[发明专利]一种用于堤坝动态监测的电法观测方法

摘要

本发明公布了一种用于堤坝动态监测的电法观测系统及方法，本系统包括远程数据管理平台、现场数据管理平台、电法监测数据采集器、电法供电电极和测量电极、电法信号传输导线；本方法利用电法监测数据采集器通过布设在堤坝的电法供电电极、测量电极和信号传输导线，采用一字形三维电法监测方法，定时动态监测堤坝的电法监测数据，分析堤坝不同时期的电法监测数据变化规律，提取与堤坝安全有关的信息，从而实现堤坝安全的长期动态监测；本方法的特点在于通过动态获取堤坝的电法监测数据，间接识别堤坝内部的变化情况，能实现堤坝安全监测的无损化、长期化、动态化，且可预见性强，监测成本低。

主权项

1.一种用于堤坝动态监测的电法观测方法，其特征在于：该方法采用了堤坝动态监测的电法观测系统；该堤坝动态监测的电法观测系统包括远程数据管理平台、现场数据管理平台、电法监测数据采集器、电法供电电极和测量电极、电法信号传输导线；电法供电电极、测量电极和电法信号传输导线按照一字形三维电法监测方法安装在堤坝上及周边；电法监测数据采集器长期按照一定时间间隔获取堤坝的电法监测数据；电法监测数据采集器通过局域网把所获取的电法监测数据上传到现场数据管理平台，现场数据管理平台连接有显示屏和报警装置；现场数据管理平台通过网络把所获取的所有电法监测数据上传远程数据管理平台；该方法包括以下步骤：1)电法监测数据采集器长期按照一定时间间隔记录安装在堤坝上及周边按照一字形三维电法监测方法布置的电法供电电极、测量电极和电法信号传输导线的电法监测数据并上传到现场数据管理平台；2)现场数据管理平台对比以前和当前的电法监测数据，实时监测堤坝的电场分布变化情况，通过监测数据对比，监测电场分布情况，并通过显示屏和警示灯给予警示；3)现场数据管理平台通过网络把所获取的所有电法监测数据上传远程数据管理平台；4)远程数据管理平台对所有的电法监测数据进行精细处理和解译后，对堤坝的安全状况进行精细判断；其中一字形三维电法监测方法的具体步骤如下：a)平行于堤坝走向设定一字形三维电法监测的X方向，垂直于堤坝走向设定一字形三维电法监测的Y方向，其中X方向与Y方向相互垂直，且均为水平方向；b)根据堤坝监测要求，确定堤坝的X方向与Y方向的长度，并确定堤坝X方向测量点间距c和Y方向测量点间距d的数值，从而确定堤坝网格参数a和b的数值；c)基于堤坝特征、周边地形地貌起伏特征，采用一字形三维电法监测供电点网格坐标(x,y)和实际相对坐标(XC,YC)计算规则，确定一字形三维电法监测所有供电点网格坐标(xC,yC)和实际相对坐标(XC,YC)，并布置供电点；d)基于堤坝周边的地形地貌起伏特征，整个堤坝内按照勘探要求及X方向测量点间距c、Y方向测量点间距d、网格参数a和b的数值，确定一字形三维电法监测所有测量点网格坐标(xP,yP)和实际相对坐标(XP,YP)，布置完整的三维电法监测测量点；e)采用电法监测数据采集器给选定的一字形三维电法监测的每个供电点分别供电，对整个堤坝内的一字形三维电法监测测量点进行电法监测数据采集，获取到每个供电点供电时堤坝所有测量点的一字形三维电法监测数据；f)把所有电法监测数据整合为一字形三维电法监测数据，进行一字形三维电法监测数据处理，获取整个堤坝的一字形三维电法监测成果，从而实现整个堤坝的一字形三维电法监测；其中步骤b)中堤坝网格参数a和b的数值的确定规则如下：设堤坝X方向长L米，Y方向宽M米，堤坝内X方向测量点间距为c米，Y方向测量点间距为d米，以整个堤坝的中心点为原点，则整个堤坝X方向和Y方向的网格参数a和b计算过程如下：其中步骤c)中的一字形三维电法监测供电点网格坐标(x,y)和实际相对坐标(XC,YC)计算规则是：设该堤坝的网格左下角坐标为(‑a,‑b)，右上角坐标为(a,b)，则一字形三维电法监测供电点位置的网格坐标(xC,yC)设置为：(xC,yC)＝(x,0)；|x|≤2a      (2)，其中公式(2)中的x、a均为整数；根据以上规则，得出以整个堤坝的中心点为原点，一字形三维电法监测供电点位置的实际相对坐标(XC,YC)公式如下：(XC,YC)＝(x×c,y×d)＝(x×c,0)      (3)，其中公式(3)中的x、y为公式(2)的计算结果；其中步骤d)中的一字形三维电法监测所有测量点网格坐标(xP,yP)和实际相对坐标(XP,YP)确定规则如下：设该堤坝的网格左下角坐标为(‑a,‑b)，右上角坐标为(a,b)，则一字形三维电法监测测量点位置的网格坐标(xP,yP)设置为：(xP,yP)＝(x,y)；|x|≤a,|y|≤b      (4)，其中公式(4)中的x、y、a、b均为整数；根据以上规则，得出以整个堤坝的中心点为原点，一字形三维电法监测测量点位置的实际相对坐标((XP,YP))公式如下：(XC,YC)＝(x×c,y×d) |x|≤a,|y|≤b     (5)，其中公式(5)中的x、y为公式(4)的计算结果。