流溝道橫向上的布置）是，當(dāng)泥石流溝道平均寬度 B < 50m時，沿泥石流溝道方向每排布置一接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置，或者當(dāng)泥石流 溝道平均寬度B > 50m時，沿泥石流溝道方向每排等間距布置三接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān) 測裝置。通常，參數(shù)監(jiān)測裝置布置在泥石流溝道的中心線上。
[0032] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種利用上述接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)實施的泥石流 預(yù)警方法，具體技術(shù)方案如下：
[0033] 一種利用上述接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)實施的泥石流預(yù)警方法，由上位控 制中心根據(jù)接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置實時傳輸數(shù)據(jù)的分析結(jié)果發(fā)出泥石流預(yù)警信 號，其特征在于：依照如下二種方式之一實施：
[0034] 二級布置方式實施二級預(yù)警：當(dāng)?shù)谝慌沤佑|式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置傳輸數(shù)據(jù) 分析結(jié)果滿足預(yù)警判別條件任意之三時發(fā)出黃色預(yù)警信號，當(dāng)?shù)诙沤佑|式泥石流運動參 數(shù)監(jiān)測裝置傳輸數(shù)據(jù)分析結(jié)果滿足預(yù)警判別條件任意之三時發(fā)出紅色預(yù)警信號；
[0035] 三級布置方式實施預(yù)警：當(dāng)?shù)谝慌沤佑|式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置傳輸數(shù)據(jù)分析 結(jié)果滿足預(yù)警判別條件任意之三時發(fā)出橙色預(yù)警信號，當(dāng)?shù)诙沤佑|式泥石流運動參數(shù)監(jiān) 測裝置傳輸數(shù)據(jù)分析結(jié)果滿足預(yù)警判別條件任意之三時發(fā)出黃色預(yù)警信號，當(dāng)?shù)谌沤佑| 式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置傳輸數(shù)據(jù)分析結(jié)果滿足預(yù)警判別條件任意之三時發(fā)出紅色預(yù) 警信號；
[0036] 所述預(yù)警判別條件是：振動信號持續(xù)時間t多IOs或泥石流/山洪沖擊力 /7 2 15心扮或泥石流泥深h彡0· 5m或泥石流/山洪重度P彡15KN/m3或泥石流/山洪平 均流速;
[0037] 所述振動信號持續(xù)時間t由加速度傳感器確定，
[0038] 所述泥石流/山洪沖擊力歹由沖擊力傳感器確定，是下位沖擊力傳感器、中位沖擊 力傳感器、上位沖擊力傳感器監(jiān)測信號的算術(shù)平均值，
[0039] 所述泥石流泥深h由超聲波泥位傳感器確定，
[0040] 所述泥石流/山洪重度P依式1計算確定：
[0041] P = 式 1 kir
[0042] 式中，P -泥石流/山洪重度，KN/m3
[0043] 戶一泥石流/山洪沖擊力，Kpa
[0044] k-經(jīng)驗參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在2. 0~5. 0間取值
[0045] F -泥石流/山洪平均流速，m/s，依式2計算確定
[0046] u =-- 式 2 At
[0047] 式中，L一沿泥石流溝道方向前后兩排接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置的間距，m
[0048] At-沿泥石流溝道方向前后兩排監(jiān)測點泥石流沖擊的時間差，s，由沖擊力傳感 器確定，是下位沖擊力傳感器、中位沖擊力傳感器、上位沖擊力傳感器監(jiān)測信號的算術(shù)平均 值。
