一种基于光纤传感的渣库基础渗漏监测定位方法，包括S1：标定光纤的温度系数；S2：开展光缆的定位实验；S3：测量光缆和特征点的空间三维坐标；S4：光纤空间三维坐标转换；S5：建立渣库渗漏监测分析信息系统，系统自动采集和分析光纤实测温度数据，同时将光纤的空间三维坐标接入系统；S6：确定分布式光纤的测量基准曲线；S7：渗漏定位。本发明专利技术提出了光纤定位实验联合测量光缆及沿程特征点空间三维坐标来实现分布式光纤长度的平面坐标准确转化为空间三维坐标的方法，实现光纤在空间上的可视化展示和光纤沿线任意处的三维坐标信息提取，解决了采用光纤长度来推算漏点位置的定位精度差，不能获取渗漏点的空间位置信息难题。能获取渗漏点的空间位置信息难题。能获取渗漏点的空间位置信息难题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤传感的渣库基础渗漏监测定位方法
[0001]本专利技术涉及岩土工程安全监测
，尤其涉及一种基于光纤传感的渣库基础渗漏监测定位方法。
技术介绍
[0002]经济社会的发展离不开煤、铝、磷、锰、锑、汞、金等矿产自然资源，但是在大规模开发利用矿产资源的同时也会伴随着产生大量的灰渣、尾矿、弃渣、第二类工业固体废物及危险废物，因此需要修建渣库来堆存上述废渣。由于上述废渣中通常含有较多的有害物质，一旦发生泄露，将造成不可逆的环境污染事件，社会负面影响极其恶劣。为此，工程中均需要对渣库设置专门的防渗系统，以确保有害物质不发生渗漏。而通过对渣库基础稳定及渗漏进行全方位的实时监测，在出现异常情况前、后能够及时预警预报，并准确定位漏点发生位置为渗漏处理提供可靠依据，是保证渣库全生命周期安全的有效技术手段。现有技术中，渗漏监测方法包括地下水检测法、化学试剂追踪法、扩散软管法、电容传感器法、化学传感电缆法、电极格栅法等。
[0003]如公告号为CN202393571U的专利公开了一种新型防渗层渗漏监控系统，监控系统包括了地下水导排监控、渗滤液收集监控、双层膜间渗漏水监控、表面径流监控及膜渗漏电极监控。可有效监测填埋场、渣场水污染状况，特别是防渗层渗漏状况。又如公开号为CN113379261A的专利申请公开一种污染场地土壤地下水污染风险管控技术方法，包括场地分析及踏勘，开展首次全场无损扫描探测识别圈定污染晕，有针对性布设土壤地下水监测点，不定期开展全场无损扫描探测，5)比对无损扫描探测结果，6)开展土壤地下水污染物自然衰减监测，依据无损扫描探测结果调整土壤地下水监测点布置和取样频次，结合多次全场无损扫描探测结果和土壤地下水监测数据，精确跟踪场地污染晕的污染程度及漂移范围。再如公告号为CN103033540A的专利公开了地下轻非水相液态污染物扩散的实时自动监测方法及系统。
[0004]现有渗漏监测方法的地下水检测法和化学试剂追踪法仅能判断是否存在渗漏的情况，无法确定渗漏的具体位置及数目；扩散软管法虽然可以确定渗漏的位置及数目，但其实际探测精度与布置的软管数量密切相关，技术水准高、费用昂贵；化学试剂追踪法的探测精度取决于投放的化学试剂的剂量，而且剂量过多还可能造成二次污染；电容传感器法需事先埋设大量电容传感器，造价较高，而且场地中地下水等因素也可能会引起局部土壤介电常数改变，对探测结果干扰较大；化学传感电缆法由于不同场地产生的渗漏液成分差异大而适用性较差；电阻率法的不足之处在于如果对土工膜缺陷进行修补后膜下土壤的电阻率并不能完全随之恢复，将会对后期缺陷探测结果造成干扰；电极格栅法需定期通电检测，系统的成本投入过高。
[0005]另外，现有方法由于传感器自身寿命有限，不可能做到工程全生命周期内均保持良好工作状态，其会随着时间推移不断损坏，导致后续无法获取有效的数据。更为不利的是现有方法均为点式监测手段，其覆盖范围不足，要提高监测定位精度，就必须按照一定的密
度布置大量的传感器或电缆，施工难度大而且极不经济。
[0006]分布式光纤监测技术是一种以光波为载体、光纤为媒质，能在整个连续的长度上感知和传输外界被测量信号的新型监测技术。分布式光纤测温系统的传感原理主要依据的是光时域反射(OTDR)原理和拉曼散射温度效应来获得光纤的沿程温度和距离。因此在发生渗漏后，通过加热光纤的温度变化能识别渗漏现象，但是利用光时域反射原理仅能得到测试点与漏点的距离，加之受光纤长度大于光缆长度、盘缆、光纤布设线路不平整等因素影响，若直接用光纤长度来推算漏点位置，不仅定位精度很差，而且不能获取渗漏点的空间位置信息。
