一种拖曳式堤坝隐患探测方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种拖曳式堤坝隐患探测方法、系统及介质；所述系统包括：信号接收装置、信号处理设备、发射信号前端装置以及发射天线阵列；所述信号接收装置置于待测堤坝上，所述信号处理设备以及所述信号前端装置置于停留在所述待测堤坝所在水域的测量船上；所述发射天线阵列漂浮于所述水域的水面上；其中，所述信号接收装置与所述信号处理设备之间通过电缆连接；所述发射天线阵列与所述发射信号前端装置之间通过电缆连接，且所述发射天线阵列随所述测量船运动而进行拖曳式移动。阵列随所述测量船运动而进行拖曳式移动。阵列随所述测量船运动而进行拖曳式移动。

【技术实现步骤摘要】
一种拖曳式堤坝隐患探测方法、系统及介质


[0001]本专利技术实施例涉及水利工程的地球物理探测
，尤其涉及一种拖曳式堤坝隐患探测方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]随着国家水利水电工程等重大基础工程建设快速的发展，我国水库堤坝的数量已在处于全球领先位置，但是由于建设时期的久远、建造时代所采用的原料和工具以及工艺水平有限，很多堤坝水库存在着裂缝、土体松散、软弱夹层、蚁洞等重大隐患，从而形成为病险堤坝水库；并且当前大部分的病险堤坝水库都位于我国的山区农村地带，受管理监控条件以及自然环境等因素加重，极易突发管涌、滑坡、甚至溃堤等重大险情。因此及时地探测堤坝隐患成为防洪工程中的重点工作。
[0003]目前，常规的堤坝隐患探测方案大都在陆地进行，主要的常用方案包括有高密度电阻率法、借助地质雷达测量法和瞬变电磁法。其中，高密度电阻率法的应用范围受到纵向分辨率的极大制约，更适用于埋深较浅、洞径较大的堤坝隐患，存在检测成本高、探测结果不全面，以及会对坝体本身造成一定程度的损坏的问题；地质雷达测量装置的体积庞大，笨重操作不方便，并且由于雷达所发射的电磁波频率越高，电磁波在地下介质中衰减越厉害，从而造成探测距离越小、分辨率越低的问题，此外受地面金属体、电线等其他物体的干扰，地质雷达的测量结果存在多解性和目标体方向不确定性的缺陷，关于测量所得到的图像数据处理和地质解释需要进一步改善；瞬变电磁法近年来在堤坝隐患探测方面应用广泛，但是，由于堤坝中的隐患结构细小，常规的瞬变电磁法在勘探深度和分辨率上存在一定的矛盾，很难满足探测要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种拖曳式堤坝隐患探测方法、系统及介质；能够简化工作流程，降低施工难度，提高探测效率；并且通过改变水中发射天线的阵列参数，能够增大发射场源强度，提高勘探深度和勘探精度，实现对堤坝隐患快速、无损的精细探测。
[0005]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种拖曳式堤坝隐患探测系统，所述系统包括：信号接收装置、信号处理设备、发射信号前端装置以及发射天线阵列；所述信号接收装置置于待测堤坝上，所述信号处理设备以及所述信号前端装置置于停留在所述待测堤坝所在水域的测量船上；所述发射天线阵列漂浮于所述水域的水面上；其中，
[0007]所述信号接收装置与所述信号处理设备之间通过电缆连接；所述发射天线阵列与所述发射信号前端装置之间通过电缆连接，且所述发射天线阵列随所述测量船运动而进行拖曳式移动。
[0008]第二方面，本专利技术实施例提供了一种拖曳式堤坝隐患探测方法，所述方法应用于
第一方面所述的拖曳式堤坝隐患探测系统，所述方法包括：
[0009]将发射信号前端装置与发射天线阵列上电后，基于测量需求，通过发射信号前端装置设定发射信号的发射参数，并将符合所述设定发射参数的发射信号传输至发射天线阵列以产生交变电场向外辐射；
[0010]信号接收装置基于发射信号所产生的同步控制信号采集辐射回波，并传输至信号处理设备；
[0011]通过信号处理设备基于所述辐射回波进行信号处理，并形成用于表征待测堤坝隐患的图像数据。
[0012]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有拖曳式堤坝隐患探测程序，所述拖曳式堤坝隐患探测程序被至少一个处理器执行时实现第二方面所述拖曳式堤坝隐患探测方法的步骤。
[0013]本专利技术实施例提供了一种拖曳式堤坝隐患探测方法、系统及介质；由于将用于向外辐射信号的发射天线阵列置于水面上，且能够随着测量船运动而进行拖曳式移动，从而可以灵活地布设发射信号为之，并且探测过程中不会对坝体本身产生任何影响和损害，实现对堤坝进行快速无损的精细探测。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种拖曳式堤坝隐患探测系统组成示意图；
[0015]图2为本专利技术实施例提供的发射信号前端装置组成示意图；
[0016]图3为本专利技术实施例提供的漂浮支架的组成示意图；
[0017]图4为本专利技术实施例提供的边框悬浮杆的结构示意图；
[0018]图5为本专利技术实施例提供的内部支架悬浮杆的结构示意图；
[0019]图6为本专利技术实施例提供的天线柱结构示意图；
