TCI 179-2023 泥石流泥位流速毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程

ICSCCS D02CI團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CI179-2023泥石流泥位流速毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程SpecificationforSurfaceElevationandMonitoringofDebrisFlowbyMillimeterRadarMethod2023-11-13發(fā)布 2023-11-13實(shí)施中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)?發(fā)布T/CI179-2023T/CI179-2023PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII前??言本文件按照GB/TL.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草；某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本文件由內(nèi)蒙古方向圖科技有限公司提出。本文件由中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)歸口。（自然資源部地質(zhì)災(zāi)害技術(shù)指導(dǎo)中心、特力惠信息科技股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所、雅安市地災(zāi)防治與生態(tài)修復(fù)中心、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)。引??言為規(guī)范泥石流泥位流速毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作，制定本文件。T/CI179-2023T/CI179-2023PAGEPAGE1泥石流泥位流速毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程范圍本文件規(guī)定了泥石流泥位流速毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)包括的儀器組成與技術(shù)參數(shù)、儀器選址與安裝、儀器運(yùn)行維護(hù)等技術(shù)要求。本文件適用于采用毫米波雷達(dá)技術(shù)的泥石流泥位流速專業(yè)監(jiān)測(cè)。規(guī)范性引用文件（不包括勘誤的內(nèi)容GB4208-2017外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）GB50204-2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范DZ/T0220-2006泥石流災(zāi)害防治工程勘測(cè)規(guī)范DZ/T0221-2006崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測(cè)規(guī)范DZ/T0309-2017地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)志DZ/T0450-2023地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通信技術(shù)要求DZ/T0460-2023地質(zhì)災(zāi)害自動(dòng)化儀器監(jiān)測(cè)預(yù)警規(guī)范工業(yè)和信息化部令第62號(hào)中華人民共和國(guó)無線電頻率劃分規(guī)定術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。泥位Surfaceelevationofdebrisflow泥石流運(yùn)動(dòng)過程中，流體的表面高程與溝道基底高程的相對(duì)高差。[來源：T-CAGHP034—2018，3.1，有修改]流速Velocityofdebrisflow泥石流運(yùn)動(dòng)過程中，表面流體的運(yùn)動(dòng)速度。毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)儀器Millimeterwaveradarmonitoringequipment/sensor通過毫米波雷達(dá)對(duì)泥石流表面發(fā)射電磁波并接收其回波，基于干涉測(cè)量原理獲得泥石流的泥位，基于多普勒效應(yīng)測(cè)速原理獲得泥石流的流速。注：簡(jiǎn)稱“毫米波雷達(dá)儀器”。一般規(guī)定監(jiān)測(cè)目的通過對(duì)泥石流表面泥位和流速的監(jiān)測(cè)，為泥石流臨災(zāi)預(yù)警和避險(xiǎn)撤離提供數(shù)據(jù)支撐。監(jiān)測(cè)對(duì)象通過毫米波雷達(dá)傳感器獲取泥石流運(yùn)動(dòng)過程中的回波，實(shí)現(xiàn)泥石流表面流速和泥位高度的動(dòng)態(tài)獲取，監(jiān)測(cè)對(duì)象應(yīng)符合DZ/T0221-2006中關(guān)于監(jiān)測(cè)內(nèi)容的要求。儀器組成與技術(shù)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀器組成毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)由收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、通信模塊、供電模塊和固定支架組成。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊收發(fā)模塊包括天線、信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器3個(gè)組成部分，天線負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的發(fā)射和接收，信號(hào)發(fā)射器產(chǎn)生射頻信號(hào)，信號(hào)接收器接收天線收到的目標(biāo)回波信號(hào)并完成處理。數(shù)據(jù)采集處理模塊應(yīng)能夠控制收發(fā)模塊，完成正常的收發(fā)動(dòng)作；能夠?qū)撩撞ㄊ瞻l(fā)模塊返回的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣，并對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行分析和處理，具備數(shù)據(jù)本地備份存儲(chǔ)能力。通信模塊0450-2023執(zhí)行。供電模塊應(yīng)為毫米波雷達(dá)各功能模塊提供穩(wěn)定電源，滿足無日照條件下至少連續(xù)工作30d；配備太陽(yáng)能供電的儀器，太陽(yáng)能板功率應(yīng)與蓄電池容量匹配，在久霧久雨及日照率小于30%的地區(qū)可適當(dāng)增大容量，可遠(yuǎn)程獲取蓄電池剩余電量；應(yīng)安裝充放電控制器對(duì)蓄電池實(shí)行過充和欠壓保護(hù)，可自主設(shè)定正常、節(jié)能、休眠等供電模式；太陽(yáng)能電池板朝向應(yīng)為最優(yōu)光照方向。