CN112540165A - 水土流失预警***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水土流失预警***及方法。其中，水土流失预警***包括：监控模块、分析处理模块；监控模块与分析处理模块电连接，用于获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息；分析处理模块用于根据未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据未来设定时间内的实际水土信息输出对初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果。水土流失预警***利用实际的水土信息对初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果，使得预测结果更为准确，能够预测出杆塔基础发生水土流失的可能性，以便提前采取措施，避免造成输电线路的损坏。
Description
技术领域
本发明实施例涉及环境安全评估和预警技术，尤其涉及一种水土流失预警***及方法。
背景技术
随着近年来，全球环境恶化，极端气候频发，水土流失较频繁地发生，而输电线路又是遭受水土流失最严重的行业之一。
现输电线路运行***中，已有诸如：雷电定***、在线监控***、负荷可视化***等，监测输电线路的水土流失情况。
但上述***无法精准分析、预测在强降雨天气下输电杆塔基础水土流失情况的预警***。
发明内容
本发明提供一种水土流失预警***及方法，以实现预测出水土流失情况，进而提前采取应对措施，避免造成更大的损失。
本发明实施例提供了一种水土流失预警***及方法，其中水土流失预警***包括：包括：监控模块、分析处理模块；
所述监控模块与所述分析处理模块电连接，用于获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息；
所述分析处理模块用于根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据所述未来设定时间内的实际水土信息输出对所述初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果。
可选的，所述分析处理模块具体用于预先建立水土流失有限元模型，并将所述未来设定时间内的实际水土信息导入所述水土流失有限元模型中，对所述初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果。
可选的，所述监控模块包括天气预报单元和水土监控单元，所述天气预报单元和所述水土监控单元均与所述分析处理模块电连接；
所述天气预报单元用于获取所述未来设定时间内的天气信息；所述分析处理模块具体用于预先建立水土流失有限元模型后，将所述天气预报单元获取的所述未来设定时间内的天气信息导入到所述水土流失有限元模型中，得到对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到的初级水土情况预测结果；
所述水土监控单元设置于所述杆塔基础所在位置处的设定范围内，用于获取所述水土信息。
可选的，所述水土信息包括降雨量信息和土体应力信息；所述水土监控单元包括雨量监测子单元和土体应力监测子单元；
所述雨量监测子单元用于获取所述降雨量信息；
所述土体应力监测子单元用于获取所述土体应力信息。
可选的，在所述杆塔基础所在位置处的至少两个不同深度的土体中，均设置有所述土体应力监测子单元。
可选的，水土流失预警***，还包括数据收集模块；
所述数据收集模块的一端与所述监控模块电连接，所述数据收集模块的另一端与所述分析处理模块电连接，所述数据收集模块用于收集所述监控模块获取的所述未来设定时间内的天气信息和所述杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息并将所述未来设定时间内的天气信息和所述杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息传输至所述分析处理模块。
本发明实施例还提供了一种水土流失预警方法，包括：
监控模块获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息；
分析处理模块根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据所述未来设定时间内的实际水土信息输出对所述初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果。
可选的，所述分析处理模块根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据所述未来设定时间内的实际水土信息输出对所述初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果，包括：
所述分析处理模块预先建立水土流失有限元模型；
根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；
将所述未来设定时间内的实际水土信息导入所述水土流失有限元模型中，对所述初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果。
可选的，所述监控模块包括天气预报单元和水土监控单元；
所述监控模块获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息，包括：
天气预报单元获取所述未来设定时间内的天气信息；
所述水土监控单元获取所述水土信息；
可选的，所述水土信息包括降雨量信息和土体应力信息；所述水土监控单元包括雨量监测子单元和土体应力监测子单元；
所述水土监控单元获取所述水土信息，包括：
所述雨量监测子单元获取所述降雨量信息；
所述土体应力监测子单元获取所述土体应力信息。
