高科技助力 借力高密度电法仪 巡堤查险有利器

来源:科技日报 2020-07-29 10:43:42

眼下正值“七下八上”防汛关键期。来自水利部的最新数据显示,截至7月28日,长江中下游干流全线超警已持续22天,太湖超警已持续31天,淮河干流王家坝站超警已持续12天。

长时间、高水位的浸泡,增加了堤防出险的可能性,也使得巡堤查险成为当前防汛工作的重中之重。

连日来,江西省水利科学研究院建材与岩土研究所总工程师熊焕淮和同事们带着各式“秘密武器”,奔走在防汛一线,为巡堤查险提供技术支撑。他们被当地群众称为“堤坝医生”。

借力高密度电法仪 给堤坝做CT

一旦堤坝出现管涌现象,也就是俗称的“泡泉”,当务之急是赶紧找到渗漏通道的位置,进行相应的处置。

事实上,当发现堤身或堤脚周围有一个点在往外汩汩冒水时,很难准确知晓水是从哪里渗流过来的。渗漏通道可能是垂直的,也可能是有一定倾斜角度的,或者是弯曲的。如果仅凭借人力和经验来判断,圈定的渗漏范围通常比较大,难以精准定位。

有没有什么办法能够“透视”堤坝内部,快速准确地让渗漏通道显形?熊焕淮和同事们带到抢险现场的法宝就是高密度电法仪。

“采用高密度电法仪,在现场布设几十甚至上百个电极去测量堤坝内部的电阻率数据,对采集到的数据进行反演,可以了解其内部结构和含水情况,进而锁定渗漏通道范围,就像是给堤坝做CT一样,快速准确地找到‘病灶’。”熊焕淮介绍道。

据统计,7月9日以来,江西省水利科学研究院技术人员采用高密度电法探测技术,分别在鄱阳县碗子圩、畲湾联圩、西河东联圩和南昌县红旗联圩、余干县古埠联圩等地进行堤身堤基渗漏通道探测,先后发现30余处渗漏通道,为防汛部门提供了及时、准确的抢险依据。

“实践证明,采用高密度电法仪对堤坝渗漏通道进行探测,有助于增强抢险针对性,缩小处理范围,加快险情处置,节约处理成本。”熊焕淮举例道,他们在距圩堤堤脚约200米远的地方发现一处泡泉群,经高密度电法仪探测,将渗漏通道范围缩小到沿堤线15米以内,现场开挖情况也佐证了探测结果的准确性。

无人机遥感技术 助力提升巡堤效率

目前,巡堤查险工作大量依靠人力来进行。在江西省水利科学研究院信息与自动化研究所所长许小华看来,如何利用高科技手段精准识别堤防险情,减少人力巡堤的工作量和强度,提升巡堤效率,是防汛工作急需解决的技术难题之一。

“面对紧急汛情,我们和中科院地理科学与资源研究所、中国水利水电科学研究院等单位紧密合作,将科学研究和实战相结合,探索多载荷无人机遥感技术在洪涝灾害监测和巡堤查险中的应用。”许小华介绍道。

危急时刻,搭载了光学、热红外、雷达等多种类型传感器的无人机,盘旋在鄱阳湖区上空,对堤防和洪灾区域进行遥感成像,为巡堤查险、灾情研判、蓄滞洪区运用论证提供科学支撑。

无人机巡堤查险,效果怎么样?许小华介绍,在永修县九合联圩、共青联圩等地进行的多期无人机巡堤试验表明,利用热成像等技术,结合厘米级高精度可见光影像和雷达信号,无人机遥感可有效识别堤防管涌、渗漏等险情。目前还在进一步开展研究,以提高无人机遥感监测的精度。

“和人力巡查相比,无人机遥感能更为快速地获取更大范围的堤坝影像信息,发现可能存在的险情点,辅助巡堤工作,提升巡堤效率。此外,在一些地形相对复杂的区域,利用无人机来巡堤查险,可以更有效地降低巡查危险性。”许小华表示。(记者 唐 婷)

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