CN109541184A - 一种多裂缝滑坡综合监测系统 - Google Patents

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黄发明
王梦佳
康文景
杨光照
邓传莉
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Abstract

本发明涉及滑坡灾害防治领域，尤其涉及一种多裂缝滑坡综合监测系统。包括设置在待测滑坡段的土壤监测系统、供电系统以及雨量监测系统；所述土壤监测系统包括多个土壤位移监测装置，每个所述土壤位移监测装置按一定间距的插设在所述待测滑坡段的土壤上，每个所述土壤位移监测装置均与供电系统连接，所述供电系统为太阳能电池板；所述雨量监测系统包括翻斗式雨量计以及水泥立方体，所述水泥立方体固定在非滑坡段的土壤上，所述翻斗式雨量计通过水泥立方体固定在土壤上，所述翻斗式雨量计与供电系统连接。安装简易，操作方便，整个系统的组成简单易懂。

Description

一种多裂缝滑坡综合监测系统
技术领域
本发明涉及滑坡灾害防治领域，尤其涉及一种多裂缝滑坡综合监测系统。
背景技术
滑坡是一种较为频发、分布较广、危害较大的地质灾害之一。我国多山区，经常发生一些地质灾害。在工程建设过程中，对地质勘测的疏忽和失误，往往会给整个工程带来巨大的损失，同时会影响建筑的安全性。生产生活方面，地质灾害轻则毁坏农作物，带来经济损失，重则造成人员伤亡。面对地质灾害带来的问题，我们必须结合地区出现滑坡灾害的具体成因，加强对地质灾害的监测力度，消除隐患因素确保安全。
现有的滑坡裂缝监测方法有简易监测法、大地精密监测法、自动遥感监测法。简易监测法为选取一处滑坡，借助简易的监测装置，定期观察记录数据。这种方法存在工作量大、作业流程复杂等缺点。大地精密测量法是建立在测绘技术的基础上的滑坡监测方法，通过光学测量仪器完成监测过程。这种方法得到的数据较为精确，但需要注意监测环境，较为恶劣的环境中测绘仪器极易出现故障，因此，该种方法对环境的要求较为苛刻。自动遥感监测法则是主要借助有线与无线传输技术对数据进行分析。这种方法可行性较高，但传输过程极易受外界干扰，缺乏稳定性。
鉴于现有滑坡监测技术的局限性，我们发明了这个多裂缝综合监测系统，该发明不再是局限于监测一条裂缝，而是选取存在裂缝较多的坡面对裂缝统一、同时综合监测分析。采用较为先进的反射式光纤位移传感器对滑坡的变化进行数据的记录。
一般来说，水是形成地质灾害的重要因素。目前国内山地降水量较多且频发，多集中夏季。而泥石流、山体滑坡等山地灾害的形成于长时间的的大量流水有着密切联系。一旦出现暴雨等天气，势必造成泥石流、山体滑坡、洪水等地质灾害。因此，本发明在系统整体中添加翻斗式雨量计，用于实时监测降水量，结合裂缝监测相关数据，进行降水量与滑坡裂缝的综合分析。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种多裂缝滑坡综合监测系统。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种多裂缝滑坡综合监测系统，包括设置在待测滑坡段的土壤监测系统、供电系统以及雨量监测系统；所述土壤监测系统包括多个土壤位移监测装置，每个所述土壤位移监测装置按一定间距的插设在所述待测滑坡段的土壤上，每个所述土壤位移监测装置均与供电系统连接，所述供电系统为太阳能电池板；所述雨量监测系统包括翻斗式雨量计以及水泥立方体，所述水泥立方体固定在非滑坡段的土壤上，所述翻斗式雨量计通过水泥立方体固定在土壤上，所述翻斗式雨量计与供电系统连接。
