堤坝管涌渗漏检测原理

堤坝管涌渗漏检测原理

堤坝管涌渗漏检测仪该仪器以“流场法”和“伪随机多频信”为理论基础，应用了“流场法”查漏技术、强化异常流场的测量技术、电流密度场高分辨率快速检测技术、电流密度多分量检测技术、强抗干扰技术、普及型仪器等技术，通过特殊波形电流信的发送和接收作为技术核心。是土坝、石坝或混凝土坝等各种坝体本身和基础的管涌渗漏探测的检测仪器，能对堤坝管涌渗漏入水口进行高度、高准确度和快速探测，广泛应用于江河、水库的堤坝防护、养护工程。为汛期紧急抢险和灾后治理提供决策依据。

一、堤坝管涌渗漏检测原理方法仪器研发背景

1、  我国洪涝灾害发生频繁，突发性强

 我国大部分地区受大陆季风气候影响，降雨时间集中，强度大。

 由于历史原因和经济条件，我国防洪工程体系整体防洪标准低，修建时大部分就地取材，防洪强度不够。

2、洪涝灾害对经济建设、生态环境和社会危害大

3、管涌渗漏的危害

 洪灾的大危害是溃堤，导致溃堤的原因：管涌、裂缝、薄弱带、空洞、蚁穴。

4、本产品可提高管涌检测水平、减少洪灾损失

  现有管涌查找方法

  人工拉网式巡查：人力投入大，效率低，不容易及时发现和处理险情隐患。

  潜水员潜水检查：速度慢，潜水员生命安全易受威胁。

  传统物探方法：检测速度慢，定位精度低，不能满足汛期防洪要求。

管涌巡查速度快，可达0.5～1米/秒；定位精度高，定位误差小于1米；抗干扰能力强，适  应各种堤坝。

在非汛期，可建立堤坝隐患实时监测，跟踪堤坝隐患的发展，监测结果可用于堤坝隐患的整治，充分提高防汛资金的使用效益。在汛期中能够对管涌渗漏进行快速检测，确定管涌的具**置和形状，以便人们及时采取有效的处理措施，显著降低抗洪抢险的投入，大大减轻人民生命财产的损失。

二、方法研发仪器的基本原理

渗漏都有水的流动，可发送一种特殊的电流场去模拟渗漏的水流场，从而直接查找渗漏部位。对处于静水环境的坝，这种场就是渗漏水流场；在河流中，有河水正常流动和渗漏水流两种流场，由于所加的电流场是与渗漏水流拟合，正常流场不起作用，故通过测量电流场可直接确定渗漏部位。

利用正常流场与异常流场的微弱差异，人工发送特殊的伪随机电磁场以强化异常流场，并采用微分连续扫描检测异常流场，采用微分测量，分辨率高。应用伪随机电磁场，抗干扰能力强。高精度传感器对管涌、渗漏入水点探测，精度高。连续扫描观测，探测速度快。用音乐监听或图象显示等方式查找渗漏部位，操作简单，易于大面积推广，环境适应能力强。

三、技术说明

1、产品以流场拟合法为理论基础

流场拟合法该方法利用渗漏场与电流密度场的相关性，在堤坝两侧发送一种波形电流场，通过水流作为载体，模拟正常水流场和渗漏水流场，通过测定水中的电流密度分布反应水流场情况，从而准确确定渗漏部位或管涌进水口。

2、应用伪随机编码抗干扰技术

在汛期抢险和矿山渗漏探测中，测量环境复杂，干扰强度大，同时为保证安全，测量中不能使用高电压、大电流发送信，因此测量信微弱。      

为有效解决测量过程遇到的上述问题，根据伪随机信的特点，应用的2n序列伪随机编码技术，从而使得异常识别能力和抗干扰能力更强，能更准确的对渗漏口和渗漏通道进行判断。

3、近场源强化异常技术

4、技术报告

堤坝管涌渗漏检测仪——在汛期恶劣条件下能快速、准确探测管涌渗漏的仪器

堤坝管涌渗漏检测仪今，堤坝管涌渗漏检测方法经历了10年的发展历程，目前3A是更新换代新产品，根据专家意见和用户使用意见于 年专门成立产品研发组织，对产品进行升级改进取得专家及用户好评。

经过模拟场试验和抗洪抢险实战使用后，得出结论：

1. 抗干扰能力增强，仪器数据指示稳定
2. 仪器增加了声音报警功能，音响的声音强弱会随检测到的管涌渗漏大小幅度而变化，为检测人员捕获异常信提供了方便
3. 外壳采用工程塑料，仪器工艺和外观得到进一步优化
4. 电流和电压的显示采用液晶显示模块进行数字化显示
5. 发送机的电源系统外置，使得发送机系统维护更加简单
6. DB-3A性能全面解决了老式仪器指针摆动不易读数的问题，仪器电源的外置和报警装置的增加使仪器在实际应用操作中更加科学化。

堤坝管涌渗漏检测方法主要技术参数：

发送机：

输出频率：输出频率稳定度（7h内漂移）优于7×10^-4 ；

输出电压：高电压幅值不小于90V（峰—峰值）；

发送电流：大电流不小于500mA  （峰—峰值）；

接收机：

中心频率为f₀,3dB带宽≤1/ f₀；

灵敏度优于1.0×10^-4A/m²;

输入阻抗>150kΩ；

连续工作时间>7h；

连续工作时间：

当输出电流为200mA（峰—峰值）时，连续工作时间>10h,

当输出电流为300mA（峰—峰值）时，连续工作时间>8 h,

当输出电流为400mA（峰—峰值）时，连续工作时间>5 h,

当输出电流为400mA-500mA（峰—峰值）时，连续工作时间>3 h,

温度范围：

工作温度：-5℃-45℃

存储温度：-20℃-60℃