山地高护坡水保智控方法及系统与流程

本发明涉及边坡水保智控，尤其涉及山地高护坡水保智控方法及系统。

背景技术：

1、在山区高护坡工程建设中，结合图纸设计及现场实际情况，通常需要分层实施开挖、削坡、打锚杆及施工混凝土框格梁，并在框格梁其余位置种草。受上述复杂工序交替的影响，护坡作业需分层开挖后再进行各个后续工序，导致土坡裸露时间较长。尤其在长达数月（如6-10月）的长雨期环境下，为了施工混凝土框格梁往往需要提前在坡面挖槽，这些预挖的沟槽连同护坡上的横向及纵向排水渠（不论临时还是永久设施），在施工阶段极易因降雨冲刷汇入泥沙而造成严重的水土堵塞情况。因此，在施工过程中如何确保护坡上排水畅通、防止水冲坡面造成土方大量流失，并对护坡水保及施工安全进行有效监测，成为高难度高护坡施工期间亟待解决的核心难题。

2、现有技术通常基于静态的宏观二维坡面测算径流，缺乏针对施工期“坡面沟槽-马道”这一空间级联拓扑结构下的动能对抗解算机制；具体而言，现有技术往往割裂了局部微地形下水流汇聚产生的动力突变现象与施工期裸露地层真实承载抗力之间的物理联系；由于缺乏将水流破坏力与地表抵御力进行空间级联量化的评估机制，导致系统无法精准锁定真实的冲刷破防边界，进而无法针对局部高风险区域生成精细化的物理空间防御策略，造成现场的防冲刷干预只能依赖经验进行盲目的全覆盖或事后被动清淤。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术状况，提出了本申请。本申请的实施例提供了山地高护坡水保智控方法及系统，其解除了盲目全覆盖的工程冗余并有效拦截了局部突变冲刷，提高了水保防线在真实山地复杂降雨工况中的防护准度与系统底层参数的长期自适应演化能力。

2、根据本申请的一个方面，提供了山地高护坡水保智控方法，包括：

3、获取山地高护坡的未浇筑沟槽对应的三维拓扑参量及出口坐标、马道开挖拓扑及地层理化参量、降雨强度以及初始含水率；

4、基于预设的沟槽糙率系数，依据所述三维拓扑参量与所述降雨强度进行流体力学解算，得到所述未浇筑沟槽对应的射流动能；基于预设的流变系数，依据所述地层理化参量与所述初始含水率得到起动切应力，并将所述起动切应力转化为对应所述马道开挖拓扑的承载动能；

5、将所述出口坐标与所述马道开挖拓扑进行空间匹配生成马道交汇点，计算所述马道交汇点处所述射流动能与所述承载动能的差值，生成动能盈余量；

6、仅当所述动能盈余量大于预设安全阈值时，依据所述动能盈余量生成消能结构参数，并将所述消能结构参数与所述马道交汇点绑定生成控制指令；

7、获取降雨结束后依据所述控制指令对马道交汇点采集的淤积形态特征，计算所述淤积形态特征与预设的理论沉积形态的形态误差率，并依据所述形态误差率对所述沟槽糙率系数及所述流变系数进行数值修正。

8、根据本申请的另一个方面，提供了山地高护坡水保智控系统，包括：

9、数据感知模块，用于获取山地高护坡的未浇筑沟槽对应的三维拓扑参量及出口坐标、马道开挖拓扑及地层理化参量、降雨强度以及初始含水率；

10、动能计算模块，用于基于预设的沟槽糙率系数，依据所述三维拓扑参量与所述降雨强度进行流体力学解算，得到所述未浇筑沟槽对应的射流动能；基于预设的流变系数，依据所述地层理化参量与所述初始含水率得到起动切应力，并将所述起动切应力转化为对应所述马道开挖拓扑的承载动能；

11、拓扑匹配与盈余评估模块，用于将所述出口坐标与所述马道开挖拓扑进行空间匹配生成马道交汇点，计算所述马道交汇点处所述射流动能与所述承载动能的差值，生成动能盈余量；

12、指令生成模块，用于仅当所述动能盈余量大于预设安全阈值时，依据所述动能盈余量生成消能结构参数，并将所述消能结构参数与所述马道交汇点绑定生成控制指令；

13、参数修正模块，用于获取降雨结束后依据所述控制指令对马道交汇点采集的淤积形态特征，计算所述淤积形态特征与预设的理论沉积形态的形态误差率，并依据所述形态误差率对所述沟槽糙率系数及所述流变系数进行数值修正。

14、根据本申请的另一个方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

15、根据本申请的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

16、与现有技术相比，采用根据本申请实施例的山地高护坡水保智控方法及系统，将水土流失的监测视角从宏观二维坡面下沉至由“沟槽-马道”构成的空间级联节点，明确了水流与岩土发生物理交互的准确空间坐标；将动能盈余量作为量化评估局部冲刷风险的客观指标，克服了以往仅参考径流量进行危险性评估的单一性，能够准确反映水流局部汇聚引发的动力学变化与新暴露地层真实抗力之间的制约关系；

17、将消能结构参数与马道交汇点坐标绑定生成的控制指令，能够输出定点、定量且符合实际受力工况的物理空间防御策略，避免了现场防冲刷干预手段中的资源全覆盖铺设或无差别施工作业，提升了水保调控措施的工程经济性与干预针对性；

18、通过在降雨结束后获取该马道交汇点的淤积形态特征，并计算其与理论沉积形态的形态误差率，能够将误差量化并回代，以此对前置计算中采用的沟槽糙率系数及流变系数执行数值修正；使得系统具备随区域真实工况进行自我参数校准的能力，降低了初始经验系数设定带来的长期运算偏差，保证了系统在后续降雨周期中动能差值计算的准确率。

1.山地高护坡水保智控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的山地高护坡水保智控方法，其特征在于，在生成消能结构参数之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的山地高护坡水保智控方法，其特征在于，所述计算动能分流折减系数，包括：

4.根据权利要求1所述的山地高护坡水保智控方法，其特征在于，所述生成马道交汇点，包括：

5.根据权利要求4所述的山地高护坡水保智控方法，其特征在于，所述拓扑极小值点的提取，包括：

6.根据权利要求1所述的山地高护坡水保智控方法，其特征在于，所述对所述沟槽糙率系数及所述流变系数进行数值修正，包括：

7.根据权利要求6所述的山地高护坡水保智控方法，其特征在于，所述历史波动方差的计算，包括：

8.山地高护坡水保智控系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于：所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1~7任一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其特征在于：所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1~7任一所述方法的步骤。