[发明专利]暴雨强风条件下挡水工程漏洞精准检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种暴雨强风条件下挡水工程漏洞精准检测系统，挡水工程包括挡水结构、水下检测面、水体、入渗点和出逸点，水体中可能存在入渗点的区域被划定为待检测区域，检测系统包括供电系统、三维电极网和信号接收处理系统，供电系统包括供电设备、位于水体中的正极和位于出逸点的负极，供电设备通过正极和负极为水体中的待检测区域供电；三维电极网设置于待检测区域的水下检测面上；信号接收处理系统用于接收与处理三维电极网采集的电信号，绘制待检测区域电场强度信号平面分布图。本发明通过三维电极网采集电场信号，克服了现有检测方法单点单向检测费时费力，暴雨强风天气检测存在安全隐患、定位不准以及检测精度不高等缺陷。

技术领域

本发明涉及对堤防、水坝、围堰和渠道等挡水工程漏洞检测的技术领域，尤其是指一种暴雨强风条件下挡水工程漏洞精准检测系统及方法。

背景技术

堤防、水坝、围堰、渠道是常见的挡水建筑物，其通常起到蓄水、导水或输水作用。挡水结构有水的一侧为临水侧，防止水进入或无水的一侧为背水侧。汛期常存在暴雨强风天气，是堤坝堰渠等挡水工程渗漏破坏的高发时期，渗漏会造成水资源的极大浪费。已有研究表明，汛期管涌破坏是堤坝堰渠等挡水工程破坏的主要形式。

挡水结构发生渗漏后，防止其进一步渗漏破坏的重点在于找到入渗点并进行封堵。电流场与渗流场具有相似性，在为待检测区域提供电场环境的前提下，当无漏洞时，检测区域电场无异常或突变点，当存在漏洞入渗点时，入渗点处电流密度明显变大，电场信号会发生明显异常或突变，通过检测电场信号的突变点能够定位入渗点。然而，汛期常伴有暴雨、强风等恶劣天气，已有现有技术如ZL99115417.7和CN201910608490.6均为利用船只搭载人员和采集仪进行检测，存在严重的人员安全隐患，同时其需要沿事先划定的检测线逐点进行检测，这种单点检测的方法费时费力、检测效率较低，在汛期这种时间紧急的情况下，极有可能贻误应急抢险时机，并且暴雨、强风等恶劣条件下船只位置难以稳定，导致检测定位精度更加难以保障。而且入渗点处电场为三维分布状态，仅进行单一方向电场信号检测可能会导致检测结果不准确，开展二维或三维电场信号检测更加有利于漏洞的精准定位。从电场分布原理上分析，地形对电场分布具有较大影响，以往检测仅注重竖向检测或忽略地形影响的三维检测，检测精度难以保障。根据以往开展检测的经验，检测点距离检测面的距离亦是影响检测精度的重要因素，以往检测方法难以保障检测点和检测面距离保持一致，进一步影响了检测精度。

因此，迫切需要提供一种能够在暴雨强风条件下进行挡水建筑物漏洞精准检测的系统。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术存在的问题，提出一种暴雨强风条件下挡水工程漏洞精准检测系统及方法，用以解决现有检测系统在暴雨强风环境中存在严重安全隐患、检测效率低下且检测精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种暴雨强风条件下挡水工程漏洞精准检测系统，所述挡水工程的结构包括挡水结构、水下检测面、水体、入渗点和出逸点，其中所述水体中预设待检测区域，检测系统包括：

供电系统，其包括供电设备、位于水体中的正极和位于出逸点的负极，供电设备通过正极和负极为水体中的待检测区域供电；

三维电极网，其设置于所述待检测区域的水下检测面上，所述三维电极网用于同时采集水下检测面处x方向、y方向以及z方向的电场强度信号；

以及信号接收处理系统，其连接所述三维电极网，所述信号接收处理系统用于接收与处理三维电极网采集的电信号，并绘制待检测区域电场沿x方向、y方向、z方向的电场强度信号平面分布图；

其中，所述三维电极网包括：

二维电极网，其用于采集电信号；

支撑杆，其为绝缘介质，所述支撑杆设置于两层二维电极网之间；

双头螺栓，其用于固定二维电极网和支撑杆。