(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211043018.0 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 内蒙古大学 地址 010018 内蒙古自治区呼和浩特市赛 罕区大学西路23 5号 (72)发明人 刘伟　徐湘田　王永涛　王继伟　 范彩霞　刘铁军　王立新　邵帅　 黄文斌　 (74)专利代理 机构 北京鑫知翼知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11984 专利代理师 孙长江 (51)Int.Cl. E02B 7/10(2006.01) E02B 7/00(2006.01) E02B 8/06(2006.01)E02B 8/00(2006.01) G01F 15/06(2022.01) G06N 20/00(2019.01) H02S 10/12(2014.01) (54)发明名称 一种优化的流域型防蚀控砂淤地坝系统及 其施工方法 (57)摘要 本发明公开了一种优化的流域型防蚀控砂 淤地坝系统及其施工方法， 其包括站台支架、 淤 地坝、 泥沙量监测系统、 流量监测系统、 视频扫描 监测系统、 现场发射终端和室内终端， 所述站台 支架上设置有电力系统和自反馈气象站系统， 所 述路淤地坝设置在流域底部， 所述室内终端内设 置有计算机和数据存储控制器， 视频扫描监测系 统内置了视频存储模块对数据进行存储， 并将存 储后的数据传输至现场发射终端， 现场发射终端 将数据实时传输至室内终端， 数据存储控制器对 传输回的数据进行存储和分类， 兼具计算功能， 并且能够根据计算机发送的指令对泥沙量监测 系统、 流量监测系统、 视频扫描监测系统实现远 程控制。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115419022 A 2022.12.02 CN 115419022 A 1.一种优化的流域型防蚀控砂淤地坝系统， 其特征在于： 包括站台支架(2)、 淤地坝 (5)、 泥沙量监测系统(6)、 流量监测系统(7)、 视频扫描监测系统(8)、 现场发射终端(9)和室 内终端(10)， 所述站台支架(2)上设置有电力系统(3)和自反馈气象站系统(4)， 所述淤地坝 (5)设置在流域底部， 所述室内终端(10)内设置有计算机(11)和数据存储控制器(12)， 视频 扫描监测系统(8)内置了视频存储模块对数据进行存储， 并将存储后的数据传输至现场发 射终端(9)， 现场发射终端(9)将数据实时传输至室内终端(10)， 数据存储控制器(12)对传 输回的数据进行存储和分类， 兼具计算功能， 并且能够根据计算机发送的指令对泥沙量监 测系统(6)、 流 量监测系统(7)、 视频扫描监测系统(8)实现远程控制。 2.根据权利要求1所述的一种 优化的流域型防蚀控砂淤地坝系统， 其特征在于： 所述泥 沙量监测系统(6)包括激光信号放大器(13)， 激光信号放大器(13)与数据采集控制系统 (14)连接， 激光信号放大器(13)与激光发射器(16)连接， 供电系统(15)与电力系统(3)连 接， 泥沙量监测系统(6)前端设置有激光探头(18)， 泥沙量监测系统(6)底部设置有固定支 座(17)， 固定支座(17)上方设置有转盘系统(27)， 转盘系统(27)上设置有转向驱动器(19)， 激光探头(18)与反射面系统(20)相对， 反射面系统(20)与数采模块(21)连接， 反射面系统 (20)与反射杆系统(24)连接， 桩锚固系统(25)上方设置有转动系统(26)， 桩锚 固系统(25) 固定在地面上， 泥沙量监测系统(6)上设置有太阳光采集系统(23)， 太阳光采集系统(23)与 电力输送站(22)连接， 电力输送站(22)给反射面系统(20)、 数采模块(21)和转动系统(26) 供电； 站台支架(2)具有自动升降功能， 站台支 架(2)外侧喷涂 了防锈漆， 内部为空心结构。 3.根据权利要求2所述的一种 优化的流域型防蚀控砂淤地坝系统， 其特征在于： 所述电 力系统(3)由风力发电模块、 太阳能发电模块、 蓄电池及智能控制器组成， 风力发电模块和 太阳能发电模块 发电后将电能储存在蓄电池中， 智能控制器监测发电和放电过程中整个系 统的电流 运行状态， 当电流出现异常后进行自动调整， 发挥稳压和自检测的功能。 