光纖傳感技術應用于深圳市典型天然海綿體效能監測

朱威達，盧順翔，蔡志文，李澤豐，杜逸凡

(1.深圳市節約用水辦公室，廣東深圳 518000；2.武漢理工大學深圳研究院，廣東深圳 518000；3.深圳市城市規劃設計研究院有限公司，廣東深圳 518000；4.武漢理工大學市政工程系，湖北武漢 430070)

在近些年的城市化進程中，海綿城市一直作為城市雨洪管理的指導理念。海綿設施在應用過程中，被證實可有效緩解城市內部的洪澇問題和改善地表徑流的水質情況[1]。住房和城鄉建設部發布《海綿城市建設績效評價與考核辦法》，要求對海綿設施建設成效進行定量化的監測[2]。天然海綿體，即綠化帶、下凹式綠地、生物滯留池等，作為海綿城市的調蓄和滲濾主體并發揮重要作用[3-4]。目前，并沒有較好的監測方法對土壤基質的雨水調蓄能力進行評估。因此，基于深圳市典型天然海綿體，試圖建立一套光纖傳感監測系統，以實現對天然海綿體土壤基質的調蓄能力進行監測。

1 光纖溫度傳感器系統監測原理

1.1 光纖溫度傳感器

外界環境的變化會影響光纖光柵所輸出的波長信號，這種影響包括了環境的應力變化和環境的溫度變化[5]。2種環境變化對光纖光柵的影響，最終都表現為光柵的柵距和折射率的改變，進而導致光柵的反射光譜和透射光譜發生改變。采用應變補償法對光纖光柵進行封裝，使其僅對環境的溫度變化敏感[6]。通過檢測光纖光柵反射譜或透射譜的變化，并以波長漂移信號的形式輸出，建立波長漂移量與環境溫度變化量的關系，可實現對環境溫度變化的監測。……