1.山洪泥石流沟道中山洪泥石流灾害监测方法,其特征在于:利用环境噪声分析实现对泥石流沟道中山洪泥石流灾害的监测,依如下步骤实施:
步骤s1、选定泥石流沟道作为监测区域,设置泥石流沟道监测断面,在监测断面上的泥石流沟道岸旁安装环境噪声传感器,环境噪声传感器与上位机通信连接;在上位机中设置初始背景噪声值lbackground、时间阈值tnsl、泥石流判定阈值lnsl、山洪判定阈值lsh,开始采集分析数据;
步骤s2、山洪泥石流灾害监测预报
上位机获取环境噪声传感器采集的环境噪声信号l样本,进行分析:
步骤s21、确定校准后lbackground
自数据采集时间起,将环境噪声信号样本l与lbackground对比,采用l校准lbackground:若lbackground≤l,上位机记录lbackground,若lbackground<l,上位机将l记录为lbackground;上位机根据至少48h无风无雨环境中的l校准lbackground,得到校准后lbackground用于后续运算
步骤s22、滤波
滤波开始,标记当前时刻为t,
自t时刻起,取t至t-5s间环境噪声信号l的最小值记为第1个lmin,再沿时间轴取t+1s至t-4s间环境噪声信号的最小值记为第2个lmin,以此类推得到滤波lmin;
自t时刻起,计算t至t-30s间平均lmin,记为第1个laverage,再沿时间轴取t+1s至t-29s间平均lmin,记为第2个laverage,得到滤波laverage;
自t时刻起,计算t至t-300s间平均lmin,记为第1个lthreshold,再沿时间轴取t+1s至t-299s间平均lmin,记为第2个lthreshold,得到滤波lthreshold;
步骤s23、监测泥石流沟道内自然活动变化趋势
自t时刻起沿t+1时刻方向实时分析环境噪声信号l,当laverage>lthreshold时,记录两波交叉时刻为tstart,判断自tstart时刻起沟道内自然活动趋势增大,执行步骤s24;若laverage≤lthreshold时,判断沟道内自然活动变化不大或趋势减小,继续监测直到满足条件确定tstart;
步骤s24、监测自然活动峰值到达监测断面
自tstart时刻起,将laverage波峰值记为lmax、波峰时刻记为tmax,且判定有山洪泥石流在时刻tmax到达监测断面,发出监测信号;
步骤s25、判别山洪泥石流灾害类别
若tmax≥tstart+tnsl,则进一步判别:
若lmax-lbackground≥lnsl,判断在tmax时刻到达监测断面的是泥石流;若lnsl>lmax-lbackground≥lsh,判断在tmax时刻到达监测断面的是山洪;若lsh>lmax-lbackground,判断在tmax时刻到达监测断面的是常流水;
若tmax<tstart+tnsl,放弃当前分析,继续步骤s23。
2.根据权利要求1所述的监测方法,其特征在于:所述环境噪声信号频率2hz。
3.根据权利要求2所述的监测方法,其特征在于:所述lbackground=100db。
4.根据权利要求2所述的监测方法,其特征在于:所述步骤s1中,监测断面设置在泥石流沟道转弯处。
5.根据权利要求2所述的监测方法,其特征在于:所述步骤s1中,环境噪声传感器安装位置距离泥石流沟道岸旁距沟边线30m~100m。
6.根据权利要求1~5任一所述的监测方法,其特征在于:
所述步骤s1中:选定泥石流沟道作为监测区域,沿泥石流沟道方向设置上下二监测断面,分别记为监测断面a、监测断面b,二监测断面相距sab,分别在监测断面a与监测断面b的泥石流沟道同侧安装环境噪声传感器a与环境噪声传感器b,环境噪声传感器a、b与泥石流沟道岸边垂直距离分别记为ha、hb;
所述步骤s2中,分别对环境噪声传感器a、环境噪声传感器b采集的环境噪声信号样本la、lb实施步骤s2的分析,当确定环境噪声传感器a的tstart时刻,记为tastart且尚不满足标记环境噪声传感器b的tstart时刻tbstart时,执行步骤s3;
步骤s3、计算山洪泥石流在二监测断面间的位置
选取tastart之后的任一时间t,上位机分别获取环境噪声信号样本la、lb中t时刻的环境噪声信号la、lb;
依式1计算山洪泥石流距离监测断面b的距离sbc:
式中,la、lb—噪声信号样本la、lb在时刻t的环境噪声值,db,步骤s3确定,
sab—监测断面a、b间距,m,步骤s1确定,
ha、hb—环境噪声传感器a、b与泥石流沟道岸边垂直距离,m,步骤s1确定。
7.根据权利要求6所述的监测方法,其特征在于:
所述步骤s2中,当满足标记环境噪声传感器a的tstart时刻tastart与环境噪声传感器b的tstart时刻tbstart的条件时,执行步骤s4;
步骤s4、依式2计算山洪泥石流流速vab,发出监测信号:
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于:sab=100m~300m。
9.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于:所述环境噪声传感器a、b在泥石流沟道同岸或分别在泥石流沟道两岸。