[发明专利]一种基于磁场测量的堤坝渗漏通道检测方法及其装置

说明书

本发明公开了一种基于磁场测量的堤坝渗漏通道检测方法及其装置，该方法包括：S1：获取信号发射机不供电时堤坝上每个磁观测点上的背景磁感应强度矢量以及供电时每个磁观测点上的总磁感应强度矢量；在堤坝的两侧布设发射电极A和B，所述发射电极A位于水库中并与水接触，所述发射电极A和B之间连接信号发射机，在所述提坝上按照预设线距和点距排布磁观测点；S2：分别计算每个磁观测点上的总磁感应强度矢量与背景磁感应强度矢量的差值得到每个磁观测点的磁异常矢量；S3：基于磁异常场中每个磁观测点的磁异常矢量推演出电流密度分布，其中，电流密度分布不为零处为渗漏通道。本发明一种全新的方法来实现渗漏通道检测，且首次使用磁检测。

技术领域

本发明属于勘探地球物理技术领域，具体涉及一种基于磁场测量的堤坝渗漏通道检测方法及其装置。

背景技术

我国是水患多发的国家，洪水灾害造成的损失十分巨大。由于垮坝或决堤是引起洪水灾害的重要原因，而堤坝渗漏是引起垮坝或决堤的直接原因。在上世纪90年代，中南大学基于流场法理论率先研制出了堤坝管涌渗漏检测仪，并生产出定型产品推广应用，取得了良好的效果。目前所使用的堤坝管涌渗漏仪均是在渗漏通道出口至堤坝前水域间建立交流电场，利用局部电流密度或电场强度奇异变大的位置确定堤坝渗漏入口位置。现有的方法均是测量水中电流密度或电场强度来寻找堤坝渗漏入口的位置，在确定渗漏入口的位置之外，如何确定渗漏通道这是堤坝检测的重要方面。但是，到目前为止，还没有人采用磁场测量方法来确定堤坝管涌通道的位置，而磁场测量快速、操作方便、成本低，因此利用磁场测量来确定堤坝渗漏通道十分有意义，可以为堤坝的渗漏通道的快速检测提供手段，值得进一步深入研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于磁场测量的堤坝渗漏通道检测方法及其装置，首次实现利用磁场测量方法来确定堤坝管涌通道的位置，提供了一种全新的检测方法，高效地定位堤坝内部渗漏通道，为堤坝的防护和监测提供了技术手段。

一方面，本发明提供的一种基于磁场测量的堤坝渗漏通道检测方法及其装置，包括如下步骤：

S1：获取信号发射机不供电时堤坝上每个磁观测点上的背景磁感应强度矢量以及供电时每个磁观测点上的总磁感应强度矢量；

其中，在堤坝的两侧布设发射电极A和B，所述发射电极A位于水库中并与水接触，所述发射电极A和B之间连接信号发射机，在所述提坝上按照预设线距和点距排布磁观测点；

S2：分别计算每个磁观测点上的总磁感应强度矢量与背景磁感应强度矢量的差值得到每个磁观测点的磁异常矢量；

其中，基于每个磁观测点的磁异常矢量构成提坝的磁异常场；

S3：基于磁异常场中每个磁观测点的磁异常矢量推演出电流密度分布；

其中，电流密度分布不为零处对应为提坝上渗漏通道位置。

当通过发射电极A和B注入电流信号时，电流沿着堤坝渗漏通道产生的优先导电路径引导时，渗漏通道中的电流会产生磁异常，因此，本发明通过磁异常来确定提坝上渗漏通道的位置。不难理解，渗漏通道中肯定会因为水流流动而形成水流流动路径，其导电性会明显高于背景(岩石、黏土或水泥等非水物质)，因此，导电电流路径可以与堤坝渗漏通道的水流流动路径相关联，而导电电流路径是通过磁场分布可以确定。且本发明通过公式推理也验证了磁感应强度矢量对电导率的梯度敏感性，因此堤坝渗漏通道中的电荷流动所产生的流场的特征相对于周围均匀材料的导电性有很强的下降，就可以通过磁性测量检测到。