[发明专利]一种基于六面体磁探测装置的渗漏检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于六面体磁探测装置的渗漏检测方法及装置，该检测方法包括以下步骤：步骤1：在堤坝的两侧布设供电电极A和B；步骤2：供电装置通过供电电极A、B向堤坝和水中供入电流；步骤3：利用六面体磁探测装置获取通电时每个测点对应的磁场梯度G；步骤4：基于每个测点的磁场梯度G获取渗漏通道的分布，其中，磁场梯度G分布中变化最大的区域为渗漏通道的分布区域。本发明提供了一种全新的手段确定渗漏通道的分布，即根据磁梯度数据来确定渗漏入口的位置和堤坝中渗漏通道的分布，丰富了渗漏检测技术。

技术领域

本发明属于勘探地球物理技术领域，具体涉及一种基于六面体磁探测装置的渗漏检测方法及装置。

背景技术

作为水利基础工程建设的组成之一的堤坝，在水利治理体系中占有重要地位。据统计，截止2017年，我国已建成5级以上堤坝30多万公里，已建成各类水库将近10万座。其中，其中大约有30％的坝堤存在不同程度的病险隐患，其表现形式为不同程度下的渗漏。当洪水来临时，由于其高水头渗透作用，平时一些细小隐患很可能引发重大险情。因此对堤坝的结构隐患的探测成为防止堤坝在某一时期突然失效的重要举措。

目前应用于堤坝隐患探测的常用物探方法，包括自然电场法、高密度电阻率法、探地雷达、瞬变电磁法、瑞雷面波法、CT技术以及流场拟合法探测等。中南大学何继善院士提出的流场拟合法，利用水流场与电流场在一定条件下的某些数学物理之间的相似性，在管涌通道出口至堤坝前水域建立人工电流场来拟合渗漏水流场，通过测定电流密度的分布来查明水流场的流向和相对流速取得了良好的效果。但是由于我国堤坝类型众多、结构多样、渗漏情况复杂，所以当前检测技术的探测精度和速度不能满足要求。由于磁场测量具有快速、高效、经济以及磁梯度受地磁场影响较小等特点，故利用磁场测量来确定堤坝渗漏入口和水流方向有着十分重要的意义，可以为堤坝渗漏通道的快速检测提供一种全新的技术手段。

而现有方法中利用磁场测量堤坝渗漏的技术也多是测量坝堤顶部磁场，进而使用复杂算法反演电流密度，且所利用的感应式磁传感器仪器笨重，不方便使用，因此需要提供一种更加简单、快速的方法来确定渗漏通道及水流方向。此外，现有磁场测量堤坝渗漏的技术中常常使用磁异常来反演电流密度分布，从而确定渗漏通道的位置等。为了丰富检测手段，如何充分利用磁技术，开辟其他有效途径检测渗漏通道也是有待研究的。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于六面体磁探测装置的渗漏检测方法及装置，所述方法在水中和堤坝上测量磁场，并根据所获得的磁场计算磁场梯度，根据磁场梯度数据来确定渗漏入口的位置和堤坝中渗漏通道的分布。本发明提供了另一个手段来确定渗漏通道的分布，丰富了渗漏检测技术。

一方面，本发明提供.一种基于六面体磁探测装置的渗漏检测方法，其包括以下步骤：

步骤1：在堤坝的两侧布设供电电极A和B，其中，供电电极A位于堤身内侧渗漏通道的出水口，供电电极B位于堤坝迎水坡一侧，供电电极通过导线与供电装置相连接；

步骤2：供电装置通过供电电极A、B向堤坝和水中供入电流；

步骤3：利用六面体磁探测装置获取通电时每个测点对应的磁场梯度G；

步骤4：基于每个测点的磁场梯度G获取渗漏通道的分布，其中，磁场梯度G分布中变化最大的区域为渗漏通道的分布区域。

关于渗漏通道的位置，使用发电机通过导线向供电电极A和B注入电流信号，电流沿着堤坝渗漏通道产生的优先导电路径引导时，由于通道的存在所产生的电流扰动会产生磁异常，当电流扰动越大，其产生的磁异常越大，同时其梯度变化就越明显。通过处理和分析所获得的磁场梯度数据就能判断通道的分布，而本发明之所以创造性选择用磁场梯度来反应渗漏通道的位置，是考虑到相比于磁场矢量，磁场梯度数据具有九个分量，能更好、更准确的反映渗漏通道的位置，同时能抵抗随机噪声和地磁场的干扰，精度也进一步提高。