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龙图腾网获悉中交四航工程研究院有限公司;中交第四航务工程局有限公司申请的专利咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境监测及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121612789B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610147291.X，技术领域涉及：G01N17/00；该发明授权咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境监测及控制方法是由熊建波;范志宏;丁平祥;刘梅梅;郑熙明设计研发完成，并于2026-02-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境监测及控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境监测及控制方法，该监测及控制方法包括监测系统的布设、氯离子浓度的监测、氯离子浓度分布的数据分析、氯离子浓度的区域划分、外加电流的调整和腐蚀性环境的预警；通过在咸淡水区域连续采集氯离子浓度数据并构建浓度场与梯度场模型，将咸淡水区域划分为恒定咸水区、恒定淡水区和咸淡水界面变动区，直观反映腐蚀性环境的风险程度，同时根据实时修正的氯离子浓度场模型对阴极保护参数进行动态调整，实现了咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境监测、预警和控制的智能化。

本发明授权咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境监测及控制方法在权利要求书中公布了：1.咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境监测及控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、监测系统的布设： 咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境的监测系统包括浮标平台、氯离子监测传感器、水位监测传感器和数据处理装置；所述浮标平台漂浮于咸淡水区域的水面，并通过缆绳竖直向下固定若干个所述氯离子监测传感器，所述氯离子监测传感器的间距固定，且均能够随着缆绳上下移动；所述氯离子监测传感器采用抗腐蚀设计的银和氯化银电极结构，能够连续监测氯离子浓度数据及其相应的坐标数据，并将数据发送至所述数据处理装置；所述水位监测传感器安装于所述浮标平台上，用于监测水位高度；所述数据处理装置用于处理数据； S2、氯离子浓度的监测： 水下混凝土结构投入运营之前开展氯离子浓度的基准数据监测，采取连续监测且时长不低于一个潮汐周期，连续监测得到的数据为C0x,y,z,t，相应的数据集标记为基准监测数据集C0；水下混凝土结构投入运营之后，咸淡水区域的水位每次达到高潮水位和低潮水位时开展实时修正监测，第i次高潮水位时的实时修正监测得到的数据标记为Cix,y,z,ti，监测得到的数据集标记为高潮实时修正监测数据集Ci；第j次低潮水位时的实时修正监测得到的数据标记为Cjx,y,z,tj，监测得到的数据集标记为低潮实时修正监测数据集Cj； S3、氯离子浓度分布的数据分析： 根据基准监测数据集C0和插值方法，构建咸淡水区域的基准氯离子浓度场模型F0x,y,z,t；随后对F0x,y,z,t计算梯度并得到基准氯离子浓度梯度场模型G0x,y,z,t；水下混凝土结构投入运营之后，将高潮实时修正监测数据集Ci和低潮实时修正监测数据集Cj融入F0x,y,z,t和G0x,y,z,t，得到实时修正的氯离子浓度场模型Fx,y,z,t，并进一步得到实时修正的氯离子浓度梯度场模型Gx,y,z,t；将高潮实时修正监测数据集Ci和低潮实时修正监测数据集Cj融入F0x,y,z,t和G0x,y,z,t时，具体包括以下步骤： S301、模型预测：利用基准氯离子浓度场模型F0x,y,z,t预测当前tk时刻的氯离子浓度场模型Fkx,y,z,tk，并通过差分法进一步预测当前tk时刻的氯离子浓度梯度场模型Gkx,y,z,tk； S302、差值计算：从高潮实时修正监测数据集Ci和低潮实时修正监测数据集Cj中通过线性插值获取当前tk时刻的氯离子浓度的实时值Ckx,y,z,tk，并计算其与Fkx,y,z,tk的差值： ； S303、定义权重函数：对于任意实时数据点xn,yn,zn,tn，以该点为中心对周围网格点进行加权修正，权重函数为： 其中，d为任意实时数据点xn,yn,zn,tn与其周围网格点的时空距离，p为权重系数且p≥1，α为反映时间在时空距离中的权重的系数且α≤1； S304、数据更新：当任意实时数据点xn,yn,zn,tn与其周围网格点的时空距离d小于阈值D时，实时修正的氯离子浓度场模型Fx,y,z,t如下式所示： 随后对Fx,y,z,t计算梯度从而得到实时修正的氯离子浓度梯度场模型Gx,y,z,t； S4、氯离子浓度的区域划分： 根据实时修正的氯离子浓度场模型Fx,y,z,t、实时修正的氯离子浓度梯度场模型Gx,y,z,t，确定咸淡水界面的位置，进而将咸淡水区域划分为恒定咸水区、恒定淡水区和咸淡水界面变动区；划分依据如下： 恒定咸水区为Fx,y,z,t≥[Fs]且Gx,y,z,t≤[G]，且咸淡水界面不经过恒定咸水区；其中，[Fs]为恒定咸水区的氯离子浓度阈值，取值范围为5000mgL至20000mgL；[G]为恒定咸水区或恒定淡水区的氯离子浓度梯度阈值，取值范围为1mgL·m至10mgL·m； 恒定淡水区为Fx,y,z,t≤[Ff]且Gx,y,z,t≤[G]，且咸淡水界面不经过恒定咸水区；其中，[Ff]为恒定淡水区的氯离子浓度阈值，取值范围为1mgL至500mgL； 咸淡水界面变动区为[Ff]≤Fx,y,z,t≤[Fs]或Gx,y,z,t＞[G]，或者咸淡水界面经过咸淡水界面变动区； S5、外加电流的调整： 水下混凝土结构的钢筋通过外加电流阴极保护法抵抗咸淡水区域氯离子的腐蚀；根据实时修正的氯离子浓度场模型Fx,y,z,t，实时调整外加电流阴极保护法的外加电流I；假设咸淡水区域氯离子在钢筋外表面引起的腐蚀电流完全被外加电流I抵消，将氯离子在水下混凝土结构的扩散过程简化为一维扩散过程，根据Fick第二定律和法拉第定律，外加电流I满足如下表达式： 其中，n为每个Fe原子溶解所需的电子数量且n=2；F为法拉第常数且F=96485Cmol；D为氯离子扩散系数，m2s；Fxm,ym,zm,t为水下混凝土结构表面xm,ym,zm位置处的氯离子浓度，molm3；A为受外加电流保护的钢筋表面积，m2；L为钢筋保护层厚度，m； S6、腐蚀性环境的预警： 根据监测获得的数据对咸淡水区域水下混凝土结构腐蚀性环境进行预警，包括： S601、咸淡水划分区域变动的预警：在步骤S4中根据实时修正的Fx,y,z,t和Gx,y,z,t分析得到咸淡水界面的位置，当咸淡水界面经过恒定咸水区或恒定淡水区时触发预警，排查咸淡水界面发生显著迁移的原因，并根据步骤S4重新调整咸淡水区域的划分； S602、外加电流的预警： 对于恒定咸水区和恒定淡水区，水下混凝土结构表面xm,ym,zm位置处的Fxm,ym,zm,t近似为恒定值，由此得到的所需外加电流I近似为恒定值；对于咸淡水界面变动区，水下混凝土结构表面的氯离子浓度随时间和空间发生变化，当外加电流I未能完全抵消氯离子在钢筋外表面引起的腐蚀电流时，即： 此时触发预警并提高外加电流I直至能完全抵消氯离子在钢筋外表面引起的腐蚀电流。

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