[發明專利]一種堰塞壩滲漏通道抗干擾空-地無人機電磁勘探方法

有效

• 申請號: 202011229528.8
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112327375B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 錢衛;張化鵬;武立林;劉瑾;馬柯;盧洪寧;胡恬靜
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01V3/165
• 分類號: G01V3/165;G01V3/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發明涉及一種堰塞壩滲漏通道抗干擾空?地無人機電磁勘探方法，屬于地球物理勘探技術領域。該方法以地下目標良導體與周圍巖土體的電性差異為基礎，通過測量所施加的一次電場所形成的磁場變化來判斷滲漏通道位置，是一種專門適用于尋找堰塞壩滲漏通道的電磁勘探方法。本發明主要包括地面系統與無人機系統兩部分，地面系統包括遙控通訊裝置、偽隨機電流發射系統兩部分；無人機系統包括無人機機體、無人機飛行控制傳感器、磁場測量系統及數據記錄裝置。此外，本發明還提出了一種根據異常磁場判斷堰塞壩內部情況的方案，使用異常場計算磁電阻率值并進行量化，為探測堰塞壩內部滲漏通道存在情況提供參考依據。

技術領域

本發明涉及地球物理探測領域，具體指一種堰塞壩滲漏通道抗干擾空-地無人機電磁勘探方法，屬于測量、測試的技術領域。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展，堰塞壩作為一種新興的水利工程項目得以大力發展，其由于低廉的成本而逐漸得到人們的重視。由于堰塞壩內部結構復雜，故普遍存在滲漏通道等安全隱患；且由于其形成地形復雜，常常存在施工安全問題。因此，對滲漏通道的探查一直是解決堰塞壩安全問題的重點和難點。

現階段，電法勘探是進行滲漏通道探測的有效技術手段，但由于堰塞壩多發生于地質條件差、地形險峻的山區，傳統的地面電法探測工作往往難以展開，且由于電信號隨深度衰減過快，其勘探精度往往不能滿足工程需要。

航空電磁勘探技術工作效率高，可無視地形帶來的影響，同時可保障工作人員的安全問題，是進行堰塞壩壩體滲漏探測的最佳選擇，擁有廣闊的發展前景。然而，磁力儀極易受外界噪聲影響，故無人機設備的信噪比會降低，對探測結果產生影響。因此，傳統的航空電磁勘探技術精度往往難以滿足要求。

總之，地面電磁勘探技術難以滿足堰塞壩發生區的地質條件，而傳統的航空電磁勘探技術信噪比太低，其精度難以滿足工程要求。為解決上述問題，本發明提供了一種新型的堰塞壩抗干擾空-地無人機電磁勘探方法，本方案將無人機探測技術用于電磁勘探，并根據磁電阻率值的極差勘探滲漏通道的位置。

發明內容

本發明的發明目的是針對上述背景技術的不足，提供了一種堰塞壩滲漏通道抗干擾空-地無人機電磁勘探方法，使用無人機平臺搭載磁場測量系統，具有精度高、抗干擾能力強、可用于各種地質條件的優點，解決了地面電磁勘探技術難以滿足堰塞壩滲漏發生區地質條件以及傳統航空電磁勘探技術信噪比低的技術問題。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

一種抗干擾空-地無人機電磁勘探方法，該方法包括無人機系統與地面系統兩部分，并用偽隨機電磁勘探技術代替傳統的磁場測量系統。使用無人機搭載平臺可完全無視地形的影響，保障施工安全，工作效率高；偽隨機電磁勘探技術可提高信噪比，使勘探的精度與深度大大提高。

測量時將兩個電極分別置于堰塞壩壩體上游與下游，將供電電纜布置成“U”字型并盡量遠離大壩測量區域；利用偽隨機電流發射機通過電場電極棒向地下注入隨機交變電流，在壩體內部形成交變電場，進而在空間范圍內生成磁場；地面站通過遙控通訊裝置對無人機的飛行狀態進行監測及控制；無人機平臺所搭載的磁通門磁力儀對空間磁場進行實時測量并將測量數據轉化為電信號輸入偽隨機碼接收機，偽隨機碼接收機負責將測量所得磁場數據與輸入電流進行互相關計算，得到磁場H。

一種利用上述裝置的堰塞壩空-地無人機抗干擾滲漏通道探測方法，它包括如下步驟：

步驟1：將偽隨機電流發射系統布置在待測區域內，與大地系統構成回路；兩電極分別布置在大壩兩側，電極距為壩體寬度的兩倍，方向垂直于壩體走向；沿壩體走向布置測線、測點，測線間隔為20m，測點間隔為5～10m；

步驟2：打開無人機，檢查無人機機體狀態并確定無人機飛行控制傳感器與地面遙控通訊裝置之間通信正常，并在控制平臺上對其飛行速度、飛行軌跡、飛行高度等進行設置；