高科技助力 巡堤查險(xiǎn)有利器 借力高密度電法儀 給堤壩做CT

眼下正值“七下八上”防汛關(guān)鍵期。來(lái)自水利部的最新數(shù)據(jù)顯示，截至7月28日，長(zhǎng)江中下游干流全線超警已持續(xù)22天，太湖超警已持續(xù)31天，淮河干流王家壩站超警已持續(xù)12天。

長(zhǎng)時(shí)間、高水位的浸泡，增加了堤防出險(xiǎn)的可能性，也使得巡堤查險(xiǎn)成為當(dāng)前防汛工作的重中之重。

連日來(lái)，江西省水利科學(xué)研究院建材與巖土研究所總工程師熊煥淮和同事們帶著各式“秘密武器”，奔走在防汛一線，為巡堤查險(xiǎn)提供技術(shù)支撐。他們被當(dāng)?shù)厝罕姺Q為“堤壩醫(yī)生”。

借力高密度電法儀 給堤壩做CT

一旦堤壩出現(xiàn)管涌現(xiàn)象，也就是俗稱的“泡泉”，當(dāng)務(wù)之急是趕緊找到滲漏通道的位置，進(jìn)行相應(yīng)的處置。

事實(shí)上，當(dāng)發(fā)現(xiàn)堤身或堤腳周圍有一個(gè)點(diǎn)在往外汩汩冒水時(shí)，很難準(zhǔn)確知曉水是從哪里滲流過(guò)來(lái)的。滲漏通道可能是垂直的，也可能是有一定傾斜角度的，或者是彎曲的。如果僅憑借人力和經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，圈定的滲漏范圍通常比較大，難以精準(zhǔn)定位。

有沒(méi)有什么辦法能夠“透視”堤壩內(nèi)部，快速準(zhǔn)確地讓滲漏通道顯形?熊煥淮和同事們帶到搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)的法寶就是高密度電法儀。

“采用高密度電法儀，在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)幾十甚至上百個(gè)電極去測(cè)量堤壩內(nèi)部的電阻率數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，可以了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和含水情況，進(jìn)而鎖定滲漏通道范圍，就像是給堤壩做CT一樣，快速準(zhǔn)確地找到‘病灶’。”熊煥淮介紹道。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，7月9日以來(lái)，江西省水利科學(xué)研究院技術(shù)人員采用高密度電法探測(cè)技術(shù)，分別在鄱陽(yáng)縣碗子圩、畬灣聯(lián)圩、西河?xùn)|聯(lián)圩和南昌縣紅旗聯(lián)圩、余干縣古埠聯(lián)圩等地進(jìn)行堤身堤基滲漏通道探測(cè)，先后發(fā)現(xiàn)30余處滲漏通道，為防汛部門提供了及時(shí)、準(zhǔn)確的搶險(xiǎn)依據(jù)。

“實(shí)踐證明，采用高密度電法儀對(duì)堤壩滲漏通道進(jìn)行探測(cè)，有助于增強(qiáng)搶險(xiǎn)針對(duì)性，縮小處理范圍，加快險(xiǎn)情處置，節(jié)約處理成本。”熊煥淮舉例道，他們?cè)诰噗椎痰棠_約200米遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)一處泡泉群，經(jīng)高密度電法儀探測(cè)，將滲漏通道范圍縮小到沿堤線15米以內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)開挖情況也佐證了探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù) 助力提升巡堤效率

目前，巡堤查險(xiǎn)工作大量依靠人力來(lái)進(jìn)行。在江西省水利科學(xué)研究院信息與自動(dòng)化研究所所長(zhǎng)許小華看來(lái)，如何利用高科技手段精準(zhǔn)識(shí)別堤防險(xiǎn)情，減少人力巡堤的工作量和強(qiáng)度，提升巡堤效率，是防汛工作急需解決的技術(shù)難題之一。

“面對(duì)緊急汛情，我們和中科院地理科學(xué)與資源研究所、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院等單位緊密合作，將科學(xué)研究和實(shí)戰(zhàn)相結(jié)合，探索多載荷無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)和巡堤查險(xiǎn)中的應(yīng)用。”許小華介紹道。

危急時(shí)刻，搭載了光學(xué)、熱紅外、雷達(dá)等多種類型傳感器的無(wú)人機(jī)，盤旋在鄱陽(yáng)湖區(qū)上空，對(duì)堤防和洪災(zāi)區(qū)域進(jìn)行遙感成像，為巡堤查險(xiǎn)、災(zāi)情研判、蓄滯洪區(qū)運(yùn)用論證提供科學(xué)支撐。

無(wú)人機(jī)巡堤查險(xiǎn)，效果怎么樣?許小華介紹，在永修縣九合聯(lián)圩、共青聯(lián)圩等地進(jìn)行的多期無(wú)人機(jī)巡堤試驗(yàn)表明，利用熱成像等技術(shù)，結(jié)合厘米級(jí)高精度可見光影像和雷達(dá)信號(hào)，無(wú)人機(jī)遙感可有效識(shí)別堤防管涌、滲漏等險(xiǎn)情。目前還在進(jìn)一步開展研究，以提高無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)的精度。

“和人力巡查相比，無(wú)人機(jī)遙感能更為快速地獲取更大范圍的堤壩影像信息，發(fā)現(xiàn)可能存在的險(xiǎn)情點(diǎn)，輔助巡堤工作，提升巡堤效率。此外，在一些地形相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，利用無(wú)人機(jī)來(lái)巡堤查險(xiǎn)，可以更有效地降低巡查危險(xiǎn)性。”許小華表示。