1.本发明涉及水工程勘测技术领域，具体为一种水工程渗流性态融合感知系统及其运行方法。
背景技术：2.渗漏是大坝、堤防、水闸等水工程服役过程中最常见隐患病变之一，其致因复杂、随机性强、监测难度大，特别对于土石堤坝工程，超过三分之一的破坏是由于渗漏及其衍生的各种问题所致，若不能及时发现并采取相应抢护措施，很有可能引发工程溃决的严重后果，大量工程实践表明，加强水工程渗漏的监测与监控，对保障工程的安全可靠运行具有非常重要的意义.现有的水工程以土坝为例，渗流性态评估仅以坝体下游渗流量为监测内容，辅以表面变形量监测，通常在施工合龙段、最大坝高段等坝段设置测点，形成多个观测断面反映水工程建筑物的渗流性态，其信息融合感知系统均为一体化操作模式，不可避免造成感知参数过多，信息量庞大，当信息量较为庞大驳杂时，则会较容易发生信息出现讹误的情况，需要工作人员资料后期整编重新进行校对，继而影响到了工作效率。在实际应用中，进一步优化水工程渗流性态监测方法，简化施测手段，提高水工程渗流性态监测方法的准确性、时效性具有重要现实意义。
技术实现要素：3.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种水工程渗流性态融合感知系统，以解决背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水工程渗流性态融合感知系统，包括融合感知系统，所述融合感知系统的输出端通过信号连接到土壤环境监测单元，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤密度勘测模块，所述土壤密度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤密度数据记录装置，所述土壤密度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤密度变化计算装置，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤流失情况监测模块，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤湿度勘测模块，所述土壤湿度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤湿度数据记录装置，所述土壤湿度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤湿度变化计算装置，所述土壤密度数据记录装置的输出端、土壤密度变化计算装置的输出端、土壤湿度数据记录装置的输出端与土壤湿度变化计算装置的输出端均通过信号连接到土壤数据上传模块；所述融合感知系统的输出端通过信号连接到数据处理单元，所述数据处理单元的输出端通过信号连接到数据接收模块，所述数据处理单元的输出端通过信号连接到数据汇总存储库，所述数据处理单元的输出端通过信号连接到大数据收集分析预测模块；所述融合感知系统的输出端通过信号连接到水文信息监测单元，所述水文信息监测单元的输出端通过信号连接到水体有害物质测量模块，所述水体有害物质测量模块的输
出端通过信号连接到有害物对土壤侵蚀度记录装置，所述水体有害物质测量模块的输出端通过信号连接到有害物含量监测模块，所述水文信息监测单元的输出端通过信号连接到汛期勘测预警模块，所述水文信息监测单元的输出端通过信号连接到水流冲击力监测模块，所述水流冲击力监测模块的输出端通过信号连接到冲击强度/次数记录装置，所述水流冲击力监测模块的输出端通过信号连接到土壤流失程度记录装置，所述有害物对土壤侵蚀度记录装置的输出端、有害物含量监测模块的输出端、冲击强度/次数记录装置的输出端与土壤流失程度记录装置的输出端均通过信号连接到水文数据上传模块。
5.所述的数据处理单元嵌含有融合感知算法，完成数据接收、汇总储存后，数据处理单元具有大数据智能分析模式，实现对土壤、水文信息的实时分析，并对风险时间和位置进行研判，发布预警示警等。并对土壤环境监测单元和水文信息监测单元各装置信号进行持续性监测，降低传递丢失概率。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述土壤密度勘测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在土壤密度数据记录装置的输入端与土壤密度变化计算装置的输入端。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述土壤湿度勘测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在土壤湿度数据记录装置的输入端与土壤湿度变化计算装置的输入端。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据接收模块的输入端有三处，分别通过信号连接在数据处理单元的输出端、土壤数据上传模块的输出端与水文数据上传模块的输出端。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述土壤数据上传模块的输入端有四处，分别通过信号连接在土壤密度数据记录装置的输出端、土壤密度变化装置的输出端、土壤湿度数据记录装置的输出端与土壤湿度变化计算装置的输出端。