4.根据权利要求3所述的一种 优化的流域型防蚀控砂淤地坝系统， 其特征在于： 所述自 反馈气象站系统(4)对流域内的风速、 降雨量、 温度、 湿度、 气压、 太阳光照指标进行实时监 测， 并将数据进 行存储和传输至 现场发射 终端(9)， 自反馈气象站系统(4)内置自反馈模块， 当雷雨天气时， 系统内的雷电报警器启动， 内置避雷天线伸出， 与大地接触。 5.根据权利要求4所述的一种 优化的流域型防蚀控砂淤地坝系统， 其特征在于： 所述淤 地坝(5)前方设置有泥沙淤积面(29)， 所述泥沙淤积面(29)底部设置有渗滤系统(30)， 渗滤 系统(30)底部设置有储水系统(31)， 储水系统(31)底部设置有隔水层系统(32)， 储水系统 (31)包括从上到下依次排布的粗砂层(33)、 中砂层(34)和细砂层(35)， 泥沙淤积面(29)上 设置有竖井(36)， 竖井(36)底部延伸到储水系统(31)底部， 竖井(36)上设置有泵房系统 (37)， 泵房系统(37)上设置有供电系统(38)、 水 管系统(39)和单向膜系统(40)。 6.根据权利要求5所述的一种 优化的流域型防蚀控砂淤地坝系统， 其特征在于： 所述淤 地坝(5)侧边上设置有渗滤层(41)， 淤地坝(5)顶部内部设置有溢洪道(42)， 淤地坝(5)上部 设置有拦洪系统(43)， 拦洪系统(43)上设置有升降机(45)， 升降机(45)与信息控制模块 (44)连接， 淤 地坝(5)上设置有洪水监测系统(46)和视频监控系统(47)。 7.一种优化的流 域型防蚀控砂淤 地坝系统的施工方法， 其特 征在于， 为如下步骤： (1)、 现场监测系统布设， 根据前期监测方案在流域内不同的位置进行监测设备的布权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115419022 A 2设， 包括自反馈气象站系统的布设、 泥沙量监测系统的布设、 流量监测系统设施的布设， 同 时调试设备能够与室内终端的数据终端 进行交互； (2)、 淤地坝系统构建， 根据监测数据汇总分析不同沟道内的产沙量， 对于产沙量较少 的沟道采用单级淤地坝进 行防护， 对于产沙量较大的淤地坝， 采用梯级坝 进行设置， 该过程 中充分利用逐渐消能的总体方案选择淤地坝的间距， 能够利用最后一级淤地坝阻挡整个流 域内产生的泥沙； (3)、 坝型调整， 坝体主体结构确定后， 根据沟道的弯道情况适当调整坝型 的结构， 主 要在回水湾等 位置设置防冲刷措施， 提高整个淤 地坝的防控效果； (4)、 淤地坝系统联试， 由于淤地坝系 统规模较大， 在雨季根据现场监测系统获取的现 场数据， 确定淤地坝的防护效果， 若最后以及淤地坝后还有大量泥沙产生则需要进一步优 化调整整个淤地坝防护系统， 通过增设淤地坝方式优化整个防护系统， 并将现场布设的大 量的监测数据汇总入室内终端的数据终端； (5)、 淤地坝系统智能化方案定制， 室内数据终端采集大量的淤地坝防护系统方面的数 据， 将流域内地形参数输入系统中， 对模型进行不断训练， 让机器模 型学习获取不同地形及 降雨条件下该如何设置淤地坝系统， 最终将新流域的基本参数输入系统后， 系统能够通过 人工智能提供适合流域的淤地坝防护体系， 包括淤地坝坝型、 设置数量、 淤地坝间距、 不同 级大坝的坝高和坝宽的参数； (6)、 生态措施构建， 淤地坝系统的使用有一定的周期， 当整个坝体淤积量达到坝体高 度的80％后， 开始在淤地坝后的土地中种植乔木， 淤积量高度达到坝体高度85％后开始设 置灌木， 当淤积量达到坝体高度 90％以上时设置草本植物， 最 终构建生态群落， 利用地下的 储水结构进行地下 水补给， 后期淤 地坝失效后植物群落 开始发挥防蚀控砂的目的； (7)、 综合系统运行与维护， 整个淤地坝系统后期生态措施构建后， 流域内的水土流失 大大减少， 后期可进行农作物种植； 前期 构建的各类监测系统获取的数据， 构建数据平台。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115419022 A 3