本發(fā)明涉及海岸帶災(zāi)害、海洋工程環(huán)境監(jiān)測(cè)，具體為一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海岸侵蝕的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、海岸侵蝕是一種由于自然因素(如風(fēng)、浪、流、潮等)引起的海洋泥沙支出大于輸入，導(dǎo)致沉積物凈損失的過(guò)程。這一過(guò)程常常伴隨著海岸線的后退和海灘的下蝕，對(duì)沿海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境、人類居住區(qū)和航道安全等造成嚴(yán)重影響。因此，對(duì)海岸侵蝕的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警顯得尤為重要。傳統(tǒng)的海岸侵蝕監(jiān)測(cè)方法，如人工檢測(cè)、三腳架+超聲波測(cè)距儀組合等，存在諸多局限性。這些方法不僅耗時(shí)費(fèi)力、效率低下，而且受外界環(huán)境因素影響大，測(cè)量數(shù)據(jù)往往不夠精確。特別是在惡劣的海洋環(huán)境下，這些方法的可靠性和穩(wěn)定性更是難以保證

2、近年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，特別是地球物理勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展，基于電阻率法的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)逐漸展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。電阻率法是一種基于不同介質(zhì)導(dǎo)電性差異進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)，而海水、砂和空氣在導(dǎo)電性上存在明顯的差異。這一特性使得利用電阻率法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海岸侵蝕成為可能。

3、基于上述背景，本方法利用海水、砂和空氣導(dǎo)電性存在的明顯差異，結(jié)合電阻率法，提出了一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海岸侵蝕的方法及裝置。該方法通過(guò)布設(shè)監(jiān)測(cè)剖面和設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，安裝監(jiān)測(cè)電極，實(shí)時(shí)測(cè)量電極的電阻值變化，計(jì)算出水砂界面、空氣砂界面的海拔，進(jìn)而分析海岸侵蝕的情況。該方法具有全面性和精確性，能夠?qū)崟r(shí)反映海岸的動(dòng)態(tài)變化，為相關(guān)部門提供決策支持，對(duì)于保護(hù)海岸線和海洋生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海岸侵蝕的方法及裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海岸侵蝕的方法，包括以下步驟：

3、s1、監(jiān)測(cè)剖面布設(shè)：

4、s1.1、根據(jù)海岸線的形狀進(jìn)行監(jiān)測(cè)剖面的布設(shè)；

5、s1.1.1、對(duì)于直線型海岸，垂直于海岸布設(shè)，剖面間距間隔一定距離布設(shè)一個(gè)剖面；

6、s1.1.2、對(duì)于其他形狀的海岸，圍繞海岸形狀，垂直于海岸線布設(shè)，剖面?zhèn)€數(shù)和間距以能夠反映海岸形狀及海岸侵蝕為宜；

7、s2、監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置：

8、s2.1、每個(gè)剖面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)至少設(shè)置三個(gè)，分別位于陸地、潮間帶和海水中；

9、s2.2、在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測(cè)基樁，并在基樁上安裝監(jiān)測(cè)電極；

10、s2.3、在基樁上安裝監(jiān)測(cè)電極；

11、s2.3.1、電極距：根據(jù)監(jiān)測(cè)精度設(shè)置，精度高時(shí)，電極距??；高度低時(shí)，電極間距大；

12、s2.3.2、電極的海拔高度：根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求采用不同等級(jí)測(cè)量測(cè)得；為保證電極海拔的準(zhǔn)確性，每間隔一定時(shí)間后，要對(duì)電極的海拔進(jìn)行校正，如每間隔三個(gè)月對(duì)電極海拔校正一次；

13、s3、計(jì)算海岸海拔：通過(guò)電阻率法計(jì)算出水砂界面、空氣砂界面的海拔，即海岸海拔；

14、s4、數(shù)據(jù)處理：

15、s4.1、根據(jù)實(shí)時(shí)海拔數(shù)據(jù)，分析各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的侵蝕情況；

16、s4.1.1、由于潮汐的作用，潮間帶和海水中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水砂界面和空氣砂界面會(huì)出現(xiàn)周期性的變化，一定時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波峰、波谷周期性變化，以波峰、波谷的直線為界限，如果一段時(shí)間內(nèi)波峰值或波谷值明顯低于該波峰或波谷界限，表明該監(jiān)測(cè)點(diǎn)侵蝕；

17、s4.1.2、當(dāng)明顯高于該界限，表明該監(jiān)測(cè)點(diǎn)淤積；

18、s4.1.3、當(dāng)在該界限附近，表明處于平靜狀態(tài)，不侵蝕也不淤積；在侵蝕、淤積的監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近，增設(shè)監(jiān)測(cè)剖面和監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)監(jiān)測(cè)，在原有基樁間增加加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)；在基樁之間增設(shè)臨時(shí)精確監(jiān)測(cè)剖面，

19、進(jìn)行精細(xì)監(jiān)測(cè)；

20、s5、海岸侵蝕實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖：

21、s5.1、整合各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線表示，橫坐標(biāo)為監(jiān)測(cè)時(shí)間，縱坐標(biāo)為標(biāo)高，為了清晰的顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化，可以將縱坐標(biāo)的比例尺變大一些；該曲線展示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)海拔的變化，在一定時(shí)間的波峰、波谷直線作為界限，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的波峰或波谷與界限的關(guān)系，可以判斷各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的侵蝕情況；

