[发明专利]一种具有智能监测系统的生态堤防

权利要求书

1.一种具有智能监测系统的生态堤防，在堤身的一侧外部设有生态型护岸，其特征在于，所述生态堤防包括监测系统，所述监测系统设置在所述生态型护岸上，并对护岸的状态进行监测和预警；

所述监测系统包括监测模块、采样模块、交互模块、调整模块，所述采样模块采集所述生态型护岸的数据，所述调整模块用于的对堤身的通气量进行控制，所述监测模块根据所述采样模块的采样数据对所述生态型护岸进行评估和监测，所述交互模块将所述监测模块的评估和监测结果向管理者进行交互，以提示管理者当前堤身的状态；

其中，在堤身的内部设有搭设桁架结构的中空的储水堤心、以及与所述储水堤心相连接的第一渗透层和第二渗透层，且所述第二渗透层与设置在堤身一侧外部的生态型护岸连通，所述第一渗透层与堤坝的水道连通，在储水堤心的顶部设置有与外界相连通的气阀通道，且所述调整模块设置在所述气阀通道上，以在所述储水堤心中形成真空环境；所述调整模块包括调整单元和真空发生单元，所述真空发生单元用于对所述储水堤心中的空气进行抽出，以在所述储水堤心中形成真空环境，所述调整单元用于对所述气阀通道进行通断控制；

其中，所述调整单元包括至少一个电子控制阀、通信器，所述通信器用于接收所述监测模块传输的控制信号，以对至少一个所述电子控制阀进行调控，各个所述电子控制阀对所述气阀通道进行通断控制，以将堤坝一侧的水能通过所述第一渗透层和所述第二渗透层之间进行传输；

其中，所述监测模块根据监测结果向所述通信器传输控制信号，以调整至少一个所述电子控制阀的通断，调整所述储水提心中的负压状态，以将储水提心中的水通过第一渗透层或第二渗透层渗透；所述采样模块包括采样单元、以及数据传输单元，所述采样单元用于对所述堤身进行采样，以获取所述堤身的状态数据，所述数据传输单元将所述采样单元的数据传输至所述监测模块中；

其中，所述采样单元包括沉降仪、孔隙水压计、数据存储器，所述沉降仪用于对所述堤坝的竖向变形进行采样，所述孔隙水压计用于对堤身的渗水数据进行采样，所述数据存储器用于分别存储所述沉降仪和所述孔隙水压计采样的数据；

其中，所述采样单元平直铺设在所述堤坝中。

2.根据权利要求1所述的一种具有智能监测系统的生态堤防，其特征在于，所述监测模块包括监测单元、以及评估单元，所述监测单元用于收集所述采样模块的采样数据并传输至所述评估单元中，并对所述堤坝的状态进行评估，所述评估单元根据所述采样模块的采样数据对所述堤坝进行评估；

所述评估单元获取所述沉降仪的零点标高，计算第i次测量的所述堤坝的标高H_i：

；

式中，H₀为沉降仪的测头在工作稳定状态下的基准高度值，单位：mm，其值直接由沉降仪的侧读仪直接测量得到，R₀为所述沉降仪在基准高度值下的第一次的读数, 单位：Hz²*10^-3，R_i为所述沉降仪第i次的读数, 单位： Hz²*10^-3，D为率定系数，单位：mm/Hz²*10^-3，由沉降仪的仪器本身的参数确定；

所述评估单元将堤坝初始标高与一个采样周期后测定的标高相减，以获得所述堤身的沉降指数Subsidence：

；

式中，H_准为堤坝第一次测量的初始标高。

3.根据权利要求2所述的一种具有智能监测系统的生态堤防，其特征在于，所述评估单元获取所述孔隙水压计的渗水数据，并计算所述堤身的渗水指数Seepage：

；

式中，B₀为堤身的原始拦防水位高度，a_ui为上游水库水位的回归系数，由实验测得，分别为采样当日、前1天、前2天、前3天、前4天的水位平均值，down_k为降雨量的回归系数，由实验取得，分别为采样当日、前1天、前2天的降雨量的平均值；

若满足同时满足下式，则触发所述交互模块发出预警信号：

；

式中，Move为系统设定的沉降监测阈值，Risk为设定的渗透风险阈值。