[0049] 上述泥石流預(yù)警方法是通過監(jiān)測泥石流對監(jiān)測粧的直接沖擊接觸作用所產(chǎn)生的 動力響應(yīng)來反演泥石流的動力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)警和獲取泥石流動力學(xué)參數(shù)的目的。預(yù) 警方法實施時，首先通過對泥石流所在流域進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)測繪和勘查確定泥石流的 流域特征參數(shù)，包括泥石流溝道特征參數(shù)（流域面積、主溝長度、平均寬度、形成區(qū)、流通 區(qū)、堆積區(qū)以及危害對象等）與泥石流物源特征參數(shù)（泥石流松散堆積體厚度、最大泥深 等）。在此基礎(chǔ)上確定監(jiān)測方案并進(jìn)行監(jiān)測粧的安裝調(diào)試。一旦泥石流發(fā)生后，高速運動 的泥石流直接沖擊監(jiān)測粧，就可以通過安裝在監(jiān)測粧上超聲波泥位計持續(xù)監(jiān)測泥石流的流 深、加速度傳感器獲取監(jiān)測粧因泥石流沖擊產(chǎn)生的振動信號；沖擊力傳感器獲得泥石流沖 擊監(jiān)測粧產(chǎn)生的沖擊力信號；沿溝道布置的兩排或三排監(jiān)測粧接收相關(guān)信號的時間差。根 據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)快速進(jìn)行泥石流的泥深、沖擊力、重度、平均流速等相關(guān)動力學(xué)參數(shù)的演算，并 結(jié)合泥石流監(jiān)測預(yù)警模式進(jìn)行及時預(yù)警。
[0050] 泥石流監(jiān)測預(yù)警的條件是，上位控制中心將獲取自各排接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān) 測裝置實施傳輸?shù)膶崟r泥石流/山洪運動參數(shù)數(shù)據(jù)及其運算分析結(jié)果與泥石流流深h、平 均流速E、沖擊力P、重度P與沖擊持續(xù)時間t五項預(yù)警判別條件進(jìn)行比對，當(dāng)滿足任意三 項預(yù)警判別條件時，根據(jù)數(shù)據(jù)來源位置確定泥石流發(fā)生的危險等級。
[0051] 上述泥石流預(yù)警方法中，預(yù)警判別條件的設(shè)置原理在于：（1)關(guān)于振動信號持續(xù) 時間t判別條件：本發(fā)明方法是通過加速度傳感器監(jiān)測泥石流/山洪沖擊監(jiān)測粧產(chǎn)生的持 續(xù)振動信號。在實際工作中，設(shè)置在野外的監(jiān)測粧可能因為偶然環(huán)境因素沖擊監(jiān)測粧而產(chǎn) 生振動信號。這類振動信號一般持續(xù)時間很短（小于10S)。為消除這類振動信號造成的 誤差，在本發(fā)明方法中，將具體振動信號判別條件設(shè)置為當(dāng)溝道中兩級或三級監(jiān)測粧都監(jiān) 測到持續(xù)時間IOs以上的振動信號時才判斷為泥石流或山洪直接監(jiān)測粧產(chǎn)生的沖擊信號。 (2)關(guān)于泥石流/山洪沖擊力p與重度P判別條件：本發(fā)明預(yù)報方法主要解決山洪（本發(fā) 明中指高含沙水流的統(tǒng)稱）引起的振動造成的信號誤差。由于山洪物質(zhì)組成不同，山洪對 監(jiān)測粧產(chǎn)生的沖擊力與泥石流沖擊監(jiān)測粧產(chǎn)生的沖擊力相比要小1~2個數(shù)量級；同時 山洪重度一般小于12KN/m 3,而泥石流的重度一般都在16KN/m3以上；同時沖擊力越大、重度 越高說明泥石流中固體顆粒含量高，危險性也越大。因此本發(fā)明方法將沖擊力P與重度P 結(jié)合作為相關(guān)聯(lián)的判別條件可以有效區(qū)分山洪與泥石流，避免產(chǎn)生誤報。（3)關(guān)于泥石流/ 山洪泥深h與平均流速i判別條件：泥石流的危險性還與泥石流的流深和運動速度有關(guān)，泥 石流越大，流速越高，其危險性也越大。因此，可以將泥石流/山洪泥深h與平均流速?7作 為判別條件可以有效區(qū)分泥石流的危險程度。
[0052] 上述泥石流預(yù)警方法經(jīng)驗參數(shù)k在2. 0~5. 0之間的常規(guī)取值方法的基本原則 是：對于細(xì)顆粒為主的泥石流取下限值，對于粗顆粒為主的泥石流取上限值（見參考文獻(xiàn) 1)0
