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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(jī)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(xì)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。

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(jī)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(jī)。視頻圖像采用衛(wèi)星便攜站(Ku-SAT)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離實時傳送，也使用手機(jī)、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(jìn)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(biāo)。在交通、公網(wǎng)通信中斷情況下，會使用直升機(jī)投送由日本土木研究所研發(fā)的投入式水位計進(jìn)行水位監(jiān)測。
　　進(jìn)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(hù)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(dá)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(dāng)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(biāo)、攝像機(jī)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(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)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(jìn)行定量監(jiān)測。當(dāng)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(jìn)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(biāo)。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(biāo)超過預(yù)警指標(biāo)，則立即中止施工同時撤離人員。

（文章來源：儀表網(wǎng)）

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