基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法，包括：对坝前区域进行水下地形扫测；对疑似渗漏点附近布设多组测试点；绘制布置的测试点的流速和流向随时间的变化曲线；统计出每一个测试点的最小流速、最大流速、平均流速、最小流向、最大流向、平均流向；根据统计结果，分析疑似渗漏点是否存在渗漏流速特征；对初步判断存在渗漏的疑似渗漏点进行至少一次复测。本发明专利技术的有益效果：该方法可以获取渗漏位置附近的流速和流向，更适应对大坝渗漏位置的精准定位，判断依据更准确和直观，同时也克服了传统多普勒流速计探测方法范围受限、精度不足、分辨率低、效率低下和效果不明显的问题，为渗漏位置的渗流特性提供了重要数据支撑和参考依据。撑和参考依据。撑和参考依据。

【技术实现步骤摘要】
基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法


[0001]本专利技术涉及大坝检测
，具体涉及一种基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法。

技术介绍

[0002]渗漏是水利工程中常见的一种缺陷，渗漏会随着时间越来越严重，进而导致水库大坝发生变形甚至溃坝。水工建筑物防渗是基本的需求，主要的防渗体系包括挡水建筑物、坝基、大坝两岸、地下建筑物。水库大坝的渗漏探测就是找出上述防渗体系中渗漏通道的具体位置，根据各种检测方法的特点分别需要在水体中检测、坝体或岸坡检测，有时需要采用钻孔方式等。
[0003]目前，堤坝的渗漏探测技术大致可以分为以下三类：
①
人工拉网式巡视、水下摄像和水下探摸的方法；
②
采用钻孔和探槽法的进行开挖验证的方法；
③
采用地球物理探测方法，常见的包括自然电场法、高密度电阻率法、探地雷达、瞬变电磁法、瑞雷面波法、CT技术、同位素示踪法、温度场探测技术、激发极化法、可控音频大地电磁测深法、浅层地震波法以及流场拟合法探测技术等。其中，人工拉网式巡视和开挖法成本高效率低，地球物理探测为间接方法，解析时存在多解问题等不确定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供克服上述
技术介绍
中存在的问题，提出基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法，该方法基于扰动产生的微弱流场对大坝渗漏的直接检测。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法，包括如下步骤：
[0006](1)采用多波束探测方法对坝前区域进行水下地形扫测，获取坝前区域的水下地形信息后进行分析，找出可能存在渗漏情况的疑似渗漏点；
[0007](2)对疑似渗漏点附近一定范围内按空间分布规律布设多组测试点，采用单点海流计按一定的时间单位进行单点流速测试，获取单点流速和流向信息；
[0008](3)绘制每一个疑似渗漏点附近布置的测试点的流速和流向随时间的变化曲线，同时记录测试点与疑似渗漏点的距离；
[0009](4)根据单点流速测试结果，统计出每一个测试点的最小流速、最大流速、平均流速、最小流向、最大流向、平均流向，根据现场边界条件估算出综合流速；
[0010](5)根据统计结果，分析疑似渗漏点是否存在渗漏流速特征，如果存在则初步判断该疑似渗漏点存在渗漏；
[0011](6)对初步判断存在渗漏的疑似渗漏点进行至少一次复测，每次复测较前一次缩小范围，最后根据流速的矢量场定位到渗漏位置。
[0012]作为优选，所述步骤(1)中，疑似渗漏点的特征包括塌陷、变形、开裂。
[0013]作为优选，所述步骤(2)中，在进行单点流速测试时，数据采集间隔小于或等于
10s，测试点间距为0～0.2m，在进行空间流速变化测试时，测试点距离间隔0.2～0.5cm。
[0014]作为优选，所述步骤(5)中，所述渗漏流速特征为：若流速相对较大，流速随距离增大有明显的变小趋势，则初步推测周边可能存在渗漏的水流场；若流速相对较小，且其流速变化与距离远近关系并不明显，则初步推测周边不存在渗漏的水流场。
[0015]作为优选，所述步骤(6)中，存在渗漏的疑似渗漏点，其水流场中会出现异常流场，异常流场的特征是流速的矢量场指向渗漏位置，且渗漏位置的渗漏中心点的流向是向心和向下的，流场中不同相对高度的流速随时间和距渗漏中心点的位置不同而逐渐变化。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法，是在水流场扰动产生的微弱流场基础提出一种大坝渗漏的直接检测方法，与常规应用地球物理探测方法通过获取物性特征间接推测渗漏情况不同，该方法可以直接获取渗漏位置附近的流速和流向，更适应对大坝渗漏位置的精准定位，判断依据更准确和直观，同时也克服了传统多普勒流速计探测方法范围受限、精度不足、分辨率低、效率低下和效果不明显的问题，为大坝渗漏探测提供了一种崭新思路，为渗漏位置的渗流特性提供了重要数据支撑和参考依据。