所述翻斗式雨量计固定于水泥立方体上表面，所测降雨强度范围为0.1～4mm/min，精度为0.1mm，外形尺寸为Φ200×400mm。
所述土壤位移监测装置包括水泥立方体、反射式光纤位移传感器以及GPS天线，所述水泥立方体下端插设在土壤内，所述反射式光纤位移传感器设置在所述水泥立方体的侧壁，所述GPS天线设置在所述水泥立方体的顶端；所述水泥立方体插入土壤端下侧埋设有蓄电池，所述蓄电池与反射式光纤位移传感器连接，每个所述水泥立方体下端的蓄电池均依次连接并最终与太阳能电池板连通。
每个所述蓄电池一侧设置均埋设有土壤含水量传感器且每个所述蓄电池外部均设置有防水箱，土壤含水量传感器测量参数为土壤容积含水率，量程为0～100％，测量精度为±3％，工作电压为5～10V，工作电流为20～25mA。
反射式光纤位移传感器包括光纤探头以及反射板，所述光纤探头与所述反射板9分别设置在两个相邻的水泥立方体上，每个所述反射板将光线反射到与其相邻的水泥立方体的光纤探头上。
所述光纤探头位于每个监测段靠近坡顶的水泥立方体上方，反射板位于每个监测段靠近坡底的水泥立方体侧面，光纤探头指向反射板，量程为200mm，精度为±0.002mm，分辨率为0.002mm，工作温度为-20℃～170℃。
本发明的有益效果在于：
(1)安装简易，操作方便，整个系统的组成简单易懂。
(2)该系统对温度的要求较小，尤其是系统的整体部分——反射式光纤位移传感器，适宜温度跨度较大。
(3)不再是对但以裂缝的监测，而是对滑坡面上多个裂缝同时监测和分析，在分析滑坡整体的变形的同时，可以研究裂缝之间的相互影响。
(4)雨量计和土壤水分传感器的添加有助于分析降水量和地表含水量对裂缝以及滑坡变形的影响。
(5)采用太阳能电池板和蓄电池同时供电，环保节能。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1、图2：一种多裂缝综合监测系统实际运用排布图。
1太阳能电池板；2翻斗式雨量计；3GPS天线；4光纤探头；5水泥立方体；6防水箱；7蓄电池；8土壤水分传感器；9反射板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1-2。
本发明公开了一种多裂缝滑坡综合监测系统，包括设置在待测滑坡段的土壤监测系统、供电系统以及雨量监测系统；所述土壤监测系统包括多个土壤位移监测装置，每个所述土壤位移监测装置按一定间距的插设在所述待测滑坡段的土壤上，每个所述土壤位移监测装置均与供电系统连接，所述供电系统为太阳能电池板；所述雨量监测系统包括翻斗式雨量计2以及水泥立方体，所述水泥立方体固定在非滑坡段的土壤上，所述翻斗式雨量计2通过水泥立方体固定在土壤上，所述翻斗式雨量计2与供电系统连接。
所述翻斗式雨量计2固定于水泥立方体上表面，所测降雨强度范围为0.1～4mm/min，精度为0.1mm，外形尺寸为Φ200×400mm。
所述土壤位移监测装置包括水泥立方体、反射式光纤位移传感器以及GPS天线3所述水泥立方体下端插设在土壤内，所述反射式光纤位移传感器设置在所述水泥立方体的侧壁，所述GPS天线3设置在所述水泥立方体的顶端；所述水泥立方体插入土壤端下侧埋设有蓄电池7，所述蓄电池7与反射式光纤位移传感器连接，每个所述水泥立方体下端的蓄电池7均依次连接并最终与太阳能电池板连通。
每个所述蓄电池7一侧设置均埋设有土壤含水量传感器8且每个所述蓄电池7外部均设置有防水箱6，土壤含水量传感器8测量参数为土壤容积含水率，量程为0～100％，测量精度为±3％，工作电压为5～10V，工作电流为20～25mA。
反射式光纤位移传感器包括光纤探头4以及反射板9，所述光纤探头4与所述反射板9分别设置在两个相邻的水泥立方体上，每个所述反射板9将光线反射到与其相邻的水泥立方体的光纤探头4上。
