[发明专利]一种全光纤泥石流监测系统

说明书

技术领域

本发明属于光电监控、地质监测技术领域，具体涉及一种全光纤泥石流监测系统。 

背景技术

我国幅员辽阔，地质地理环境极为复杂，以泥石流为代表的突发地质灾害，分布极为广泛，难以监测预防，一旦发生，对国民生命财产造成的损失极大。今年以来，甘肃舟曲和四川多地的突发泥石流，也揭示了这一点。而目前对于广泛地域内的地质灾害，尤其是最可能造成重大损失的动态突发灾害，仍缺乏有效、可行和经济的观测、监控以及预警手段。

泥石流的预报，与地震的准确预报一样，在全世界都是一道难题。因为发生泥石流的可能区域，分布很广。尤其在地质地理环境异常复杂的西部山区，包括沟道、冲击槽、河床等多种地貌，都可能在一定降雨后，形成泥石流。在震后的山区，由于山体表层土石松动，更易发生泥石流。而在降雨比较多的西南地区，泥石流的发生时间，还具有很大的突发性。所以，广阔的地域分布，恶劣的自然环境和难以准确估计的发生时间，成为横亘在泥石流监控技术前的巨大阻碍。 

现有的泥石流监控技术，主要是在预先判定的泥石流高发区域，如山沟，通过布设泥位计、视频摄像机、水位计、雨量计等设备，并依赖人力观察，来对泥石流、山洪等突发灾害实现报警。而在容易发生泥石流的恶劣、偏僻、艰险的野外地形进行人力实地和实时地观测，困难重重。这些设备，大多基于电磁学的原理，监测点状区域。因此，在恶劣的户外，电磁设备和为此布设的输能电缆，在长期工作的稳定性和可靠性，存在隐患。而点状传感器，在对大区域（甚至遍布地质灾害隐患的广阔的震后山区）进行布防时，传感器的整合、设备的集成、数据的汇总和大量拉设的电气线缆，不仅复杂、昂贵，而且工程难度和长期的维护工作也极具增加。

日本作为地质灾害高发国度，在泥石流监控上，具有一定领先的技术优势,并率先发现，可以通过振动（音频）的检测，来预先判断泥石流等灾害险情。

为此，本发明提出，采用光纤（光缆），在可能存在泥石流隐患的典型地域，构建全新的广域监控网络，对泥石流实现实时、在线的监控和预警。

与传统的传感器相比，光纤传感器本身不带电，具有抗电磁干扰、无电磁辐射、电绝缘、耐腐蚀、易于远程传输、灵敏度高、质量轻、体积小等特点，光纤能够在人员观测不便的地方（恶劣险峻的野外环境）进行长期布设观测。而基于宽谱干涉技术开发的光纤传感器，对于振动的监测范围，覆盖了泥石流形成到爆发的频率范围，所以可用光纤传感器来作为泥石流灾害监测的一种手段。

该技术与常规采用电磁器件进行点状观测的技术体系完全不同，其采用的是适于野外恶劣环境大面积布设的光缆构成成网状结构，实现了电磁方法难以企及的野外环境广域监控；该技术也与光纤光栅、光纤时域反射技术等其他光纤静态和准静态监控技术不同，它的监测对象为最可能产生重大损失的突发性振动信号，而非缓变的锈蚀、裂隙等静态威胁。其技术内容包括全新的宽谱干涉技术结合模式识别技术，以及传感网络与通讯网络的融合技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能适于野外恶劣环境的，实时、在线、准确监测泥石流的系统。

本发明提供的泥石流监测系统，它用全光纤构成的前端传感器，布设在可能产生泥石流的大范围野外地域，实时地采集外界包括声音在内的振动信号；通过光纤将振动信号传输到位于远端机房的主机，经过干涉解调，实时地将振动信号还原出来；并将振动信号采集进计算机进行信号分析处理，与典型的泥石流产生的频谱进行比对和判断，实现对泥石流发生状况的实时监控，并可提前预警。