附图说明
[0017]图1是本专利技术针对单点海流计测量限制范围示意图。
[0018]图2渗漏点附近低、中、高速流场模拟图。
[0019]图3是本专利技术流向数值与角度的换算关系。
[0020]图4某大坝检测现场情况示意图。
[0021]图5是实施案例中多波束扫描的水电站坝前铺盖平台三维地形图。
[0022]图6是实施案例中海流计检测点布置情况示意图。
[0023]图7是实施案例中A渗漏点流速和流向随时间的变化关系曲线。
[0024]图8是实施案例中A渗漏点封缝后流速和流向随时间的变化关系曲线。
具体实施方式
[0025]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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提供一种基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法，包括如下步骤：
[0027](1)采用多波束探测方法对坝前区域进行水下地形扫测，获取坝前区域的水下地形信息后进行分析，找出可能存在渗漏情况的疑似渗漏点；疑似渗漏点的特征一般是出现局部出现塌陷、变形、开裂等异常现象；
[0028](2)对疑似渗漏点附近一定范围内按空间分布规律尽可能多的布设多组测试点，每组测点尽量按垂直向或水平向分布；每个测试点采用单点海流计按一定的时间单位进行单点流速测试，获取单点流速和流向信息；在进行点流速测试时，数据采集间隔不应大于10s，最佳测试点间距为0～0.2m，在进行空间流速变化测试时，距离间隔0.2～0.5cm为宜；也可以根据流速大小和现场实际情况调整空间距离；
[0029](3)绘制每一个疑似渗漏点附近布置的测试点的流速和流向随时间的变化曲线，同时记录测试点与疑似渗漏点的距离；
[0030](4)根据单点流速测试结果，统计出每一个测试点的最小流速、最大流速、平均流速、最小流向、最大流向、平均流向，根据现场边界条件估算出综合流速；
[0031](5)根据统计结果，分析疑似渗漏点是否存在渗漏流速特征，所述渗漏流速特征为：若流速相对较大，流速随距离增大有明显的变小趋势，则初步推测周边可能存在渗漏的水流场，初步判断该疑似渗漏点存在渗漏；若流速相对较小，且其流速变化与距离远近关系并不明显，则初步推测周边不存在渗漏的水流场，初步判断该疑似渗漏点不存在渗漏；
[0032](6)存在渗漏的疑似渗漏点，其水流场中会出现异常流场，异常流场的特征是流速的矢量场指向渗漏位置，且渗漏位置的渗漏中心点的流向是向心和向下的，流场中不同相对高度的流速随时间和距渗漏中心点的位置不同而逐渐变化。根据流速的矢量场指向，对初步判断存在渗漏的疑似渗漏点进行至少一次复测，每次复测较前一次缩小范围，最后根据流速的矢量场定位到渗漏位置。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用多波束探测方法对坝前区域进行水下地形扫测，获取坝前区域的水下地形信息后进行分析，找出可能存在渗漏情况的疑似渗漏点；(2)对疑似渗漏点附近一定范围内按空间分布规律布设多组测试点，采用单点海流计按一定的时间单位进行单点流速测试，获取单点流速和流向信息；(3)绘制每一个疑似渗漏点附近布置的测试点的流速和流向随时间的变化曲线，同时记录测试点与疑似渗漏点的距离；(4)根据单点流速测试结果，统计出每一个测试点的最小流速、最大流速、平均流速、最小流向、最大流向、平均流向，根据现场边界条件估算出综合流速；(5)根据统计结果，分析疑似渗漏点是否存在渗漏流速特征，如果存在则初步判断该疑似渗漏点存在渗漏；(6)对初步判断存在渗漏的疑似渗漏点进行至少一次复测，每次复测较前一次缩小范围，最后根据流速的矢量场定位到渗漏位置。2.如权利要求1所述的基于水流场扰动的大坝渗漏定位检测方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：程武伟，郑硕，吕骥，吴文超，占晓明，刘强，薛阳，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：