河湖采砂全過程智慧監管關鍵技術及應用
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時間:2024-01-25
本成果屬于河流泥沙工程、智慧水利專業領域。河湖無序采砂給河勢、防洪、水利設施、水環境等安全及經濟社會發展造成嚴重影響。如何確保河湖有序采砂是政府關注的重要問題,針對河湖采砂監管存在的可采區及可采量確定難、采砂量計量難、采砂過程管理難、采砂監控信息采集與傳輸難等問題,項目組利用高新技術解決河湖采砂監管效能低的難題,開展了產學研用聯合科技攻關,突破了若干技術瓶頸,取得主要成果如下:
1、基于大型河床演變物理模型,揭示了推移質泥沙輸移規律、沙質型河道形成和演化特性,闡明了采砂與河床演化互饋機理,構建了河湖砂可采量預測數學模型,解決了河湖采砂可采區與禁采區劃分難的問題。
2、首創了基于“聲-光-電-振”協同感知的采砂量實時計量技術,并創制了采砂量智能計量裝置,解決了采砂量計量不精準的問題。
3、發明了采砂船“船臉”智能識別技術,創建了基于仿復眼成像和注意力機制的采砂船智能識別及其行為跟蹤算法,并創制了采砂船智能識別裝置,解決了復雜氣候環境下采砂船及行為監管難的問題。
4、發明了缺乏供電設施條件下河湖采砂監控視頻幀自適應采集頻度技術,創建了復雜環境下傳輸切換與基于波束成形的高能效傳輸方法,解決了采砂監控信息時常中斷的問題。
本成果獲授權國家專利16項(發明專利11項)、軟著9項,出版著作6部,形成國家、行業標準2部,法規1部、管理制度4項,發表論文107篇;培養水利部科技英才1名、青年井岡學者1名、研究生20余名。在江西省市縣三級和采砂企業中得到成功應用并在全國多省份推廣。全面提升了河湖采砂治理現代化水平,推進了行業科技進步,產生了重大的社會、生態和經濟效益。