中國地質調查局水文地質環境地質調查中心郭偉獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國地質調查局水文地質環境地質調查中心申請的專利一種泥石流監測預警方法及裝置獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120176779B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510653823.2,技術領域涉及:G01D21/02;該發明授權一種泥石流監測預警方法及裝置是由郭偉;王晨輝;董翰川;孟慶佳;王茜;吳悅;楊凱設計研發完成,并于2025-05-21向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種泥石流監測預警方法及裝置在說明書摘要公布了:本發明提供了一種泥石流監測預警方法及裝置,屬于地質災害監測領域。所述方法勘察后劃分泥石流溝道并獲取地質基礎信息,沿溝道兩側部署“雙魚骨”狀光纖監測網絡;再收集環境參數,預設溫度差和波幅差閾值;根據第i時刻空氣溫度和溫度傳感器溫度以及溫度差閾值判定i時刻泥石流是否啟動;若啟動,則提取溫度傳感器在各水平位的溫度,尋找活躍傳感器確定泥水位高度值和升高速率值,判斷崩落物位置并計數;再計算聲波傳感器的聲波幅值從第i?1時刻到第i時刻的變化與閾值比較,判定是否有異物介入;若有,同時采集左側和右側第一聲波傳感器的聲波特征,匹配時判定泥石流發生,再計算流速并預警。本發明提高了泥石流預警的準確性、穩定性及精度。
本發明授權一種泥石流監測預警方法及裝置在權利要求書中公布了:1.一種泥石流監測預警方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟: 步驟S1,對待監測區域進行勘察,劃分泥石流溝道并獲取地質基礎信息;泥石流溝道包括物源區、啟動區、流通區和受災區; 步驟S2,基于地質基礎信息形成監測方案,并按監測方案沿泥石流溝道兩側部署“雙魚骨”狀光纖監測網絡,光纖監測網絡包括骨干傳輸光纖和接入骨干傳輸光纖的光纖溫度傳感器、光纖聲波傳感器和光纖應變傳感器;部署“雙魚骨”狀光纖監測網絡時,泥石流溝道每側的骨干傳輸光纖設置為魚骨狀;在每側的骨干傳輸光纖上,光纖溫度傳感器部署在泥石流啟動區,并與泥水物理接觸,且在泥水中垂直設置;光纖聲波傳感器部署在泥石流流通區,且距泥石流溝道設置預定距離;光纖應變傳感器部署在泥石流物源區,水平放置且與邊坡平行; 步驟S3,收集待監測區域的環境參數,形成背景數據庫;預設溫度差閾值ΔT0,預設波幅差閾值ΔP0; 步驟S4,根據第i時刻背景數據庫中的空氣溫度Tai和光纖監測網絡中溫度傳感器的最低水平位溫度T1i,計算ΔTi=T1i-Tai;當|ΔTi|≥ΔT0時,判定i時刻泥石流啟動,執行步驟S5;否則執行步驟S9; 步驟S5,提取溫度傳感器在各水平位的溫度,按低到高依次為T1,…,Tk,…,TH,當Tki-Tki-1≠0時,第1至第k個溫度傳感器為活躍傳感器;根據活躍傳感器的間距和數量,確定泥水位高度值和當前時刻的升高速率值ΔHi; 步驟S6,根據應變傳感器判斷應變傳感器所布置的位置q處是否存在崩落物;若存在崩落物,則對崩落物進行計數,記為Nq;若不存在,則Nq=0; 步驟S7,計算泥石流流速及平均流速; 步驟S8,根據泥水位高度值、升高速率值、崩落物位置及計數、泥石流流速及平均流速進行泥石流預警;且警情分為四級;包括如下步驟: 步驟S81,判斷當前i時刻的泥水位高度值Hi與i-1時刻的泥水位高度值Hi-1差值ΔHi變化情況,若0<ΔHi≤Hv,且Hi≤He,判斷泥水位在升高,但屬于正常水位周期變化,不做預警;其中,Hv為泥水位升高速率閾值,He為泥水位高度閾值; 步驟S82,若0<ΔHi≤Hv且He<Hi,判斷泥水位在升高,超過歷史正常水位和升高速率,易引發洪水災害,發出一級預警; 步驟S83,若Hv<ΔHi,且He<Hi,判斷泥水位漲勢兇猛,短期內易引發泥石流,發出二級預警;若Hv<ΔHi且He<Hi且物源區崩落物計數Nq≥Q,Q為崩落物數量閾值,判斷泥石流物源豐富,具備泥石流爆發的條件,發出三級預警; 步驟S84,若Hv<ΔHi且He<Hi且識別泥石流溝道內有聲波增強,判斷泥石流在爆發,發出四級預警,根據泥石流平均流速S和泥石流溝道總長度L計算泥石流到達時間,通過多媒體向群眾發出預警信息,并給出避險時間; 步驟S9,監測時刻i=i+1,返回步驟S4; 且, 所述光纖溫度傳感器包括外筒、內筒、光纖傾角傳感器、第一光纜和第二光纜;其中, 外筒和內筒由直徑不同的兩段管同心套合而成;外筒內側和內筒外側分別設置有隔熱涂層;光纖傾角傳感器設置在內筒上側;第一光纜纏繞在內筒外側下端,第二光纜纏繞在內筒外側上端; 外筒上設置有外筒開窗;外筒開窗設置在外筒的前后兩側,每側包括外筒下端對應第一光纜的第一段和上端對應第二光纜的第二段,均設置為圓角條形窗口,大小至少露出纏繞在內筒上的第一光纜和第二光纜; 第一光纜和第二光纜為溫度光纜,刻有若干光纖布拉格光柵FBG;第一光纜按照第一預設參數緊密纏繞在內筒外側下端,纏繞高度由筒底向上至預定位置處;第二光纜按照第二預設參數松散纏繞在內筒外側上端,纏繞高度由預定位置處至筒頂; 第一光纜進行緊密纏繞時,軸向方向線纜之間的中心間距根據監測精度需求進行調整;第二光纜進行松散纏繞時,軸向方向線纜之間的間距大于第一光纜線纜的中心間距,且總圈數不少于3圈;第一光纜和第二光纜中刻有FBG的間距根據內筒外徑決定,保證纏繞的每圈含有一個FGB。
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