[发明专利]一种利用既有供电测压管的供采分离电位测量系统

说明书

本发明公开了一种利用既有供电测压管的供采分离电位测量系统，包括：既有供电测压管、电极系以及电位采集控制子系统；既有供电测压管用于向待测量大坝坝体内注入稳定的电流场；电极系包括：供电电极系、测量电极系和公用电极系；供电电极系用于连接既有供电测压管，形成稳定的电流场；测量电极系用于测量任意既有供电测压管与供电电极系所形成的稳定电流场；公用电极系用于与测量电极系连接，构成电位测量回路；电位采集控制子系统内部设有供采分离电位采集器，用于发射电流和回采电位数据体，并确定待测量大坝中渗漏隐患的空间分布。该系统可有效降低测压管金属材料对大坝内部电场传播的影响，以此提高复杂场地水库大坝渗漏隐患诊断的精度。

技术领域

本发明涉及水工建筑物健康诊断技术领域，特别涉及一种利用既有供电测压管的供采分离电位测量系统。

背景技术

土石坝渗漏问题是威胁水库大坝安全运行的重要隐患，目前主要通过钻探、地球物理勘探以及水化学的方法查找渗漏通道，但具体涉及的单一探测手段又呈现出各自优势及短板。其中，地球物理勘探的分支电阻率法因对水体较为敏感，在定位水库大坝渗漏的范围、埋深以及空间组合关系上发挥出独特优势，并在实践应用过程中取得诸多成功案例，可以说是当前水库大坝渗漏探测的主流技术。

但是，目前电阻率探测方法主要采用地面供电、地面采集的观测系统，由于地面电极测点远离渗漏隐患部位，并且电流场在传播过程中受到地质体空间体积效应的约束，一定程度上造成电阻率法识别隐患的精度偏低。此外，随着水利标准化的有序推进，大坝内部各种监测设施也不断完善，测压管、渗压计等金属构筑物不可避免对电场传播产生不利影响，从而造成实测到的电阻率数据含有一定的噪声信号，错误的信息有可能导致对隐患区存在误判、错判等不良后果。

当前，大部分成果及技术主要集中于改变地面观测方式的方法来规避金属干扰，但在实际采集过程中测压管等金属介质带来的噪声不会随着观测系统的改变而消除，并且通过不断试用地面多种观测方法降低了地球物理探测的效率，也造成一定的经济损失。

另一方面，有学者提出一些对金属低敏感性的方法进行渗漏隐患探测，比如弹性波法等，但是该类方法在反映水库大坝渗漏通道空间位置方面存在识别精度低、成果多解性突出等问题。在客观技术水平条件的约束下，在测压管噪声校正方面也不成熟，导致实际应用中只能依赖于常规的电阻率方法进行处理与解析，显然不能实现对渗漏靶区的精准定位及成因分析。

发明专利CN110702587B公开了一种基于温纳联合反演的土石坝渗漏诊断方法，改进了电阻率法数据的采集模式，实现了温纳联合(温纳四极装置、温纳偶极装置、温纳微分装置)数据体的同步采集，提高了现场的工作效率及数据的有效利用率，但是参与计算的数据体主要来源于地面测量，并不涉及到利用地下测量到的地电信息，同时没有考虑到大坝坝体内部的测压管对电场信号传播带来的影响。

因此，在现有水库大坝渗漏隐患探测技术的基础上，如何提供一种能规避测压管对电阻率影响的观测系统，以提高水库大坝渗漏隐患体识别精度，成为本领域人员亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种至少解决上述部分技术问题的利用既有供电测压管的供采分离电位测量系统，该系统可有效降低测压管金属材料对大坝内部电场传播的影响，以此提高复杂场地水库大坝渗漏隐患诊断的精度。

本发明实施例提供一种利用既有供电测压管的供采分离电位测量系统，包括：既有供电测压管、电极系以及电位采集控制子系统；

所述既有供电测压管用于向待测量大坝坝体内注入稳定的电流场；

所述电极系包括：供电电极系、测量电极系和公用电极系；所述供电电极系用于连接所述既有供电测压管，形成稳定的电流场；所述测量电极系用于测量任意所述既有供电测压管与所述供电电极系所形成的稳定电流场；所述公用电极系用于与所述测量电极系连接，构成电位测量回路；