，或 当泥石流沟道平均宽度B> 50m，沿泥石流沟道方向每排等间距有=个接触式泥 石流运动参数监测装置； S级排列结构，安装在泥石流沟道面积大于5Km2或主沟长度大于2Km的泥石流沟 道中： 纵向结构；沿泥石流沟道方向有=排接触式泥石流运动参数监测装置，各排间距 L2;W及 横向结构；当泥石流沟道平均宽度B《50m，沿泥石流沟道方向每排有一个接触式泥石流运 动参数监测装置，或 当泥石流沟道平均宽度B> 50m，沿泥石流沟道方向每排等间距有=个接触式泥 石流运动参数监测装置。 上述接触式泥石流运动参数监测系统通过接触式泥石流运动参数监测装置采集 泥石流运动参数数据，经由信号传输装置将实时数据传输至上位控制中屯、，由上位控制中 屯、对实时数据进行运算分析，并根据运算分析结果确定泥石流灾害发生危险程度，选择发 出泥石流灾害预警信号。 根据泥石流沟道面积或主沟长度不同，上述接触式泥石流运动参数监测系统需要 在泥石流沟道中布置不同数量的泥石流运动参数监测装置，组成二级布置方式或=级布置 方式。 W位于同一沟道横断面上的接触式泥石流运动参数监测装置为一排，当泥石流沟 道面积小于或等于5Km2或主沟长度小于或等于2Km的泥石流沟道时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接触式泥石流运动参数监测装置，包括柱状监测桩(1)；柱状监测桩(1)通过其下部区域固定在泥石流沟道底床中，柱状监测桩(1)上部区域布置参数监测传感器，参数监测传感器分别通过信号传输线路与信号采集装置(2)联接；其特征在于：所述监测传感器包括超声波泥位传感器(31)、冲击力传感器(32)、加速度传感器(33)；所述超声波泥位传感器(31)布置在冲击力传感器(32)上方；所述加速度传感器(33)布置在柱状监测桩(1)上部区域内部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何思明，
申请(专利权)人：成都瑞可峰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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