22、s5.2、將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)標(biāo)高，以及加測(cè)剖面及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高，其他位置利用插值的方法，每個(gè)時(shí)刻得到監(jiān)測(cè)區(qū)的海岸海拔圖，以該海岸海拔圖為基礎(chǔ)，得到該監(jiān)測(cè)區(qū)的海岸侵蝕實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)圖，實(shí)時(shí)的反映監(jiān)測(cè)區(qū)的海岸的動(dòng)態(tài)變化。

23、進(jìn)一步的，在s2.2中，基樁采用預(yù)制混凝土樁、其他樁型中的一種，樁表面做防腐處理，如刷瀝青層；基樁入土足夠深，保證其在潮汐等環(huán)境下樁頂標(biāo)高穩(wěn)定；樁頂預(yù)留接樁頭，以便于日后因淤積過(guò)大時(shí)接樁使用。

24、進(jìn)一步的，在s2.3中，電極材料采用抗腐蝕材料，電極布設(shè)于預(yù)制混凝土樁的表面，成樁后挖槽埋設(shè)或成樁前預(yù)設(shè)，澆灌后形成。

25、進(jìn)一步的，在s4.1.3中，臨時(shí)精確監(jiān)測(cè)剖面在基樁之間架設(shè)基準(zhǔn)梁，在基準(zhǔn)梁上分別固定剛性的監(jiān)測(cè)短樁，監(jiān)測(cè)短樁的長(zhǎng)度以能夠監(jiān)測(cè)一定范圍內(nèi)的侵蝕或淤積為宜。

26、進(jìn)一步的，在s2.3中，除了電極距和電極海拔的考慮外，增加電極的數(shù)量和種類，包括使用不同深度和位置的電極來(lái)捕捉更多層次的海岸地質(zhì)信息。

27、進(jìn)一步的，引入用于確保電極海拔的長(zhǎng)期準(zhǔn)確性的自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)。

28、一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海岸侵蝕的裝置，包括：

29、監(jiān)測(cè)基樁：基樁根據(jù)侵蝕情況，增設(shè)、廢棄基樁，如侵蝕嚴(yán)重時(shí)，陸地的基樁變?yōu)榱顺毕珟У幕鶚?，需要在新的陸地增設(shè)基樁；

30、監(jiān)測(cè)電極：采用抗腐蝕材料制成，安裝在監(jiān)測(cè)基樁上，電極距根據(jù)監(jiān)測(cè)精度要求設(shè)置，通過(guò)連接電纜與電法儀相連；

31、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：由監(jiān)測(cè)電極、供電法蓄電池、連接電纜、電法儀組成；

32、供電系統(tǒng)：包括蓄電池、太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，太陽(yáng)能白天利用太陽(yáng)光照進(jìn)行發(fā)電為蓄電池蓄電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在有風(fēng)存在的時(shí)候發(fā)電給蓄電池蓄電，蓄電池給電法儀及網(wǎng)絡(luò)傳輸供電，同時(shí)給電法儀采集過(guò)程中給電極供電；

33、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：接收電法儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，繪制出海岸侵蝕實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖。

34、進(jìn)一步的，電法儀用于實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電阻率數(shù)據(jù)，并計(jì)算出水砂界面、空氣砂界面的海拔。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

36、通過(guò)在直線型海岸和其他形狀的海岸線上布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)剖面，以及在每個(gè)剖面上設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(包括陸地、潮間帶和海水中)，本方法能夠全面捕捉海岸線的動(dòng)態(tài)變化；引入不同深度和位置的電極，能夠捕捉更多層次的海岸地質(zhì)信息，從而提供更精細(xì)的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

37、本方法利用電阻率法實(shí)時(shí)計(jì)算出水砂界面、空氣砂界面的海拔，即海岸海拔，并通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線和插值方法，實(shí)時(shí)反映監(jiān)測(cè)區(qū)的海岸動(dòng)態(tài)變化；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和分析，使得決策者能夠迅速了解海岸的侵蝕或淤積情況，從而采取及時(shí)有效的措施。

38、根據(jù)海岸線的形狀和侵蝕情況，可以靈活調(diào)整監(jiān)測(cè)剖面的布設(shè)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，以確保監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和有效性；引入自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)調(diào)整電極海拔的讀數(shù)，消除由于海底沉積、侵蝕或其他地質(zhì)活動(dòng)引起的誤差，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期準(zhǔn)確性。

39、監(jiān)測(cè)基樁采用預(yù)制混凝土樁或其他樁型，并進(jìn)行防腐處理，保證了裝置的耐用性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性；監(jiān)測(cè)電極采用抗腐蝕材料制成，能夠適應(yīng)各種環(huán)境條件下的監(jiān)測(cè)需求。

40、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠自動(dòng)接收、處理和分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制出海岸侵蝕實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖，提高了監(jiān)測(cè)工作的效率和準(zhǔn)確性；自動(dòng)校準(zhǔn)算法的開發(fā)和應(yīng)用，減少了人為干預(yù)的需要，降低了人為誤差的風(fēng)險(xiǎn)。