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傳感器技術(shù)被用于日本堰塞湖監(jiān)測過程中
2019-08-01
為減少堰塞湖所帶來的二次災(zāi)害,日本國土交通省組織土木研究所等科研機構(gòu)提出了《堰塞湖監(jiān)測技術(shù)手冊》等指導(dǎo)性文件,建立了堰塞湖初步調(diào)查和詳細監(jiān)測的兩階段應(yīng)急監(jiān)測流程,提出了堰塞湖各部位的監(jiān)測科目和技術(shù)要求。
為確定由于堰塞體堵江導(dǎo)致上游淹沒情況,預(yù)測堰塞體頂部溢流的時間,需要監(jiān)測堰塞湖湖區(qū)水位。日本監(jiān)測人員一般采取24小時連續(xù)監(jiān)測水位的方式,監(jiān)測間隔為1小時。有的堰塞湖存在時間很短,無法在較短時間布設(shè)水位傳感器和Ku-SAT,也會采用水尺,通過目視對水位進行定期觀測。難以安裝水尺時,工作人員會使用下沉式水位標。在交通、公網(wǎng)通信中斷情況下,會使用直升機投送由日本土木研究所研發(fā)的投入式水位計進行水位監(jiān)測。
進行入湖流量監(jiān)測,一方面用于預(yù)測因堰塞體溢流而發(fā)生潰決造成洪水災(zāi)害的時間,確定搶險施工的工期;另一方面,確定使用排水泵時的排水量以及預(yù)測潰決時的洪峰流量。堰塞湖上游河道有護岸等建筑物,日本監(jiān)測人員會設(shè)置壓力式水位計和流速計推求流量。有橋梁等橫向構(gòu)造物時,安裝非接觸式超聲波水位計或雷達水位計、流速計來測量。
此外,如果堰塞湖區(qū)已經(jīng)設(shè)置了流量觀測器如水位計、流速計,則可直接利用這些數(shù)據(jù)。當難以設(shè)置固定式傳感器但確需連續(xù)觀測時,可使用走航式流速計(ADCP)測量洪水流速,同時利用浮標、攝像機等目視判讀水深及河流寬度,綜合推求入湖流量。
為掌握堰塞體變化情況,防止堰塞體潰決時發(fā)生泥石流,監(jiān)測人員首先通過目視、地上測量、視頻站及傳感器等進行監(jiān)測。當溢流侵蝕引發(fā)潰決時,通過視頻站定性監(jiān)測壩體變化,或使用地面三維激光掃描等設(shè)備進行定量監(jiān)測。當無法設(shè)置視頻站或緊急情況下,則使用簡易設(shè)備,如電子羅盤、激光測距儀等進行監(jiān)測。
堰塞湖
在日本,為掌握堰塞湖整體情況,如果堰塞體規(guī)模較大,指揮中心無法通過設(shè)備看到整體,就通過現(xiàn)地調(diào)查和直升機實施調(diào)查,以實現(xiàn)對堰塞湖的整體監(jiān)測。采用視頻監(jiān)測設(shè)備時,會盡可能選用高清攝像機。視頻圖像采用衛(wèi)星便攜站(Ku-SAT)實現(xiàn)遠距離實時傳送,也使用手機、衛(wèi)星電話等通信手段傳送靜態(tài)照片。為確定由于堰塞體堵江導(dǎo)致上游淹沒情況,預(yù)測堰塞體頂部溢流的時間,需要監(jiān)測堰塞湖湖區(qū)水位。日本監(jiān)測人員一般采取24小時連續(xù)監(jiān)測水位的方式,監(jiān)測間隔為1小時。有的堰塞湖存在時間很短,無法在較短時間布設(shè)水位傳感器和Ku-SAT,也會采用水尺,通過目視對水位進行定期觀測。難以安裝水尺時,工作人員會使用下沉式水位標。在交通、公網(wǎng)通信中斷情況下,會使用直升機投送由日本土木研究所研發(fā)的投入式水位計進行水位監(jiān)測。
進行入湖流量監(jiān)測,一方面用于預(yù)測因堰塞體溢流而發(fā)生潰決造成洪水災(zāi)害的時間,確定搶險施工的工期;另一方面,確定使用排水泵時的排水量以及預(yù)測潰決時的洪峰流量。堰塞湖上游河道有護岸等建筑物,日本監(jiān)測人員會設(shè)置壓力式水位計和流速計推求流量。有橋梁等橫向構(gòu)造物時,安裝非接觸式超聲波水位計或雷達水位計、流速計來測量。
此外,如果堰塞湖區(qū)已經(jīng)設(shè)置了流量觀測器如水位計、流速計,則可直接利用這些數(shù)據(jù)。當難以設(shè)置固定式傳感器但確需連續(xù)觀測時,可使用走航式流速計(ADCP)測量洪水流速,同時利用浮標、攝像機等目視判讀水深及河流寬度,綜合推求入湖流量。
為掌握堰塞體變化情況,防止堰塞體潰決時發(fā)生泥石流,監(jiān)測人員首先通過目視、地上測量、視頻站及傳感器等進行監(jiān)測。當溢流侵蝕引發(fā)潰決時,通過視頻站定性監(jiān)測壩體變化,或使用地面三維激光掃描等設(shè)備進行定量監(jiān)測。當無法設(shè)置視頻站或緊急情況下,則使用簡易設(shè)備,如電子羅盤、激光測距儀等進行監(jiān)測。
針對堰塞體潰決誘發(fā)的泥石流監(jiān)測,檢測人員會采用水位計、振動傳感器、視頻監(jiān)測站、斷線報警器、雨量計等設(shè)備。為確保現(xiàn)場搶險施工人員安全,避免因滑坡、泥石流造成的人員傷害,在監(jiān)測滑坡區(qū)、周邊山體布設(shè)傳感器,設(shè)置預(yù)警指標。同時,在現(xiàn)場指揮部安裝回轉(zhuǎn)燈、大喇叭等報警設(shè)備,一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測指標超過預(yù)警指標,則立即中止施工同時撤離人員。
(文章來源:儀表網(wǎng))
TAGS : 傳感器
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