[發(fā)明專利]基于主動場源的堤防安全監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111520727.9
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114264420B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安新代;郭玉松;馬若龍;周錫芳;郭士明;周項通;楊濤;劉現(xiàn)鋒;胡偉華;耿瑜平
• 申請（專利權(quán)）人: 黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01M3/16
• 分類號: G01M3/16;G01N27/04
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

本發(fā)明公開了一種基于主動場源的堤防安全監(jiān)測方法，1，自堤防迎水側(cè)向背水側(cè)布設(shè)測線單元；2，測線單元中的測量電極自堤防首端向末端按照設(shè)定的間隔距離依次埋設(shè)在淺地表層；3，將供電正極依次對位于堤防迎水側(cè)測線單元中各測量電極供電，并同時采集該測量電極的電流數(shù)據(jù)，同時采集其他未供電測量電極的電壓數(shù)據(jù)和其余測線單元中所有測量電極的電壓數(shù)據(jù)；4，將采集的電流數(shù)據(jù)和電壓時間序列數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，提取相應(yīng)供電頻率對應(yīng)的電流、電壓數(shù)據(jù)，計算視電阻率ρ=K×V/I；然后，計算視頻散率Ps(fL,fH)=[ρs(fL)?ρs(fH)]/ρs(fH)×100%；5，根據(jù)視頻散率Ps(fL,fH)，進一步提取視頻散率變化量，從而實現(xiàn)對堤防險情的演變監(jiān)控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及堤防工程安全監(jiān)測，尤其是涉及一種基于主動場源的堤防安全監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

目前，堤防工程安全監(jiān)測主要采用振弦式和差阻式滲壓計、壓力傳感器、應(yīng)變計、變形計等；當(dāng)?shù)谭罎B漏到達傳感器位置、或者滲漏后堤防變形時，再被傳感器檢測到，因此存在靈敏度低，超前感知能力差等問題。這就使得在汛期主要還是依靠堤防表觀的人工或機器巡查方式開展防汛工作，造成堤防監(jiān)測對險情的演變監(jiān)控能力不足，不能適應(yīng)防汛需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于主動場源的堤防安全監(jiān)測方法，有效地解決了水利工程堤防監(jiān)測中存在的不足，為防汛搶險提供技術(shù)支撐。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述基于主動場源的堤防安全監(jiān)測方法，包括下述步驟：

步驟1，自被監(jiān)測堤防迎水側(cè)向所述被監(jiān)測堤防背水側(cè)，沿被監(jiān)測堤防走向分別布設(shè)至少兩條測線單元，各所述測線單元相互平行；測線單元由多根絕緣導(dǎo)線組成，每根所述絕緣導(dǎo)線的末端均與供電負極相連接，每根絕緣導(dǎo)線的首端分別連接一個用于接入供電正極的測量電極；

步驟2，各測線單元中的所述測量電極自被監(jiān)測堤防首端向被監(jiān)測堤防末端，按照設(shè)定的間隔距離依次埋設(shè)在淺地表層；所述供電負極與被監(jiān)測堤防末端的距離L1≥10×被監(jiān)測堤防長度L2；

步驟3，將所述供電正極依次與位于被監(jiān)測堤防迎水側(cè)的測線單元中的各測量電極連接供電，即：自位于被監(jiān)測堤防首端的測量電極向被監(jiān)測堤防末端的測量電極依次連接供電；供電采用1、2、4、8HZ的方波，供電電壓范圍25V~100V，相鄰測量電極的供電間隔時間為5~20分鐘；當(dāng)對某一測量電極供電的同時采集該測量電極的電流數(shù)據(jù)，并同時采集其他未供電的測量電極的電壓數(shù)據(jù)和其余測線單元中所有測量電極的電壓數(shù)據(jù)；

步驟4，將采集的所述電流數(shù)據(jù)和電壓時間序列數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，提取相應(yīng)供電頻率對應(yīng)的電流、電壓數(shù)據(jù)，按照下式計算出該頻率下的視電阻率ρ：

ρ=?K×V/I；

式中：

K-系數(shù)；V-供電電壓；I-供電電流；

然后，按照下式計算視頻散率Ps(fL,?fH)：

Ps(fL,?fH)=[ρs(fL)-?ρs(fH)]/ρs(fH)?×100%；

式中：

ρs(fL)：低頻視電阻率；ρs(fH)：高頻視電阻率；

步驟5，根據(jù)獲得的視頻散率Ps(fL,?fH)，進一步提取視頻散率變化量，堤防在無人為破壞的情況下，含水量引起的視頻散率變化更為明顯，從而實現(xiàn)對堤防險情的演變監(jiān)控。

步驟2中，各個所述測量電極自被監(jiān)測堤防首端向被監(jiān)測堤防末端，按照2~5米的間隔距離埋設(shè)在淺地表層。

本發(fā)明優(yōu)點體現(xiàn)在以下方面：