智慧河道监测

应用场景

监测原理

关键技术

实战案例/数据

河床冲刷与堤防安全

将光纤固定在“冲刷杆”上，水流冲刷导致杆的埋入深度变化，通过分布式光纤振动传感监测杆的动态应变，反演冲刷深度和速度 。

AT-BOTDA（自适应阈值布里渊光时域分析）：实现了高速动态应变测量，冲刷深度估计误差<6%，且可同时监测水位变化 。

梁山黄河河务局已设计基于光纤传输的监控系统，以提升防汛抢险智能化水平 。

渗流、管涌与堤坝内部侵蚀

水流渗入堤坝内部会带动土壤颗粒移动，产生微小振动。分布式声波传感能捕捉这种振动波形（5-10ms内的单振幅尖峰波形），实现早期预警 。

DAS（分布式声波传感

 日本学者已通过实验室实验验证了DAS技术监测堤坝渗流和溢流破坏的可行性 。

隐蔽排污口排查与水质异常

水下排污形成的湍流会产生特定频率的振动信号。DAS技术可以捕捉这些信号，并通过信号主频能量分析等手段精确定位排污口位置（米级精度），并识别排污时段 。

DAS + 信号处理算法

南京大学团队在苏州工业园区某河流的模拟试验中，成功验证了该方法的可行性 。

水流流速与流态监测

利用光纤布拉格光栅感受水流冲击产生的微应变。不同流速对应不同应变，从而实现流速的分布式测量 。

FBG（光纤布拉格光栅）

在实验室明渠测试中，铝和丙烯酸酯涂覆的光纤性能最佳，且可在几十公里外进行解调 。南京大学团队结合DAS与深度学习算法（DAS-Hydro HierarchyNet），在珠三角水资源配置工程中实现了对“气泡流”“塞流”等复杂流态的精准识别 。