技术实现思路
[0007]本专利技术的主要目的是提出一种基于光纤传感的渣库基础渗漏监测定位方法，为了解决分布式光纤渗漏监测技术无法准确获取漏点空间位置信息的技术难题，从而能够在渣库基础出现渗漏破坏时，实现对漏点位置的快速、准确定位，从而避免在渗漏缺陷处理时需要进行大范围的开挖施工，以节约施工成本、加快施工进度、降低施工难度。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提出一种基于光纤传感的渣库基础渗漏监测定位方法，包括如下步骤：
[0009]步骤S1：标定光纤的温度系数，建立标准温度与实测温度的关系；
[0010]步骤S2：开展光缆的定位实验，确定光缆长度L
光缆
与光纤长度L
光纤
的关系；
[0011]步骤S3：将光缆等行距U型固定在基础沟槽内后，用GPS测量光缆沿线的空间三维坐标X
光缆
、Y
光缆
、Z
光缆
，并测量光缆沿线转角部位、基础地势起伏明显部位特征点的空间三维坐标X
特征点
、Y
特征点
、Z
特征点
；与GPS测量同步的应读取分布式温度解调仪上对应光纤长度L
光纤
和光缆长度L
光缆
；
[0012]步骤S4：将步骤S3获得光纤长度L
光纤
与光缆长度L
光缆
进行换算，然后将光缆长度L
光缆
与GPS测量的光缆坐标X
光缆
、Y
光缆
、Z
光缆
和特征点坐标X
特征点
、Y
特征点
、Z
特征点
一一对应，将光纤的平面坐标转化为空间三维坐标；
[0013]步骤S5：建立渣库渗漏监测分析信息系统，采集和分析光纤实测温度数据，同时将光纤的空间三维坐标接入系统；
[0014]步骤S6：在渣库基础施工完成后，渣库开始堆渣投入使用前，按照设置的固定采集频次持续测量光纤的实测温度数据，依据步骤S1的标准温度与实测温度关系来修正实测温度，求取经修正后的实测温度的平均值来剔除随机因素的影响，并根据经修正后的实测温度的平均值建立分布式光纤的温度测量基准曲线；
[0015]步骤S7：依据光纤实测温度数据变化，将实测温度数据进行修正后与分布式光纤的温度测量基准曲线进行比对，输出渗漏点的三维坐标信息。
[0016]优选的，在步骤S1中，标准温度与实测温度的关系为：
[0017]T
标准
＝a
·
T
实测
+b，
[0018]式中a即为温度系数，b为常数。
[0019]优选的，在步骤S2中，光缆长度L
光缆
与光纤长度K
光纤
的关系为：
[0020]L
光纤
＝k
·
L
光缆
+c，
[0021]式中k即为余长系数，c为常数。
[0022]由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
[0023](1)本专利技术提出了光纤定位实验联合测量光缆及沿程特征点空间三维坐标来实现分布式光纤长度的平面坐标准确转化为空间三维坐标的方法，实现光纤在空间上的可视化展示和光纤沿线任意处的三维坐标信息提取本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感的渣库基础渗漏监测定位方法，其特征在于，包括：步骤S1：标定光纤的温度系数，建立标准温度与实测温度的关系；步骤S2：开展光缆的定位实验，确定光缆长度L
光缆
与光纤长度L
光纤
的关系；步骤S3：将光缆等行距U型固定在基础沟槽内后，用GPS测量光缆沿线的空间三维坐标X
光缆
、Y
光缆
、Z
光缆
，并测量光缆沿线转角部位、基础地势起伏明显部位特征点的空间三维坐标X
特征点
、Y
特征点
、Z
特征点
；与GPS测量同步的应读取分布式温度解调仪上对应光纤长度L
光纤
和光缆长度L
光缆
；步骤S4：将步骤S3获得光纤长度L
光纤
与光缆长度L
光缆
进行换算，然后将光缆长度L
光缆
与GPS测量的光缆坐标X
光缆
、Y
光缆
、Z
光缆
和特征点坐标X
特征点
、Y
特征点
、Z
特征点...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭浩，郭法旺，余波，毛鹏，朱宝强，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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