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述水体有害物质测量模块的输出端有两处，分别通过有害物对土壤侵蚀度记录装置的输入端与有害物含量监测模块的输入端。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述水流冲击力监测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在冲击强度/次数记录装置的输入端与土壤流失程度记录装置的输入端。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述水文数据上传模块的输入端有四处，分别通过信号连接在有害物对土壤侵蚀度记录装置的输出端、有害物含量监测模块的输出端、冲击强度/次数记录装置的输出端与土壤流失程度记录装置的输出端。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据处理单元嵌含有融合感知算法，完成数据接收、汇总储存后，数据处理单元具有大数据智能分析模式，实现对土壤、水文信息的实时分析，并对风险时间和位置进行研判，发布预警示警，并对土壤环境监测单元和水文信息监测单元各装置信号进行持续性监测，降低传递丢失概率。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述融合感知系统通过信号传输的方式为无线信号传输。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述土壤环境监测单元与水文信息监测单元通过简化施测手段，把水工程土壤环境、水文信息作为监测对象，通过自动信息采集，提高水工程渗流性态监测方法的准确性、时效性。
16.一种水工程渗流性态融合感知系统的运行方法，具体如下：s1、首先需要工作人员手动将整体系统及装置启动，借助土壤环境监测单元，对土
壤情况进行监测，主要由土壤密度勘测模块与土壤流失情况监测模块与土壤湿度勘测模块对三项不同的数据进行勘测并记录，随后发送到土壤数据上传模块；s2、随后利用水文信息监测单元对水文信息进行监测，主要通过水体有害物质测量模块与水流冲击力监测模块和汛期勘测预警模块对不同的水文信息进行分别监测，随后将数据发送到水文数据上传模块；s3、最后将信息汇总到数据接收模块，借助数据接收模块将数据返回到数据处理单元，由工作人员进行整合处理，同时将数据发送到数据汇总存储库进存储，并且通过大数据手机分析预测模块对大数据所需要的资料进行添加统计。
17.本发明的有益效果是：该水工程渗流性态融合感知系统，通过水文数据上传模块与土壤数据上传模块将信息发送到数据接收模块，数据处理单元通过数据接收、汇总储存和大数据收集分析预测，利用取得的土壤密度等信息实现研判预测，灵活控制整体系统，改善了现有的水工程渗流性态融合感知系统在使用的过程中数据整合易出现误差，需要工作人员后期重新进行校对的效果。
附图说明
18.图1为本发明整体系统运行直视示意图；图2为本发明整体系统运行逻辑直视示意图。
19.图中：融合感知系统；土壤环境监测单元；土壤密度勘测模块；土壤流失情况监测模块；土壤湿度勘测模块；土壤密度数据记录装置；土壤密度变化计算装置；土壤湿度数据记录装置；土壤湿度变化计算装置；土壤数据上传模块；数据处理单元；数据接收模块；数据汇总存储库；大数据收集分析预测模块；水文信息监测单元；水体有害物质测量模块；汛期勘测预警模块；水流冲击力监测模块；有害物对土壤侵蚀度记录装置；有害物含量监测模块；冲击强度/次数记录装置；土壤流失程度记录装置；水文数据上传模块。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-2，本实施方案中：一种水工程渗流性态融合感知系统，包括融合感知系统，融合感知系统的输出端通过信号连接到土壤环境监测单元，土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤密度勘测模块，土壤密度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤密度数据记录装置，土壤密度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤密度变化计算装置，土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤流失情况监测模块，土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤湿度勘测模块，土壤湿度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤湿度数据记录装置，土壤湿度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤湿度变化计算装置，土壤密度数据记录装置的输出端、土壤密度变化计算装置的输出端、土壤湿度数据记录装置的输出端与土壤湿度变化计算装置的输出端均通过信号连接到土壤数据上传模块；