本发明实施例提供的水土流失预警***，包括监控模块和分析处理模块，分析处理模块首先根据监控模块获取的未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果，发生降雨情况后，分析处理模块再根据监控模块获取的杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息输出对初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果，其中水土信息可以包括降雨量和土体应力信息。水土流失预警***利用实际的水土信息对初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果，使得预测结果更为准确，能够预测出杆塔基础发生水土流失的可能性，以便提前采取措施，避免造成输电线路的损坏。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种水土流失预警***的结构示意图。
图2是本发明实施例二提供的一种水土流失预警***的结构示意图。
图3是本发明实施例三提供的一种水土流失预警方法的流程图。
图4是本发明实施例四提供的一种水土流失预警方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种水土流失预警***的结构示意图，参考图1，可选的，该水土流失预警***包括：监控模块100、分析处理模块200；
监控模块100与分析处理模块200电连接，用于获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息；
分析处理模块200用于根据未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据未来设定时间内的实际水土信息输出对初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果。
未来设定时间内的天气信息可以是天气预报中预报的未来设定时间内的降雨量的信息，未来设定时间可以为未来24小时内或其他时间内，本实施例在此不做具体限定。杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息可以包括实际降雨量信息和土体应力信息，其中杆塔基础包括承载输电线的杆塔以及支撑杆塔的地基，在杆塔基础设定范围内例如可以是方圆1米内(方圆包括水平方向和纵向方向)获取杆塔基础的水土信息。
分析处理模块200兼具数据计算和数据分析的功能。初级水土情况预测结果为未发生降雨前分析处理模块200根据天气信息计算出土应力后再进行数据分析输出的结果，最终水土情况分析结果为发生降雨后分析处理模块200根据实际水土信息得到土应力后再进行数据分析输出的结果。其中初级水土情况预测结果、最终水土情况分析结果均包括不易发生水土流失以及易发生水土流失两种结果，当分析处理模块200计算出土应力超过设定的发生水土流失对应的土应力阈值或者在一段时间内计算出的几次土应力呈上升趋势时，则水土情况结果为易发生水土流失，当分析处理模块200计算出土应力未超过设定的土应力阈值或者在一段时间内计算出的几次土应力不呈上升趋势时，则水土情况结果为不易发生水土流失。
该水土流失预警***的工作原理为监控模块100获取未来设定时间内的天气信息后传输至分析处理模块200，分析处理模块200对未来设定时间内的天气信息进行计算、分析后输出初级水土情况预测结果；降雨后，监控模块100再获取杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息并输出至分析处理模块200，分析处理模块对实际水土信息进行计算、分析后输出最终水土情况分析结果。
本实施例的水土流失预警***，包括监控模块和分析处理模块，分析处理模块首先根据监控模块获取的未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果，发生降雨情况后，分析处理模块再根据监控模块获取的杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息输出对初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果，其中水土信息可以包括降雨量和土体应力信息。水土流失预警***利用实际的水土信息对初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果，使得预测结果更为准确，能够预测出杆塔基础发生水土流失的可能性，以便提前采取措施，避免造成输电线路的损坏。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种水土流失预警***的结构示意图，参考图2，可选的，分析处理模块200具体用于预先建立水土流失有限元模型，并将未来设定时间内的实际水土信息导入水土流失有限元模型中，对初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果。
分析处理模块200可以为水土流失有限元模型，以现有有限元软件为基础提前建立水土流失有限元模型，建立的水土流失有限元模型具备数据计算和数据分析的功能。在水土流失有限元模型根据未来设定时间内的天气信息计算出土应力并对土应力进行分析得到初级水土情况预测结果后，再将监控模块200获取的未来设定时间内实际的水土信息传输至水土流失有限元模型，水土流失有限元模型根据实际的水土信息计算出实际土应力并对计算出的土应力进行分析得到最终水土情况分析结果。
可选的，监控模块100包括天气预报单元110和水土监控单元120，天气预报单元110和水土监控单元120均与分析处理模块电连接；
天气预报单元110用于获取未来设定时间内的天气信息；分析处理模块200具体用于预先建立水土流失有限元模型后，将天气预报单元110获取的未来设定时间内的天气信息导入到水土流失有限元模型中，得到对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到的初级水土情况预测结果；
