[发明专利]一种堤防漏水口探测装置及方法

说明书

本发明提供一种堤防漏水口探测装置及方法，所述装置包括放置在堤防内侧的供电电极、放置在堤防外侧的N个供电电极、信号发送机、磁场测量仪，所述方法包括粗测与精测，所述粗测选取一定数量的粗测点，依次导通N个供电电极，确定磁场强度最大值所对应的粗测点以及供电电极位置，从而确定V字形精测区域，在所述精测区域内等间距划分精测点，测量精测点处的磁场强度，比较所述磁场强度，确定最大值所对应的精测点位置，最终准确定位漏水口。本发明的有益效果：能在不危害环境的情况下，通过粗测圈定漏水口的范围，再通过精测快速而准确地定位漏水口，为堤防应急抢险提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及堤防隐患探测领域，尤其涉及一种堤防漏水口探测装置及方法。

背景技术

堤防是沿江河、水库、水渠和海岸等修筑的挡水建筑物，堤防有水的一侧称为外侧，另一侧称为内侧。在实际中往往会在堤防内侧观察到有渗漏出水口(简称渗出口)，却难以确定堤防外侧渗漏入水口(简称漏水口)的位置情况。当遭遇洪水时，存在隐患的堤防极易诱发管涌、漏洞和堤防崩塌等险情，及时探查堤防质量状况，消除堤防隐患，是现代水利工程需要迫切解决的技术难题。

目前，堤防隐患探测方法大体可分为三类：人工探视、地质钻探和地球物理探测，其中前两类方法不能满足快速、准确或无损探测等要求，而第三类地球物理探测方法则具备这些优点。能够用于堤防隐患探测的地球物理探测方法包括探地雷达法、电阻率法、瞬变电磁法、三维地震法、激发极化法等。探地雷达可用于堤防隐患的探测，它是利用向地下发射电磁波的方法来探测堤防隐患，但电磁波的速度容易受到介质含水量的影响，对于含水量较高的堤防(例如南方湿润地区的堤防)，探测效果会大大降低；电阻率法可用于地下水的探测，该方法是通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电流场，然后通过观测和研究电流场的分布规律来寻找地下水。对于接地条件差的堤防，电阻率法存在局限性；瞬变电磁法测量的是地下涡流产生的二次磁场，瞬变电磁法相对于上述电阻率法及其他电法而言，其优点在于测量无需接地，但瞬变电磁法的测量信号不能选频和滤波，压制干扰的措施较复杂，而且测量信号的电平很小，例如达到10^-7量级，测量难度高；激发极化法(MIP)相较于电阻率法的优点是受地形变化影响较小，该方法观测的是由激发极化效应产生的二次磁场，二次场的测量信号很小，一般只有几十皮特，且目前应用的激电参数较多，这些参数的选取与不同地质体和不同的仪器有关，因此应用激发极化法对堤防隐患进行探测时达不到简便、快速的要求；三维(3D)地震法已被证明可对地下水体流动通道进行刻画，然而，对于地形陡峭或植被高度覆盖的地区，采用3D地震法会大大增加探测的成本和难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种堤防漏水口探测装置及方法，先通过“粗测”圈定漏水口的范围，再通过“精测”准确定位漏水口，不危害环境的情况下，快速、有效地定位堤防漏水口，为堤防应急抢险提供数据支撑。

本发明提供一种堤防漏水口探测装置，包括放置在堤防内侧的第一供电电极、放置在堤防外侧的N个第二供电电极、信号发送机、磁场测量仪，N≥1；其中，所述信号发送机与所述第一供电电极、所述N个第二供电电极之间均通过导线连接，所述信号发送机产生一定频率和幅值的激励电流，并通过导线输送至第二供电电极，所述第二供电电极将所述激励电流传输至水中，所述激励电流流经漏水口、渗漏通道、第一供电电极后回到所述信号发送机，形成电流回路；所述磁场测量仪在各测点处测量水中电流产生的磁场以及所在测点的位置。

进一步地，所述第一供电电极可以是单个电极，也可以是由多个电极构成的电极系，所述电极采用导电性能良好的金属材料制成。

进一步地，所述堤防漏水口探测装置还包括静态磁场测量仪和便携式计算机系统，其中，所述静态磁场测量仪用于测量背景磁场数据，所述背景磁场数据用于对所述磁场测量仪的测量结果进行校正；所述便携式计算机系统用于运行漏水口探测的应用程序，获取所述磁场测量仪以及静态磁场测量仪的测量数据，进行噪声滤除、数据校正、反演、结果存储与显示、人机交互。