[发明专利]一种基于温纳联合反演的土石坝渗漏诊断方法

说明书

本发明涉及一种基于温纳联合反演的土石坝渗漏诊断方法，属于水库大坝渗漏诊断领域，也属于工程地球物理探测领域。本发明包括土石坝温纳联合数据体的采集、温纳数据体的联合反演成像、土石坝渗漏反演结果的修正和根据图像判定渗漏点。具有避免不同装置数据体对土石坝隐患解译及响应的片面性，实现对隐患体的精准识别，并提高现场工作效率的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于温纳联合反演的土石坝渗漏诊断方法，属于水库大坝渗漏隐患诊断领域，也属于工程地球物理探测领域。

背景技术

土石坝填筑材料长期在干湿交替、动静悬殊的恶劣条件易产生异常渗流现象，普遍的薄弱环节甚至演变成渗透破坏，致使土石坝渗漏病害问题尤为突出，并且渗透破坏具有空间上的隐蔽性、时间上的不确定性以及分布的随机性等特点，如此点多、面广、量大以及工况复杂的土石坝安全隐患成为水利标准化管理最大的短板，安全运行面临巨大的挑战。地球物理技术手段以无损、高效、透视的优点为土石坝隐患的排查提供了技术服务，特别是电阻率法对大坝渗流薄弱区的定位及展布更为直观、敏感，使防渗处理更具针对性。目前，高密度电法在土石坝探测中应用较为广泛，本领域技术人员结合试验证明了高密度电法适用于大坝整体和局部的综合型探测。高密度电法按照不同的供电与测量之间的组合衍生出多种探测装置，并且不同排列对异常体的识别精度及空间展布特征的反映能力上存在差异，利用数值模拟和工程试验在开展最佳装置的优化也取得一定的成效。目前，单通道、分装置的高密电法仪仍是工程应用的主流设备，考虑到外业工作的效率，不可能采集全部装置的数据体；多通道仪器设备受自身测量精度以及外界环境等因素的影响，利用混杂了噪声的超高密度电法全四级数据体联合处理，反演成果的稳定及可靠度值得商榷。

基于以上不足，为避免不同装置数据体对土石坝隐患解译及响应的片面性，实现对隐患体的精准识别，并提高现场工作效率，本发明希望提供一种基于温纳联合反演的土石坝渗漏诊断方法。

发明内容

一种基于温纳联合反演的土石坝渗漏诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)土石坝温纳联合数据体的采集

(1.1)在水库大坝坝顶轴线或防渗体部位上设置纵向电法测线，所述电法测线向大坝两岸山体延伸，所述电法测线上设有若干个通道电极，相邻两个所述通道电极之间间距相同；

(1.2)在所述电法测线的中心位置设有并行电法探测系统，所述并行电法探测系统包括采集器，所述采集器与无穷远参比电极连接，所述采集器与电法测线连接；所述并行电法探测系统还包括数据控制与采集平台，所述数据控制与采集平台连接有采集器；所述并行电法探测系统采集温纳联合原始数据体，所述温纳联合原始数据体包括温纳四级装置数据、温纳偶极装置数据和温纳微分装置数据；

(1.3)所述采集指令中供电方式为单正矩形波脉冲信号，采样时间为0.5秒，采样间隔为100毫秒，采样模式为温纳联合采集模式；

(2)温纳数据体的联合反演成像

(2.1)求解温纳四极装置、温纳偶极装置和温纳微分装置下的视电阻率值，把不同排列的数据按照供电电极、测量电极和视电阻率的格式构成温纳联合反演数据体；

(2.2)对所述温纳联合数据体进行联合反演，圆滑系数为30、阻尼系数为100，并把迭代次数7次、误差递减5％以及均方根误差3％作为反演终止并列条件，反演得到含隐患大坝的电阻率值(ρ1)，将含隐患大坝下方各反演记录点电阻率值进行插值计算，从而得到含隐患大坝的电阻率值图像，即温纳联合反演图；

(3)土石坝渗漏反演结果的修正

(3.1)将温纳联合反演得到的无隐患大坝电阻率值(ρ₁)与均值半空间模型电阻率值(ρ₀)进行比值计算得到修正系数：把含隐患大坝所有测量电阻率值与其对应记录点的均值半空间模型电阻率值作比值，得到含隐患体大坝的修正系数分布图；