融合感知系统的输出端通过信号连接到数据处理单元，数据处理单元的输出端通过信号连接到数据接收模块，数据处理单元的输出端通过信号连接到数据汇总存储库，数据处理单元的输出端通过信号连接到大数据收集分析预测模块；融合感知系统的输出端通过信号连接到水文信息监测单元，水文信息监测单元的输出端通过信号连接到水体有害物质测量模块，水体有害物质测量模块的输出端通过信号连接到有害物对土壤侵蚀度记录装置，水体有害物质测量模块的输出端通过信号连接到有害物含量监测模块，水文信息监测单元的输出端通过信号连接到汛期勘测预警模块，水文信息监测单元的输出端通过信号连接到水流冲击力监测模块，水流冲击力监测模块的输出端通过信号连接到冲击强度/次数记录装置，水流冲击力监测模块的输出端通过信号连接到土壤流失程度记录装置，有害物对土壤侵蚀度记录装置的输出端、有害物含量监测模块的输出端、冲击强度/次数记录装置的输出端与土壤流失程度记录装置的输出端均通过信号连接到水文数据上传模块。
22.本实施例中，土壤密度勘测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在土壤密度数据记录装置的输入端与土壤密度变化计算装置的输入端；土壤湿度勘测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在土壤湿度数据记录装置的输入端与土壤湿度变化计算装置的输入端；数据接收模块的输入端有三处，分别通过信号连接在数据处理单元的输出端、土壤数据上传模块的输出端与水文数据上传模块的输出端；土壤数据上传模块的输入端有四处，分别通过信号连接在土壤密度数据记录装置的输出端、土壤密度变化装置的输出端、土壤湿度数据记录装置的输出端与土壤湿度变化计算装置的输出端；水体有害物质测量模块的输出端有两处，分别通过有害物对土壤侵蚀度记录装置的输入端与有害物含量监测模块的输入端；水流冲击力监测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在冲击强度/次数记录装置的输入端与土壤流失程度记录装置的输入端；水文数据上传模块的输入端有四处，分别通过信号连接在有害物对土壤侵蚀度记录装置的输出端、有害物含量监测模块的输出端、冲击强度/次数记录装置的输出端与土壤流失程度记录装置的输出端；数据处理单元嵌含有融合感知算法，完成数据接收、汇总储存后，数据处理单元具有大数据智能分析模式，实现对土壤、水文信息的实时分析，并对风险时间和位置进行研判，发布预警示警，并对土壤环境监测单元和水文信息监测单元各装置信号进行持续性监测，降低传递丢失概率；融合感知系统通过信号传输的方式为无线信号传输；土壤环境监测单元与水文信息监测单元通过简化施测手段，把水工程土壤环境、水文信息作为监测对象，通过自动信息采集，提高水工程渗流性态监测方法的准确性、时效性。
23.实施例：一种水工程渗流性态融合感知系统的运行方法，具体如下：s1、首先需要工作人员手动将整体系统及装置启动，借助土壤环境监测单元，对土壤情况进行监测，主要由土壤密度勘测模块与土壤流失情况监测模块与土壤湿度勘测模块对三项不同的数据进行勘测并记录，随后发送到土壤数据上传模块；s2、随后利用水文信息监测单元对水文信息进行监测，主要通过水体有害物质测量模块与水流冲击力监测模块和汛期勘测预警模块对不同的水文信息进行分别监测，随后将数据发送到水文数据上传模块；s3、最后将信息汇总到数据接收模块，借助数据接收模块将数据返回到数据处理
单元，由工作人员进行整合处理，同时将数据发送到数据汇总存储库进存储，并且通过大数据手机分析预测模块对大数据所需要的资料进行添加统计。
24.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种水工程渗流性态融合感知系统，包括融合感知系统，其特征在于：所述融合感知系统的输出端通过信号连接到土壤环境监测单元，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤密度勘测模块，所述土壤密度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤密度数据记录装置，所述土壤密度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤密度变化计算装置，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤流失情况监测模块，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤湿度勘测模块，所述土壤湿度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤湿度数据记录装置，所述土壤湿度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤湿度变化计算装置，所述土壤密度数据记录装置的输出端、土壤密度变化计算装置的输出端、土壤湿度数据记录装置的输出端与土壤湿度变化计算装置的输出端均通过信号连接到土壤数据上传模块；所述融合感知系统的输出端通过信号连接到数据处理单元，所述数据处理单元的输出端通过信号连接到数据接收模块，所述数据处理单元的输出端通过信号连接到数据汇总存储库，所述数据处理单元的输出端通过信号连接到大数据收集分析预测模块；所述融合感知系统的输出端通过信号连接到水文信息监测单元，所述水文信息监测单元的输出端通过信号连接到水体有害物质测量模块，所述水体有害物质测量模块的输出端通过信号连接到有害物对土壤侵蚀度记录装置，所述水体有害物质测量模块的输出端通过信号连接到有害物含量监测模块，所述水文信息监测单元的输出端通过信号连接到汛期勘测预警模块，所述水文信息监测单元的输出端通过信号连接到水流冲击力监测模块，所述水流冲击力监测模块的输出端通过信号连接到冲击强度/次数记录装置，所述水流冲击力监测模块的输出端通过信号连接到土壤流失程度记录装置，所述有害物对土壤侵蚀度记录装置的输出端、有害物含量监测模块的输出端、冲击强度/次数记录装置的输出端与土壤流失程度记录装置的输出端均通过信号连接到水文数据上传模块。