地下水阻隔工程渗漏的动态实时监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地下水阻隔工程渗漏的动态实时监测方法及系统，该方法包括：设置一监控系统及与其连接的数据采集单元，每一监控节点包括温湿度法传感模块、电导率传感模块和电渗法传感模块，三个传感模块在电极控制模块的控制下相互分时交替、独立运行；使所述的监控系统，分别控制在被监控地下水阻隔工程工作面上、并且相互连接的多个监控节点采集数据、接收数据，再分别通过温湿度变动率法、电导率法和电渗法分析、处理各监控节点的数据，判断是否发生渗漏、各节点传感阵列采集的数据是否正常，并精准定位出渗漏点或者采集数据异常的传感阵列，实现对地下水阻隔工程渗漏的长期、动态、实时化的无人监测、预警和报警，并且自动排除误报。排除误报。排除误报。

【技术实现步骤摘要】
地下水阻隔工程渗漏的动态实时监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及监测
，具体涉及一种地下水阻隔工程渗漏的动态实时监测方法及系统。

技术介绍

[0002]当前地下水阻隔工程技术应用广泛，其在地下水保护或地下水安全使用领域发挥着重大作用。如何及时、准确地查明地下水阻隔工程是否存在渗漏，采取必要有效的解决措施，避免产生环境风险或者安全生产事故，是一个急需解决的问题。常见的渗漏检测方法主要包括抽水测渗法、声波测渗法、电测渗法和光纤测渗法。抽水测渗法检测周期长、精度不高，不能确定具体渗漏位置。声波法耗费人力物力较大。电测渗法是通过检测通电渗水影响的电场变化或渗水影响的钢筋混凝土电磁学物理量变化等以判断地下连续墙渗漏的地球物理勘探方法，分别包括电渗法和电阻率法，应用较广。
[0003]现有技术中，中国专利技术申请号201510549031.7的文献，公开了一种垂直防渗膜的渗漏检测系统及方法（即电渗法），该系统包括电势采集装置和渗漏监控装置，电势采集装置和渗漏监控装置电连接；电势采集装置，用于采集垂直防渗膜表面的电势；渗漏监控装置，用于根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水阻隔工程渗漏的动态实时监测方法，其特征在于，其包括如下步骤：设置一监控系统及与其连接的数据采集单元，该监控系统包括至少一数据处理单元，该数据采集单元包括传感阵列、电极控制模块和数据采集传输模块，所述的传感阵列由分布式设置在地下水阻隔工程的工作面上的多个监控节点组成，每一监控节点有一个阵列电极固定位，每一监控节点包括温湿度法传感模块、电导率法传感模块和电渗法传感模块，三个传感模块在电极控制模块的控制下相互分时交替、独立运行；所述的传感阵列、电极控制模块和数据采集传输模块，共用电源线、信号线；使所述的监控系统，分别控制在被监控地下水阻隔工程工作面上、并且相互连接的多个监控节点采集数据，然后接收数据，并且分别通过温湿度变动率法、电导率法和电渗法分析、处理各监控节点的数据，判断各监控节点是否发生渗漏、各节点传感阵列采集的数据是否正常，并精准定位出渗漏点或者采集数据异常的传感阵列，实现对地下水阻隔工程渗漏的长期、动态、实时化的无人监测、预警和报警，并且自动排除误报。2.根据权利要求1所述的地下水阻隔工程渗漏的动态实时监测方法，其特征在于，数据采集单元的传感阵列、电极控制模块和数据采集传输模块相互协同工作；所述的温湿度法传感模块包括探头型温湿度变送器，所述的电导率法传感模块包括电导阵列电极，所述的电渗法传感模块包括电渗阵列电极；每一监控节点的探头型温湿度变送器、电导阵列电极与电渗阵列电极，均设置在同一阵列电极固定位上，与电极控制模块和数据采集传输模块连接，并且在监控系统、电极控制模块的控制下相互配合、基于四种工作模式实施对工作面的无人、自动、实时监测和误报排除：A模式：常态监测模式监控系统通过电极控制模块控制温湿度法传感模块阵列保持工作状态、根据预设的工作参数采集并上传各监控节点的温湿度数据，电导阵列电极和电渗阵列电极保持待机状态；当温湿度法传感器模块阵列感知的任一监控节点的数据变化率达到设定的阈值时，触发监控系统，控制各监控节点转换为B交叉校验与初步定位预警模式；B模式：交叉校验与初步定位、预警模式监控系统通过电极控制模块控制温湿度变送器和电导阵列电极分时通电、交替进入工作状态，分别向监控系统发送传感数据，监控系统分别基于温湿度变动率法和电导率法分析所采集的数据，比较设置在被监控地下水阻隔工程工作面不同监控节点上的温湿度变动与电导阵列电极传感的电阻率变动的一致性，如果二者一致，则可以初步判定存在监控节点渗漏，触发监控系统控制各监控节点转换为C交叉校验与精确定位、报警模式；如果二者不一致，则触发D交叉定位排除故障模式，排查存在传感数据错误的温湿度变送器或电导阵列电极； C模式：交叉校验与精确定位、报警模式监控系统通过电极控制模块控制电导阵列电极和电渗阵列电极分时通电、交替进入工作状态，分别向监控系统发送传感数据，监控系统分别基于电导率法和电渗法分析所采集的数据，比较设置在被监控地下水阻隔工程工作面相同与不同监控节点上的初步判定存在渗漏的各个监控节点的电导率变动与电势率变动的一致性，如果其中一个或者多个监控节点的电导率变动与电势率变动一致，则可以判定该监控节点存在渗漏，并且触发监控系统
