[实用新型]一种土石坝渗流场监控系统

说明书

本实用新型提供了一种土石坝渗流场监控系统，属于土石坝渗透灾害预警技术领域，包括电法采集仪、数据传输装置、上位机、以及设于坝体内的多个电极，多个所述电极均与所述电法采集仪的输入端相连，所述电法采集仪的输出端通过数据传输装置将数据信息传输至所述上位机。本实用新型监测系统全断面展示大坝渗流特性的特点，有助于对大坝的健康状态进行全覆盖式综合评估，只需一次安装，测试时间段更加灵活，实时分析大坝内部渗流场的变化特征，实现长期监测；监测系统现场布设灵活，装置结构简单，安装方便。

技术领域

本实用新型涉及一种土石坝渗流场监控系统，属于土石坝渗透灾害预警领域技术领域，更进一步是基于监测土石坝电阻率的动态变化特征以此反映土石坝的健康状态的技术手段，主要适用于大坝、堤防以及海塘等挡水建筑物的渗透破坏动态监测及危险预判。

背景技术

土石坝是我国挡水工程体系中的主要组成部分，涉及到中小型水库、山塘、堤防、海塘以及围堰等水工建筑物，具有点多、面广以及规模不等的特点，在社会、经济和生态方面发挥了重要的作用。由于大坝土石材料属于散粒体结构，大坝防渗体渗透问题是土石坝安全运行的要害，因此开展大坝运行期的安全维护工作应是保障工程发挥效益的前提。

土石坝渗流是指土石填筑料在上、下游水压力的作用下，水流在土石颗粒孔隙间发生运动迁移的现象，在不影响大坝安全情况下的正常渗流是被允许的，但随着渗流的不断加大而导致的渗透破坏或变形将对大坝安全带来严重危害。尤其建设于上世纪五六十年代的土石坝，因受特定时期技术条件和经济水平等诸多因素限制，先天不足造成大部分小型坝的建设水平和施工质量较低。随着使用年限的增长，工程形态不断发生变化，渗漏安全隐患问题已成为棘手的难题。众所周知，水库病害的产生是不良坝体隐患由量变到质变的发展结果，开展大坝动态安全监测是掌握大坝运行实时状态和安全状况发展动态趋势的有效手段和方法，是进一步采取加固措施以防止灾害不断恶化的依据。

当前，随着计算机水平和智能信息化技术的发展，引入了自动化监测系统，土石坝渗流监测工作已经取得较为突出的成效。通常情况下，大坝渗流安全监测主要还是依靠测压管、渗压计等常规观测设备，此类监测设备虽然能满足常规自动化数据采集的要求，但传感器存在的固有缺陷还需要进一步完善，比如传感器的安装、维护更新以及测量的时效性等问题，更为突出的问题主要在于观测点位置以及监测深度的选取方面依旧存在主观随意性。水库大坝渗流区域分布广泛，造成渗漏病害的位置分布较为随机、规模较小，通常采用单点或者简单几个纵断面的测试得到的局部渗流参数数据，显然不能作为评价整个大坝健康状态的科学依据。

针对部分坝段未布设观测设备导致监测区域存在局部盲区的问题，地球物理探测技术是基于大坝内岩土介质之间的物性差异为判断标准，通过布置相应的观测系统即可获取揭示地质异常的技术手段，地球物理探测方法是一种无损测量手段，具有测试效率高，工作布置灵活，又可大断面测量可弥补常规观测设备点式测量的不足。其中，直流电阻率法是在大坝渗漏探测中应用最广，效果较好的技术手段。然而，当前地球物理探测技术主要集中应用于大坝隐患的探测方面，仅是应用于对大坝病害的一次性检测查漏，而对长期性监测渗漏隐患的演变过程存在不足，并且对于隐患的识别及判定标准还处于定性分析阶段，不具备作出对不同时期监测数据的综合性评价的能力，不能满足预测隐患演变状态的技术要求，显然未能完全发挥出全天候无损监控预警的优势。

随着水利工作向标准化、信息化的发展，无论是已经是开展大坝监测系统的大中型土石坝，或者还未施行自动化监测布置的小型水库、山塘等水利设施，都急需求一种能弥补当前常规渗流监测手段中存在测定参数孤立、安装成本较高、运行期施工不便、易受外界干扰、渗流响应延迟以及长期监测中采用数据稳定性较差等缺陷的检测系统，并且还能够检测出大坝的渗流薄弱区，实现对大坝渗流特征更为准确、高效、全时段、全覆盖式观测，进一步根据连续监测信息达到渗透破坏预警的目的。

有鉴于此，本申请人对此进行专门研究，开发出一种土石坝渗流场监控系统及其预警方法，本案由此产生。

实用新型内容