固定支架應(yīng)確保連接穩(wěn)固、基礎(chǔ)結(jié)實(shí)，確保毫米波雷達(dá)正常工作和有效獲取泥位流速，滿足防水、防塵、防腐蝕要求。技術(shù)參數(shù)工作頻段毫米波雷達(dá)儀器工作頻段為18GHz～40GHz,應(yīng)符合《中華人民共和國(guó)無線電頻率劃分規(guī)定》中無線電定位業(yè)務(wù)的相關(guān)規(guī)定。作用距離毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)儀器的作用距離應(yīng)滿足實(shí)地監(jiān)測(cè)需求，徑向作用距離不小于100m。靈敏度毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)儀器的泥位靈敏度應(yīng)不低于3cm，流速靈敏度應(yīng)不低于0.06m/s。工作時(shí)間毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)能在蓄電池?zé)o充電情況下連續(xù)工作30天。適用環(huán)境應(yīng)滿足在-40℃～+60℃的環(huán)境中工作、存儲(chǔ)和運(yùn)輸要求。防水防塵等級(jí)儀器外殼應(yīng)符合《外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）》GB4208-2017中關(guān)于防護(hù)等級(jí)的規(guī)定，監(jiān)測(cè)儀器的防水防塵標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于IP65。[來源：T-CAGHP034—2018，5.6，有修改]監(jiān)測(cè)儀器功能監(jiān)測(cè)周期控制監(jiān)測(cè)周期應(yīng)能通過服務(wù)器遠(yuǎn)程或前端主動(dòng)控制。監(jiān)測(cè)周期范圍為30秒-24小時(shí)。監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)能根據(jù)監(jiān)測(cè)周期選擇進(jìn)入低功耗模式。低功耗模式下通信儀器應(yīng)進(jìn)入休眠狀態(tài)并能遠(yuǎn)程或自動(dòng)定時(shí)喚醒，其余用電儀器應(yīng)進(jìn)入休眠或關(guān)機(jī)狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸儀器應(yīng)具備無線數(shù)據(jù)傳輸功能，可以上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和儀器狀態(tài)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)包含距離、流速、泥位三種必要監(jiān)測(cè)信息。儀器狀態(tài)應(yīng)包含儀器編號(hào)、電源情況、異常狀態(tài)錯(cuò)誤碼等儀器狀態(tài)信息以便于維護(hù)。地面網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋不佳時(shí)，應(yīng)能及時(shí)自動(dòng)切換至其他通信方式以保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。前端預(yù)警對(duì)于無網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)，監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)支持聲光報(bào)警等前端預(yù)警方式。應(yīng)支持使用線纜、低功率廣域網(wǎng)等通信方式實(shí)現(xiàn)與聲光報(bào)警裝置交互。儀器選址與安裝儀器選址DZ/T0221-2006、DZ/T0460-2023應(yīng)保證監(jiān)測(cè)儀器天線輻射方向無建筑或樹木等阻擋，保證信號(hào)傳輸穩(wěn)定。應(yīng)能保障毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)儀器選址具備移動(dòng)通信或衛(wèi)星通信信號(hào)。如果一條溝道需要多臺(tái)監(jiān)測(cè)儀器，監(jiān)測(cè)儀器的安裝距離應(yīng)大于監(jiān)測(cè)儀器的作用距離，監(jiān)測(cè)范圍計(jì)A。安裝要求應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案施工，同時(shí)考慮安裝地點(diǎn)的實(shí)際情況，合理制定施工方案，施工材料質(zhì)量符合有關(guān)文件規(guī)定，澆筑的混凝土基礎(chǔ)施工應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015（B）。[來源：T-CAGHP034—2018，7.1，有修改]施工關(guān)鍵步驟如下：在指定地點(diǎn)開挖基坑，基礎(chǔ)尺寸不小于600mm×600mm×800mm。2m時(shí)混凝土底座長(zhǎng)×寬×深不小于500mm×500mm×600mm，地面以上立桿高度3m時(shí)混凝土底座長(zhǎng)×寬×深不小于600mm×600mm×800mm，地面以上立桿高度5～6m時(shí)混凝土底座長(zhǎng)×寬×深不小于800mm×800mm×1000mm，且基礎(chǔ)露出地面高度不小于200mm0.5m140mm，管壁厚度≥3mm，立桿高度不低于2m。立桿安裝應(yīng)保證桿體與水平面垂直、安裝穩(wěn)固，晃動(dòng)精度小于1mm。施工完成后應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，保證通信正常。確認(rèn)通信正常后，應(yīng)使用電動(dòng)角反射器或其他速度可控的標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)波反射器測(cè)試不同監(jiān)測(cè)距離的監(jiān)測(cè)信息。防護(hù)要求DZ/T0309-2017毫米波雷達(dá)儀器位于道路周邊、建構(gòu)筑物等易受人類活動(dòng)干擾的位置時(shí)，應(yīng)增加護(hù)欄等防護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施。儀器運(yùn)行維護(hù)應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行定期檢查與維護(hù)，并填寫維護(hù)記錄（見附錄C），儀器維護(hù)周期應(yīng)不低于2個(gè)月。維護(hù)要求每年汛前應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)維護(hù)。外觀檢查與維護(hù)立桿應(yīng)穩(wěn)固無晃動(dòng)，監(jiān)測(cè)儀器俯仰角正常。監(jiān)測(cè)儀器外觀無變形或破損。警示及防護(hù)措施正常。線纜檢查與維護(hù)檢查線纜是否存在老化或人為破壞的情況。檢查線纜接口是否連接異常，線纜接口是否存在腐蝕等情況。通信檢查與維護(hù)監(jiān)測(cè)儀器通信連接正常。監(jiān)測(cè)儀器數(shù)據(jù)收發(fā)正常。供電儀器檢查與維護(hù)根據(jù)使用環(huán)境和蓄電池的老化情況，及時(shí)更換蓄電池。如采用太陽(yáng)能充電，應(yīng)定時(shí)清理太陽(yáng)能充電板表面灰塵、樹葉、鳥糞等污漬。