水土监控单元120设置于杆塔基础所在位置处的设定范围内，用于获取水土信息。
天气预报单元110用于获取未来设定时间内的天气信息，天气预报单元110可以为气象预报***，天气信息可以为降雨量信息，根据气象预报***可以得到杆塔基础所在位置处未来设定时间内发生降雨时降雨量的信息，并将得到的降雨量的信息导入预先建立好的水土流失有限元模型中，水土流失有限元模型根据降雨量信息计算出杆塔基础所在位置处的土应力并对土应力进行分析输出初级水土情况预测结果。
初级水土情况预测结果包括易发生水土流失和不易发生水土流失，当水土流失有限元模型计算出的土应力超过设定的阈值应力或根据最近几次计算出的土应力呈上升趋势时，水土流失有限元模型输出易发生水土流失的结果；当水土流失有限元模型计算出的土应力未超过设定的阈值应力或根据最近几次计算出的土应力不呈上升趋势时，水土流失有限元模型输出不易发生水土流失的结果。
可选的，水土信息包括降雨量信息和土体应力信息；水土监控单元120包括雨量监测子单元121和土体应力监测子单元122；
雨量监测子单元121用于获取降雨量信息；
土体应力监测子单元122用于获取土体应力信息。
降雨量信息可以为单位时间内的降雨量也可以为一定时间段内的降雨量，(降雨包括下雨、下雪、下冰雹)本实施例在此不做具体限定，土体应力信息为土体应力值。
雨量监测子单元121可以为雨量器或其他可以实现测量降雨量的装置，土体应力监测子单元122为土压力盒，土体应力信息为土应力值，土压力盒可以直接获取土应力值。
可选的，在杆塔基础所在位置处的至少两个不同深度的土体中，均设置有土体应力监测子单元122。
土体应力监测子单元122为两个时，可以在杆塔基础所在位置处随时选取两个不同的深度设置土体应力监测子单元122，当土体应力监测子单元122为两个以上时，可以每间隔一定深度即设置一个土体应力监测子单元122。还可以在水平方向上同一深度不同的多个位置处设置多个土体应力监测子单元122，对于土体应力监测子单元122的具体设置本实施例在此不做具体限定。
可选的，水土流失预警***还包括数据收集模块300；
数据收集模块300的一端与监控模块100电连接，数据收集模块300的另一端与分析处理模块200电连接，数据收集模块300用于收集监控模块100获取的未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息并将未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息传输至分析处理模块200。
数据收集模块300用于进行数据的传输，数据收集模块300获取监控模块100中的数据信息并将数据信息传输至分析处理模块200。
本实施例的技术方案，通过天气预报单元获取杆塔基础所在位置处未来设定时间内的天气信息并传输至分析处理模块，分析处理模块中预先建立好的水土流失有限元模型根据天气信息计算出土应力并根据计算出的土应力进行分析输出初级水土情况预测结果，当发生降雨后，雨量监测子单元获取实际降雨量信息、土体应力监测子单元获取实际土体应力信息并将降雨量信息和土体应力信息传输至水土流失有限元模型，水土流失有限元根据降雨量信息和土体应力信息重新计算出杆塔基础附近土应力并对计算出的土应力进行分析后输出最终水土情况分析结果，对初级水土情况预测结果进行了修正。本实施例的方案根据实际降雨量及实际土体应力信息计算出的土应力更为准确，得到的最终水土情况分析结果更加合理，能够对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的水土流失情况进行很好的预测以便监控人员可以提前采取措施，避免造成更大的损失。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种水土流失预警方法的流程图，参考图3，本实施例可适用于预测杆塔基础发生水土流失的情况，该方法可以由上述任意实施例所述的水土流失预警***来执行，具体包括如下步骤：
S01：监控模块获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息；
S02：分析处理模块根据未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；
S03：并根据未来设定时间内的实际水土信息输出对初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果。
本发明的水土流失预警方法中，分析处理模块首先根据监控模块获取的未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果，发生降雨情况后，分析处理模块再根据监控模块获取的杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息输出对初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果，其中水土信息可以包括降雨量和土体应力信息。水土流失预警方法根据实际的水土信息对初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果，使得预测结果更为准确，能够预测出杆塔基础发生水土流失的可能性，以便提前采取措施，避免造成输电线路的损坏。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的一种水土流失预警方法的流程图，参考图4，可选的，本实施例的水土流失预警方法包括：
S011：天气预报单元获取未来设定时间内的天气信息；
S012：水土监控单元获取水土信息；
可选的，水土信息包括降雨量信息和土体应力信息；水土监控单元包括雨量监测子单元和土体应力监测子单元；
水土监控单元获取水土信息，包括：
雨量监测子单元获取降雨量信息；