所述光纤探头位于每个监测段靠近坡顶的水泥立方体上方，反射板位于每个监测段靠近坡底的水泥立方体侧面，光纤探头4指向反射板9，量程为200mm，精度为±0.002mm，分辨率为0.002mm，工作温度为-20℃～170℃。
本发明的使用原理简述如下：
1.选取滑坡案例，进行野外调研，对滑坡的综合性质进行分析，选取裂缝较为集中的纵向滑坡线路，准备布设该多裂缝综合监测系统。
2.在该线路上的每条横向裂缝两侧均设一个水泥块，同时保证水泥块之间的间距不超过2m。
3.以相邻两个水泥立方体为一组，光纤探头位于较靠近坡顶的水泥立方体，反射板位于较靠近坡底的水泥立方体，光线探头指向反射板。具体放置位置见附图二。
4.将蓄电池置于防水箱内，由太阳能电池板供电，防水箱埋于各个水泥立方体下方。5.太阳能电池板固定于坡顶，翻斗式雨量计固定于太阳能电池板侧边，由太阳能电池板供电。
6.安装完毕后运行该系统，GPS天线收集数据并传输给室内系统进行数据分析。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种多裂缝滑坡综合监测系统，其特征在于，包括设置在待测滑坡段的土壤监测系统、供电系统以及雨量监测系统；所述土壤监测系统包括多个土壤位移监测装置，每个所述土壤位移监测装置按一定间距的插设在所述待测滑坡段的土壤上，每个所述土壤位移监测装置均与供电系统连接，所述供电系统为太阳能电池板；所述雨量监测系统包括翻斗式雨量计(2)以及水泥立方体，所述水泥立方体固定在非滑坡段的土壤上，所述翻斗式雨量计(2)通过水泥立方体固定在土壤上，所述翻斗式雨量计(2)与供电系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种多裂缝滑坡综合监测系统，其特征在于，所述翻斗式雨量计(2)固定于水泥立方体上表面，所测降雨强度范围为0.1～4mm/min，精度为0.1mm，外形尺寸为Φ200×400mm。
3.根据权利要求1所述的一种多裂缝滑坡综合监测系统，其特征在于，所述土壤位移监测装置包括水泥立方体(5)、反射式光纤位移传感器以及GPS天线(3)，所述水泥立方体(5)下端插设在土壤内，所述反射式光纤位移传感器设置在所述水泥立方体(5)的侧壁，所述GPS天线(3)设置在所述水泥立方体的顶端；所述水泥立方体(5)插入土壤端下侧埋设有蓄电池(7)，所述蓄电池(7)与反射式光纤位移传感器连接，每个所述水泥立方体(5)下端的蓄电池(7)均依次连接并最终与太阳能电池板连通。
4.根据权利要求3所述的一种多裂缝滑坡综合监测系统，其特征在于，每个所述蓄电池(7)一侧设置均埋设有土壤含水量传感器(8)且每个所述蓄电池(7)外部均设置有防水箱(6)，土壤含水量传感器(8)测量参数为土壤容积含水率，量程为0～100％，测量精度为±3％，工作电压为5～10V，工作电流为20～25mA。
5.根据权利要求3所述的一种多裂缝滑坡综合监测系统，其特征在于，反射式光纤位移传感器包括光纤探头(4)以及反射板(9)，所述光纤探头(4)与所述反射板(9)分别设置在两个相邻的水泥立方体上，每个所述反射板(9)将光线反射到与其相邻的水泥立方体的光纤探头(4)上。
6.根据权利要求5所述的一种多裂缝滑坡综合监测系统，其特征在于，所述光纤探头位于每个监测段靠近坡顶的水泥立方体上方，反射板位于每个监测段靠近坡底的水泥立方体侧面，光纤探头(4)指向反射板(9)，量程为200mm，精度为±0.002mm，分辨率为0.002mm，工作温度为-20℃～170℃。
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