2.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述土壤密度勘测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在土壤密度数据记录装置的输入端与土壤密度变化计算装置的输入端。3.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述土壤湿度勘测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在土壤湿度数据记录装置的输入端与土壤湿度变化计算装置的输入端。4.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述数据接收模块的输入端有三处，分别通过信号连接在数据处理单元的输出端、土壤数据上传模块的输出端与水文数据上传模块的输出端。5.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述土壤数据上传模块的输入端有四处，分别通过信号连接在土壤密度数据记录装置的输出端、土壤密度变化装置的输出端、土壤湿度数据记录装置的输出端与土壤湿度变化计算装置的输出端。6.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述水体有害物质测量模块的输出端有两处，分别通过有害物对土壤侵蚀度记录装置的输入端与有害物含量监测模块的输入端。7.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述水流冲
击力监测模块的输出端有两处，分别通过信号连接在冲击强度/次数记录装置的输入端与土壤流失程度记录装置的输入端。8.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述水文数据上传模块的输入端有四处，分别通过信号连接在有害物对土壤侵蚀度记录装置的输出端、有害物含量监测模块的输出端、冲击强度/次数记录装置的输出端与土壤流失程度记录装置的输出端。9.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述数据处理单元嵌含有融合感知算法，完成数据接收、汇总储存后，数据处理单元具有大数据智能分析模式，实现对土壤、水文信息的实时分析，并对风险时间和位置进行研判，发布预警示警，并对土壤环境监测单元和水文信息监测单元各装置信号进行持续性监测，降低传递丢失概率。10.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述融合感知系统通过信号传输的方式为无线信号传输。11.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统，其特征在于：所述土壤环境监测单元与水文信息监测单元通过简化施测手段，把水工程土壤环境、水文信息作为监测对象，通过自动信息采集，提高水工程渗流性态监测方法的准确性、时效性。12.根据权利要求1所述的一种水工程渗流性态融合感知系统的运行方法，具体如下：s1、首先需要工作人员手动将整体系统及装置启动，借助土壤环境监测单元，对土壤情况进行监测，主要由土壤密度勘测模块与土壤流失情况监测模块与土壤湿度勘测模块对三项不同的数据进行勘测并记录，随后发送到土壤数据上传模块；s2、随后利用水文信息监测单元对水文信息进行监测，主要通过水体有害物质测量模块与水流冲击力监测模块和汛期勘测预警模块对不同的水文信息进行分别监测，随后将数据发送到水文数据上传模块；s3、最后将信息汇总到数据接收模块，借助数据接收模块将数据返回到数据处理单元，由工作人员进行整合处理，同时将数据发送到数据汇总存储库进存储，并且通过大数据手机分析预测模块对大数据所需要的资料进行添加统计。
技术总结本发明涉及水工程安全运行勘测技术领域，尤其为一种水工程渗流性态融合感知系统及其运行方法，所述土壤密度勘测模块的输出端通过信号连接到土壤密度变化计算装置，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤流失情况监测模块，所述土壤环境监测单元的输出端通过信号连接到土壤湿度勘测模块。通过水文数据上传模块与土壤数据上传模块将信息发送到数据接收模块，数据处理单元通过数据接收、汇总储存和大数据收集分析预测，利用取得的土壤密度等信息实现研判预测，灵活控制整体系统，改善了现有的水工程渗流性态融合感知系统在使用的过程中数据整合易出现误差，需要工作人员后期重新进行校对的效果。员后期重新进行校对的效果。员后期重新进行校对的效果。
技术研发人员：芦绮玲 那巍 王雪 杜建明 李国栋 卢相丞 卢彦蓁 卢奕锦 陈生义 范源 杨俊杰 杨小萌 李建宇 李小浩 韦继业
受保护的技术使用者：山西省水利发展中心
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2022/11/1
