[发明专利]输水暗涵、堤防及边坡水体渗透的电法监测预警系统

权利要求书

1.一种输水暗涵、堤防及边坡水体渗透的电法监测预警系统，其特征在于，包括：监控中心和数据采集系统；其中，

所述监控中心包括直流电源和监控系统；

所述数据采集系统包括多个数据采集单元，所述数据采集单元包括一个数据采集器和两根接地电极阵列，且相邻的两个数据采集单元共用一根接地电极阵列；

所述数据采集器包含电极转换模块、三选一开关模块和两个四芯电缆接口及选断开关模块，所述电极转换模块包括电极选断开关阵列和两个多芯电缆接口；所述两根接地电极阵列通过所述两个多芯电缆接口分别与所述电极选断开关阵列连接，所述两个四芯电缆接口及选断开关模块经所述三选一开关模块与所述电极选断开关阵列连接；所述多个数据采集单元中的多个数据采集器通过数据通信线并联，所述数据通信线的一端与所述监控系统连接，或者所述多个数据采集单元中的多个数据采集器通过4G/5G网络并联；所述多个数据采集器中相邻的两个数据采集器通过一根四芯电缆连接，所述四芯电缆的两端分别连接于所述相邻的两个数据采集器的一个四芯电缆接口及选断开关模块；所述多个数据采集器通过供电线并联，所述供电线一端与所述直流电源连接；

所述直流电源用于为所述数据采集系统供电；所述监控系统用于向所述数据采集系统发送数据采集规划参数；

所述数据采集系统用于根据所述数据采集规划参数，将所述数据采集系统划分为多个区段，将每个区段划分为多个子区，在每个区段内确定最小采集区，每个区段的各子区的长度至少为每个区段所述最小采集区长度的10倍，所述多个子区内以所述最小采集区为单位按高密度电法原理同时采集，并按不大于所述最小采集区长度的二分之一的步距向前同时推进直至完成所述数据采集系统所有区段的数据采集，以此循环进行所述数据采集系统多期数据采集，所述数据采集系统以每个区段所述最小采集区为单位将采集得到的多期电流和电压数据发送至所述监控系统；

所述监控系统用于对接收到的所述多期电流和电压数据以所述最小采集区为单位进行电阻率成像处理，并把所述最小采集区的采集数据一段一段合并进行所述电阻率成像处理，同时依据多期所述电阻率成像的时间推移变化特征，对监测对象的水体渗透进行分析判断，并根据所述水体渗透分析判断结果发布预警信息。

2.根据权利要求1所述的输水暗涵、堤防及边坡水体渗透的电法监测预警系统，其特征在于，接地电极阵列包括一根多芯电缆和多个接地电极，所述多芯电缆上设置有多个电极接口，所述多芯电缆的每根芯线唯一对应一个所述电极接口，所述多个电极接口与所述多个接地电极一一对应连接。

3.根据权利要求2所述的输水暗涵、堤防及边坡水体渗透的电法监测预警系统，其特征在于，所述数据采集系统每个区段中所述数据采集单元间距与两个相邻的接地电极阵列的接地电极间距相等。

4.根据权利要求1所述的输水暗涵、堤防及边坡水体渗透的电法监测预警系统，其特征在于，所述数据采集系统具体用于根据所述数据采集规划参数，将所述数据采集系统划分为多个区段，将每个区段划分为多个子区，子区的设置方法是，将每个子区内第一个数据采集器中四芯电缆前接口及选断开关模块置为断开，将每个子区内最后一个数据采集器中四芯电缆后接口及选断开关模块置为断开，将每个子区内所有数据采集器的其他的所述四芯电缆前接口及选断开关和所述四芯电缆后接口及选断开关均选通，即形成了所述多个子区，并使所述多个子区之间相互隔断。

5.根据权利要求1所述的输水暗涵、堤防及边坡水体渗透的电法监测预警系统，其特征在于，所述监控系统包括：数据采集规划模块、数据处理模块、动态可视化模块、数据分析模块以及信息发布模块；其中，

所述数据采集规划模块用于根据所述监测对象的工程、地形、水文、地质以及气象信息，结合探测/监测深度和探测/监测精度，得出所述数据采集规划参数；

所述数据处理模块，用于对接收到的所述多期电流和电压数据进行处理分析，得出所述监测对象每期电流和电压数据对应的电阻率数据；

所述动态可视化模块，用于根据所述多期电流和电压数据对应的多期电阻率数据进行电阻率动态成像；

所述数据分析模块，用于将每期电流和电压数据对应的电阻率成像与前几期电流和电压数据对应的电阻率成像进行比较，得出所述监测对象的水体渗透判断结果；

所述信息发布模块，用于根据所述水体渗透判断结果发布预警信息。