[发明专利]一种包气带土体塌陷超前预报方法及系统

说明书

本发明公开了一种包气带土体塌陷超前预报方法及系统，系统包括有自可溶性岩层和土体层的交界面开始，自下而上预埋的多个土体含水率传感器，和设于可溶性岩层内的地下水位以下的地下水位传感器，土体含水率传感器和地下水位传感器分别连接在数据接收器上，数据接收器连接有数据传输器，数据传输器连接有数据处理器，数据处理器连接有报警器。本发明的方法及系统能够实现土体塌陷的超前预警，预警高效及时，且预警精确。

技术领域

本发明涉及一种岩溶塌陷超前预报方法及系统，特别是一种包气带土体塌陷超前预报方法及系统。

背景技术

包气带土体塌陷是我国岩溶区常见的地质灾害，但对于塌陷灾害的超前预报并未有较好的技术方法。当前，土体塌陷灾害监测预警的常用方法为：（1）通过观察建筑物、地面等裂隙特征及其变化情况，推测土体塌陷发生的可能性；（2）利用先进的测量监测技术，监测地表变形，分析土体塌陷的可能性；（3）通过监测岩溶管道裂隙水气压力的变化，推测土体塌陷是否具有发生的可能性。这些技术主要监测土体塌陷的发生条件及病害迹象，并定性判断塌陷的可能性，导致这些技术方法较难实现塌陷的超前预报。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种包气带土体塌陷超前预报方法及系统。本发明的方法及系统能够实现土体塌陷的超前预警，预警高效及时，且预警精确。

本发明的技术方案：一种包气带土体塌陷超前预报方法，包括如下步骤：

a.在包气带所处场地打2个孔，记为1号孔和2号孔，其中1号孔延伸至可溶性岩层和土体层的交界面处，2号孔延伸至可溶性岩层内的地下水位以下；

b. 自交界面开始，自下而上向1号孔内预埋多个土体含水率传感器，同时，在2号孔的底部设置地下水位传感器，并将土体含水率传感器和地下水位传感器连接在数据接收器上，数据接收器上设置数据传输器，数据传输器连接数据处理器，数据处理器上连接报警器；

c.在数据处理器中预先输入土体含水率传感器所处位置高程，自下而上依次为h₁、h₂…h_x，同时根据常规方法测量土体层的塌陷临界含水率W_c，并将W_c输入数据处理器；

d.地下水位传感器时时监测到地下水位高程h_y，每个土体含水率传感器时时监测所在位置土体的含水率W_m，m=1~x，并将数据传输给数据接收器，再由数据传输器传输给数据处理器进行分析处理；

e.当h_y≥h_m，m=1~x，且W_m＜W_c时，表示h_m处发生塌陷，数据处理器发出报警信号，并有报警器发出报警。

前述的包气带土体塌陷超前预报方法，所述数据处理器还连接有显示装置，当发出报警信号时，同时显示塌陷位置h_m。

一种实现前述包气带土体塌陷超前预报方法的系统，包括有自可溶性岩层和土体层的交界面开始，自下而上预埋的多个土体含水率传感器，和设于可溶性岩层内的地下水位以下的地下水位传感器，土体含水率传感器和地下水位传感器分别连接在数据接收器上，数据接收器连接有数据传输器，数据传输器连接有数据处理器，数据处理器连接有报警器。

前述的实现包气带土体塌陷超前预报方法的系统，相邻所述土体含水率传感器之间的间距为20-40cm。

前述的实现包气带土体塌陷超前预报方法的系统，相邻所述土体含水率传感器之间的间距为30cm。

前述的实现包气带土体塌陷超前预报方法的系统，所述数据传输器和数据处理器经有线或者无线连接。

前述的实现包气带土体塌陷超前预报方法的系统，所述报警器为灯光报警器或者声音报警器，或者灯光报警器与声音报警器同时存在。