[0053] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：（1)本發(fā)明提供了一種接觸式泥石流運 動參數(shù)監(jiān)測裝置，該裝置系統(tǒng)能夠高效獲取泥石流動力參數(shù)綜合數(shù)據(jù)，提供泥石流運動過 程實時監(jiān)測中的關(guān)鍵性動力參數(shù)。（2)以該接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置為主體結(jié)構(gòu)的 泥石流運動參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)可布置在泥石流溝道中，可切實根據(jù)溝道地形特征分布式布置， 能夠高效獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)易于安裝、便于擴展。（3)本發(fā)明提供的泥石流監(jiān)測預(yù)警/ 預(yù)報方法是一種多級預(yù)警/預(yù)報方法，綜合采用多項判別條件進(jìn)行泥石流發(fā)生預(yù)報，并通 過閾值的合理選取有效排除山洪引發(fā)的數(shù)據(jù)噪音對預(yù)報系統(tǒng)的干擾，提高預(yù)警/預(yù)報準(zhǔn)確 率。
[0054] 參考文獻(xiàn) I :Johannes Hub, Jilrgen Sud, Dirk Proske, Roland Kaitna, Christian Scheidl， Debris Flow Impact Estimation， International Symposium on Water Management and Hydraulic Engineering，Ohrid/Macedonia，l_5September 2009
【附圖說明】
[0055] 圖1-1是接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056] 圖1-2是圖1-1的局部放大圖（示接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置上部結(jié)構(gòu)）。
[0057] 圖2-1是接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0058] 圖2-2是接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置布置方式側(cè)剖面示意圖。
[0059] 圖2-3是接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置布置方式俯視示意圖。
[0060] 圖2-4是圖2-3的A-A剖面示意圖。
[0061 ] 圖3-1是接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置布置方式俯視示意圖。
[0062] 圖3-2是圖3-1的A-A剖面示意圖。
[0063] 圖4-1是監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)警流程框圖。
[0064] 附圖中的數(shù)字標(biāo)記分別是：
[0065] 1柱狀監(jiān)測粧2信號采集裝置31超聲波泥位傳感器32沖擊力傳感器321 下位沖擊力傳感器 322中位沖擊力傳感器 323上位沖擊力傳感器 33加速度傳感器 4信號傳輸裝置5上位控制中心
【具體實施方式】
[0066] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進(jìn)一步的描述。
[0067] 實施例一
[0068] 如圖1-1~圖1-2所示，加工一種接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置，用于某泥石流 溝道A災(zāi)害防治工程。
[0069] 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、勘察，劃分溝道內(nèi)泥石流形成區(qū)、流通區(qū)、危害區(qū)，確定溝道內(nèi)松散 堆積體厚度為l〇m，溝道內(nèi)最大泥深D = 3m。溝道面積25Km2,主溝長度8Km，流通區(qū)溝道平 均寬度B = 40m。
[0070] 圖1-1是接觸式泥石流運動參數(shù)監(jiān)測裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。接觸式泥石流運動參 數(shù)監(jiān)測裝置主體結(jié)構(gòu)是柱狀監(jiān)測粧1，柱狀監(jiān)測粧1下部分構(gòu)件采用微型鋼管粧，具體選用 直徑146mm~280mm，壁厚3mm~IOmm的無縫鋼管或焊管。微型鋼管粧米用鉆機成孔（孔 徑150mm~300mm)，地質(zhì)管跟管鉆進(jìn)，