向管理人员发出该渗漏监控节点的坐标与报警信息； 如果没有任何监控节点的电导率变动与电势率变动相一致，则触发D交叉定位排除故障模式，排查存在传感数据错误的电导阵列电极或电渗阵列电极；D模式：交叉定位排除故障模式监控系统通过电极控制模块，分别控制温湿度变送器、电导阵列电极和电渗阵列电极分时通电、交替进入工作状态，使控制温湿度变送器、电导阵列电极和电渗阵列电极分别向监控系统发送传感数据，监控系统分别对于疑似出现异常数据的监控节点的温湿度变送器、电导阵列电极和电渗阵列电极进行交叉对比，并且排查和定位出具体监控节点的温湿度变送器、电导阵列电极和电渗阵列电极中的故障传感器，然后对其校准；校准后再次控制温湿度变送器、电导阵列电极和电渗阵列电极分时通电、交替进入工作状态，控制该监控节点的温湿度变送器、电导阵列电极和电渗阵列电极分别向监控系统发送传感数据，判断校准后该监控节点的传感器发出的数据是否恢复正常，如恢复正常则自动排除故障、该监控节点恢复A模式运行，如仍然不正常则监控系统自动剔除该监控节点的故障传感器采集的数据，并向管理人员发出故障信息，人工排除该监控节点的传感器的故障后再恢复A模式运行，以排除误报。3.根据权利要求1或2所述的地下水阻隔工程渗漏的动态实时监测方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：设置一监控系统，其包括至少一数据处理单元；设置至少一数据采集单元，该数据采集单元包括传感阵列、电极控制模块和数据采集传输模块，传感阵列由分布式设置在地下水阻隔工程的工作面上的多个监控节点组成，每一监控节点有一个阵列电极固定位，每一监控节点包括温湿度法传感模块、电导率法传感模块和电渗法传感模块，三个传感模块在电极控制模块的控制下相互分时交替、独立运行；所述的传感阵列、电极控制模块和数据采集传输模块，共用电源线、信号线；S2：常态A模式运行由监控系统控制各监控节点按照常态监测A模式运行，监控系统控制电极控制模块，分别控制所述各监控节点的温湿度法传感阵列的通电、断电状态，由通电工作的温湿度法传感模块进行数据采集，并将采集到的数据通过数据采集传输模块，发送给监控系统；监控系统控制各监控节点按照A模式运行过程中，对温湿度法传感模块采集的数据进行处理、分析，其数据处理单元根据内置的分析程序及报警程序，依次对所接收的工作面上的多个监控节点所采集的温湿度传感数据，进行原位比较和相邻比较，仅对温湿度传感数据进行比较，如未有任何监控节点的温湿度数据出现异常，则保持A模式运行，仅使传感阵列中的温湿度传感模块保持持续工作状态、持续采集数据，电导率法传感模块和电渗法传感模块待机；S3：转换为B模式运行在运行A模式的过程中，如有任一监控节点的温湿度数据出现异常、达到温湿度法设定的预警参数，则进入B模式进行交叉校验与初步定位、预警，交替验证温湿度法传感模块和电导率法传感模块的工作状态，初步对疑似发送渗漏或者故障的监控节点进行定位和预警：交替触发传感阵列中的温湿度法传感模块和电导率法传感模块交替进入持续工作状
态、对全部监控节点进行数据采集，并分别将采用温湿度法和电导率法对采集到的温湿度数据和电导率数据，发送给数据处理单元进行交叉校验、分析、判断，如有对任意监控节点的数据能同时达到预先设定的温湿度法和电导率法报警参数，则对全部监控节点进行比较、分析，初步定位和预警疑似发生渗漏的全部监控节点、发出预警信息，同时触发控制系统转换为C模式运行；如没有对任意监控节点的数据能同时达到预先设定的温湿度法和电导率法报警参数，则对全部监控节点进行比较、分析，初步定位和预警疑似发生故障的全部监控节点，触发控制系统转换为D模式运行，排查出发生故障的监控节点，由管理人员排除故障；S4：转换为C模式运行监控系统控制各监控节点按照B模式运行过程中，对于初步定位和预警疑似发生渗漏的全部监控节点，进行二次交叉校验和精准定位：控制系统交替触发传感阵列中的电导率法传感模块和电渗法传感模块进入持续工作状态、对全部监控节点进行数据采集，并分别将采用电导率法和电渗法对采集到的电导率值和电势值信号数据，发送给数据处理单元进行交叉校验、分析、判断，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许榕发，林颖，汤送雄，庄僖，杜东伟，马艳，郑晶，于云江，
申请(专利权)人：生态环境部华南环境科学研究所生态环境部生态环境应急研究所，
类型：发明
国别省市：