土体应力监测子单元获取土体应力信息。
S021：分析处理模块预先建立水土流失有限元模型；
S022：根据未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；
S031：将未来设定时间内的实际水土信息导入水土流失有限元模型中，对初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果。
本实施例的技术方案，在天气预报单元获取杆塔基础所在位置处未来设定时间内的天气信息并传输至分析处理模块后，分析处理模块中预先建立好的水土流失有限元模型根据天气信息计算出土应力并根据计算出的土应力进行分析输出初级水土情况预测结果，当发生降雨后，水土流失有限元模型根据雨量监测子单元获取的实际降雨量信息、土体应力监测子单元获取的实际土体应力信息重新计算出杆塔基础附近土应力并对计算出的土应力进行分析后输出最终水土情况分析结果，对初级水土情况预测结果进行了修正。本实施例的方案根据实际降雨量及实际土体应力信息计算出的土应力更为准确，得到的最终水土情况分析结果更加合理，能够对未来设定时间内杆塔基础所在位置处的水土流失情况进行很好的预测以便监控人员可以提前采取措施，避免造成更大的损失。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种水土流失预警***，其特征在于，包括：监控模块、分析处理模块；
所述监控模块与所述分析处理模块电连接，用于获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息；
所述分析处理模块用于根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据所述未来设定时间内的实际水土信息输出对所述初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果。
2.根据权利要求1所述的水土流失预警***，其特征在于，所述分析处理模块具体用于预先建立水土流失有限元模型，并将所述未来设定时间内的实际水土信息导入所述水土流失有限元模型中，对所述初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果。
3.根据权利要求2所述的水土流失预警***，其特征在于，所述监控模块包括天气预报单元和水土监控单元，所述天气预报单元和所述水土监控单元均与所述分析处理模块电连接；
所述天气预报单元用于获取所述未来设定时间内的天气信息；所述分析处理模块具体用于预先建立水土流失有限元模型后，将所述天气预报单元获取的所述未来设定时间内的天气信息导入到所述水土流失有限元模型中，得到对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到的初级水土情况预测结果；
所述水土监控单元设置于所述杆塔基础所在位置处的设定范围内，用于获取所述水土信息。
4.根据权利要求3所述的水土流失预警***，其特征在于，所述水土信息包括降雨量信息和土体应力信息；所述水土监控单元包括雨量监测子单元和土体应力监测子单元；
所述雨量监测子单元用于获取所述降雨量信息；
所述土体应力监测子单元用于获取所述土体应力信息。
5.根据权利要求4所述的水土流失预警***，其特征在于，在所述杆塔基础所在位置处的至少两个不同深度的土体中，均设置有所述土体应力监测子单元。
6.根据权利要求1所述的水土流失预警***，其特征在于，还包括数据收集模块；
所述数据收集模块的一端与所述监控模块电连接，所述数据收集模块的另一端与所述分析处理模块电连接，所述数据收集模块用于收集所述监控模块获取的所述未来设定时间内的天气信息和所述杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息并将所述未来设定时间内的天气信息和所述杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息传输至所述分析处理模块。
7.一种水土流失预警方法，其特征在于，包括：
监控模块获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息；
分析处理模块根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据所述未来设定时间内的实际水土信息输出对所述初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果。
8.根据权利要求7所述的水土流失预警方法，其特征在于，所述分析处理模块根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；并根据所述未来设定时间内的实际水土信息输出对所述初级水土情况预测结果进行修正得到的最终水土情况分析结果，包括：
所述分析处理模块预先建立水土流失有限元模型；
根据所述未来设定时间内的天气信息对未来设定时间内所述杆塔基础所在位置处的土应力进行预测得到初级水土情况预测结果；
将所述未来设定时间内的实际水土信息导入所述水土流失有限元模型中，对所述初级水土情况预测结果进行修正得到最终水土情况分析结果。
9.根据权利要求8所述的水土流失预警方法，其特征在于，所述监控模块包括天气预报单元和水土监控单元；
所述监控模块获取未来设定时间内的天气信息和杆塔基础所在位置处设定范围内的水土信息，包括：
天气预报单元获取所述未来设定时间内的天气信息；
所述水土监控单元获取所述水土信息。
10.根据权利要求9所述的水土流失预警方法，其特征在于，所述水土信息包括降雨量信息和土体应力信息；所述水土监控单元包括雨量监测子单元和土体应力监测子单元；
所述水土监控单元获取所述水土信息，包括：
所述雨量监测子单元获取所述降雨量信息；
所述土体应力监测子单元获取所述土体应力信息。
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