附 錄 A（資料性附錄）監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)范圍計(jì)算方法6-1為監(jiān)測(cè)儀器安裝示H為監(jiān)測(cè)儀器距離監(jiān)測(cè)區(qū)域水平面的垂直高度，D1為近距監(jiān)測(cè)點(diǎn)，D2為遠(yuǎn)距監(jiān)測(cè)點(diǎn)，R為遠(yuǎn)表示監(jiān)測(cè)儀天線的輻射角度，虛線為天線的法線。監(jiān)測(cè)儀器距離監(jiān)測(cè)區(qū)域水平面的垂直高度H確定的情況下，監(jiān)測(cè)儀器的安裝角度?、近距監(jiān)測(cè)點(diǎn)D1和遠(yuǎn)距檢測(cè)點(diǎn)D2的計(jì)算公式如下：?=??????

+?900 （公示A-1）??2?????1=?∕????+??

（公示A-2）?2??2?

（公示A-3）圖A.1監(jiān)測(cè)儀器安裝示意圖注：遠(yuǎn)距監(jiān)測(cè)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)儀器距離R:200m監(jiān)測(cè)儀器天線的輻射角度?：30°表中的參數(shù)為：H:監(jiān)測(cè)儀器距離監(jiān)測(cè)區(qū)域水平面的垂直高度;?:監(jiān)測(cè)儀器的安裝角度D1:近距監(jiān)測(cè)點(diǎn);D2:遠(yuǎn)距監(jiān)測(cè)點(diǎn);部分可參考安裝參數(shù)表為便于安裝，部分安裝參數(shù)見表A.1.表A.1參考安裝參數(shù)表H/m?/°/mD/m2.00105.573.39199.993.00105.865.02199.984.00106.156.62199.965.00106.438.18199.936.00106.729.71199.917.00107.0111.20199.888.00107.2912.66199.849.00107.5814.08199.8010.00107.8715.48199.7512.00108.4418.17199.6414.00109.0120.74199.5016.00109.5923.20199.3618.00110.1625.55199.1920.00110.7427.79199.00附 錄 B（規(guī)范性附錄）監(jiān)測(cè)儀器安裝施工記錄表監(jiān)測(cè)儀器安裝施工記錄表見表B.1。表B,1監(jiān)測(cè)儀器安裝施工記錄表項(xiàng)目名稱監(jiān)測(cè)點(diǎn)名稱省級(jí)編號(hào)地理位置XXX省(區(qū)、市)XXX市（地、州）XXX縣(市、區(qū))XXX鄉(xiāng)(鎮(zhèn))XXX村XXX組儀器坐標(biāo)經(jīng)度： ° ′ ″；緯度： ° ′ ″；高程： m儀器名稱儀器型號(hào)設(shè)計(jì)單位施工單位施工地點(diǎn)基礎(chǔ)施工施工時(shí)間施工方式地籠尺寸基坑尺寸混凝土配比養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)儀器安裝安裝時(shí)間立桿長(zhǎng)度電池初始電壓光照情況儀器調(diào)試數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)上傳□正常 □不正常命令下發(fā)□正常 □不正常安裝人（簽字）技術(shù)負(fù)責(zé)人（簽字）驗(yàn)收人（簽字）驗(yàn)收時(shí)間[來源：T-CAGHP034—2018，附錄C，有修改]附 錄 C（資料性附錄）監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)行維護(hù)記錄表監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)行維護(hù)記錄表見表C.1。表C.1監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)行維護(hù)記錄表項(xiàng)目名稱監(jiān)測(cè)點(diǎn)名稱省級(jí)編號(hào)地理位置XXX省(區(qū)、市)XXX市（地、州）XXX縣(市、區(qū))XXX鄉(xiāng)(鎮(zhèn))XXX村XXX組儀器坐標(biāo)經(jīng)度： ° ′ ″；緯度： ° ′ ″；高程： m儀器類型儀器編號(hào)安裝時(shí)間安裝單位上次維護(hù)時(shí)間維