[0020]图7为本专利技术实施例提供的一种拖曳式堤坝隐患探测方法流程示意图；
[0021]图8为本专利技术实施例提供的一种双管涌通道模型示意图；
[0022]图9为常规方案的模拟仿真结果示意图；
[0023]图10为采用本专利技术实施例技术方案的模拟仿真结果示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0025]参见图1，能够适用本专利技术实施例技术方案的场景示意，在本专利技术实施例中，待测堤坝(如图1中交叉线填充所示)所在水域的水面上停留有一艘测量船，为了实现对待测堤坝的隐患快速、无损的精细探测，如图1所示，本专利技术实施例提供了一种应用于图1所示场景示意的一种拖曳式堤坝隐患探测系统1，该系统1包括：信号接收装置11、信号处理设备12、发射信号前端装置13以及发射天线阵列14；所述信号接收装置11置于待测堤坝上，所述信号处理设备12以及所述发射信号前端装置13置于停留在所述待测堤坝所在水域的测量船上；所述发射天线阵列14漂浮于所述水域的水面上；其中，
[0026]所述信号接收装置11与所述信号处理设备12之间通过电缆15连接；所述发射天线
阵列14与所述发射信号前端装置13之间通过电缆15连接，且所述发射天线阵列随所述测量船运动而进行拖曳式移动。
[0027]针对上述图1所示的系统1，需要说明的是，由于将用于向外辐射信号的发射天线阵列14置于水面上，且能够随着测量船运动而进行拖曳式移动，从而可以灵活地布设发射信号为之，并且探测过程中不会对坝体本身产生任何影响和损害，实现对堤坝进行快速无损的精细探测。
[0028]对于图1中所示的系统1，在一些可能的实现方式中，所述发射信号前端装置13用于为发射天线阵列14提供向外辐射的激励信号，具体来说，参见图2所示，发射信号前端装置13包括：波形发生器131、电流放大器132和同步检测模块133；其中，
[0029]所述波形发生器131，经配置为产生满足测量需求的占空比的原始激励信号；
[0030]所述电流放大器132，经配置为按照所述测量需求放大所述原始激励信号以供所述发射天线阵列14向外辐射；
[0031]所述同步检测模块133，经配置为检测所述原始激励信号，并产生用于接收同步的同步控制信号。
[0032]对于上述实现方式，波形发生器131能够按照测量需求产生不同形式的激励信号，比如方波信号等，并且可以调节激励信号的占空比；波形发生器131所产生的原始激励信号经过电流放大器132进行整流放大，产生强电流信号，从而使得发射天线阵列14在向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拖曳式堤坝隐患探测系统，其特征在于，所述系统包括：信号接收装置、信号处理设备、发射信号前端装置以及发射天线阵列；所述信号接收装置置于待测堤坝上，所述信号处理设备以及所述信号前端装置置于停留在所述待测堤坝所在水域的测量船上；所述发射天线阵列漂浮于所述水域的水面上；其中，所述信号接收装置与所述信号处理设备之间通过电缆连接；所述发射天线阵列与所述发射信号前端装置之间通过电缆连接，且所述发射天线阵列随所述测量船运动而进行拖曳式移动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射信号前端装置包括：波形发生器、电流放大器和同步检测模块；其中，所述波形发生器，经配置为产生满足测量需求的占空比的原始激励信号；所述电流放大器，经配置为按照所述测量需求放大所述原始激励信号以供所述发射天线阵列向外辐射；所述同步检测模块，经配置为检测所述原始激励信号，并产生用于接收同步的同步控制信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射天线阵列置于漂浮在所述水域水面的漂浮支架上；所述漂浮支架包括能够延伸加长的边框悬浮杆和内部支架悬浮杆、以及能使所述漂浮支架悬浮在水面的气囊；其中，所述边框悬浮杆形成所述漂浮支架的框体，所述内部支架悬浮杆设置在所述框体内；所述气囊绑定于所述边框悬浮杆；所述边框悬浮杆和所述内部支架悬浮杆为空心，且腔内布设有为所述发射天线阵列提供电力的电源线；所述边框悬浮杆上间隔均匀且相互交错垂直布设有设定数量的防水接头，其中，沿水平方向的防水接头用于组合安装所述内部支架悬浮杆，每个沿垂直方向的防水接头连接有组成所述发射天线阵列中的天线柱。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述内部支架悬浮杆上均匀布设有沿垂直方向的防水接头，用于连接有组成所述发射天线阵列中的天线柱以形成加密发射阵列。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述漂浮支架还包括直线连接器和直角弯连接器；其中，所述直线连接器能够连接多根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙乃泉，戚志鹏，林志军，邢涛，
申请(专利权)人：山东省交通规划设计院集团有限公司北京探创资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：