橋梁、風電場樁基沖刷監(jiān)測
為什么要進行沖刷監(jiān)測？
河床沖刷是指泥沙對橋墩、橋臺等水下構筑物的沖刷。沖刷可以發(fā)生在水流的任何區(qū)域，從小溪和河流到潮汐河口。這種侵蝕是由水流引起的，在快速、高流量的時候會增加，比如在洪水期間。水流越快，被沖走的泥沙就越多。沖刷在河床上留下的洞會危及建筑物的安全。
橋梁沖刷監(jiān)測、水電站/水庫入水口沖刷監(jiān)測和其他海上結(jié)構如風電樁的沖刷監(jiān)測可以在災害發(fā)生前識別和預防災害。雖然沖刷可以隨著時間的推移緩慢發(fā)生，但洪水事件可以導致快速沖刷，直至結(jié)構破壞。當沖刷改變橋墩河床的高度時，監(jiān)測系統(tǒng)可以指示橋梁何時因泥沙侵蝕而出現(xiàn)結(jié)構缺陷和危險。雖然監(jiān)測并不能使一個結(jié)構更不容易受到?jīng)_刷，但如果一座橋梁變得沖刷嚴重，必須關閉，就可以發(fā)出實時警報。
橋梁、風電場樁基沖刷監(jiān)測
泥沙：沖刷的基礎
泥沙是可以被水和風移動的有機和無機顆粒的集合。在水質(zhì)方面，泥沙通常是指從當?shù)丨h(huán)境中帶入水中的礦物物質(zhì)，如粘土、淤泥、沙子和礫石。泥沙的數(shù)量和這些顆粒移動的距離被稱為泥沙輸運率。
泥沙的輸送，以及由此產(chǎn)生的侵蝕和沉積，都依賴于水流。當水流增加時(無論是體積還是流速)，作用在河床上的力也會增加。在大流量事件中，如洪水和積雪融化，高流量攜帶的泥沙量增加，增加了泥沙輸運率，并造成侵蝕。雖然泥沙運輸和沉積是大多數(shù)水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，但持續(xù)的侵蝕可能會對人造結(jié)構造成風險。
沖刷(河床對建筑物的侵蝕)是過度泥沙搬運的結(jié)果。當泥沙侵蝕發(fā)生在橋墩或其他結(jié)構的基礎上，由于結(jié)構的妥協(xié)，它可能會引起安全問題。
實時方案
實時監(jiān)測是the most effective、the most economical的沖刷對策之一。雖然監(jiān)測不能防止或eradicate橋梁沖刷，但它可以提供對沖刷臨界條件的充分警告。沖刷監(jiān)測儀器將測量碼頭或其他建筑物附近的泥沙水位或河床高度。隨著泥沙被水流侵蝕，海拔降低，儀器將測量泥沙水位的變化。如果達到臨界水平，信號可以傳送給必要的人員進行橋梁合閘。
雖然有便攜式的沖刷監(jiān)測儀器，但固定的儀器可以提供更頻繁的實時數(shù)據(jù)。值得注意的是，沒有一種單一的沖刷監(jiān)測方法可以不考慮環(huán)境條件而適用于所有地點。然而，這里列出的三種沖刷監(jiān)測儀器(聲納、磁滑環(huán)、浮置裝置)是由美國NCHRP研究團隊測試的，并且是常用的。
典型的沖刷監(jiān)測系統(tǒng)
沖刷監(jiān)測是所有橋梁沖刷對策策略中比較具有成本效益和值得推薦的。監(jiān)測策略可用于檢測潛在的沖刷問題區(qū)域，并持續(xù)調(diào)查當前的沖刷進度。這通常是通過安裝在橋梁結(jié)構上的監(jiān)測站來完成的，由一個或多個聲納傳感器提供數(shù)據(jù)。
為了有效，橋梁沖刷應持續(xù)監(jiān)測，并提供實時數(shù)據(jù)。the most simple、the most effective的方法是使用綜合遙測系統(tǒng)。數(shù)據(jù)記錄器可以支持多個聲納和水位傳感器，并以預定義的間隔記錄每個傳感器的沖刷數(shù)據(jù)。通過遙測技術、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術，無論是無線電、蜂窩電話還是衛(wèi)星，該系統(tǒng)可以安全地將搜索數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上，以便從任何一臺計算機上觀看。
綜合數(shù)據(jù)記錄和遙測站可根據(jù)橋梁沖刷監(jiān)測需求定制。集成系統(tǒng)，無論是安裝在橋梁、碼頭，還是沿著河岸，都可以連接和支持多個傳感器，即使它們安裝在不同的碼頭上。所有設備都是通過一個central電池和充電太陽能電池板系統(tǒng)供電。有多種遙測選項可供選擇，連續(xù)實時數(shù)據(jù)可從任何計算機。這樣就可以確保沖刷情況得到持續(xù)監(jiān)測，并且如果沖刷變得非常嚴重，可以立即實施任何控制或?qū)Σ摺?/span>
沖刷成果
