水库大坝渗漏地球物理检测技术方法及进展分析

水库大坝渗漏地球物理检测技术方法及
进展分析
摘要：在水利工程中水库大坝在其中占据着至关重要的位置，是我国国民经
济发展的重要保障之一。

可是在实际运用的阶段中其渗透问题层出不穷，甚至还
会出现溃坝的情况发生，所以针对这一问题就需要针对水库大坝实施常态化的检
测和预报，减少其问题的发生率。

和以往所运用的钻探方式进行对比的话，地球
物理检测技术方法的检测效率更为的显著。

基于此，本文针对水库大坝渗漏地球
物理检测技术方法及进展作出简要分析，希望可以为我国相关的企业提供有利的
帮助。

关键词：大坝渗漏检测；电磁法；弹性波法；进展
水库大坝是一个极为关键的水利工程，是我国国民经济稳定发展的重要保障
之一。

目前，可以将水库大坝分为两大类，分别为混凝土坝以及土石坝，在两者
中混凝土坝包含有拱坝、支墩坝，以及重力坝三种水利大坝；在土石坝中包含有，石坝、土坝，以及土石混合坝等等。

根据实践调研表明出，我国百分之九十五的
水库大坝均为土石坝，都是运用土石等材料，通过碾压、抛填等方式进行建筑起
来的。

因为我国多数的水库大坝都是在二十世纪五十年代到七十年代所建筑的，
由于当时的施工技术过于落后，多数大坝都存在有填筑不密实的问题，就是因为
这部分问题的存在，导致其在运用的阶段中极易出现渗透甚至是溃坝的现象，使
我国国民经济发展受到了极为严重地影响。

一、水库渗漏勘察地球物理方法
（一）高密度电阻率法
高密度电阻率法的工作原理与其他常见的电阻率法一致，都是根据布置高密
度观测点，工作装置达成密点矩阵列电极布设。

在野外进行检测的时候，将测线
电极一次性设置，之后运用设备中的程控电极转换开关与微机工程电测仪针对信
息实施自动化收集工作，通过该方式进行检测工作可以使供电与采样密度得到显
著提升，使其判断能力以及工作质量得到大幅度增加，能够实施地断面二维成像，能够使地下载体的电性变化状况直观的展现在相关工作人员眼中，从而使地质判
断的准确性得到显著提升[1]。

在实际针对水库大坝的泄漏问题实施检测的过程中，因为坝体的各个深度其含水量不一致，使其中电阻率会按照一定的规律进行分布，其中关键就展现在坝体上部分的水分含量较低，电阻率也就会逐渐增高，在其下
部分由于水分含量较高，那么电阻率也就会逐渐降低。

在水库大坝发生多样性的
泄漏时，因为水的原因，使其出现泄漏位置的电阻率相较没有泄漏的位置较低，
所以，在实际进行检测的过程中，就可以通过水库大坝的电阻率剖面图，来针对
其泄漏大小实施分析，从而针对其问题实施科学有效地处理[2]。

（二）并行电法
所谓并行电法其实就是在高密度电法中延伸出的一种新型检测技术。

以往的
多个高密度电法收集技术中具有分布式电法仪以及集中式电法仪，每一次进行检
测的过程中最高可以分布出四个电极点开展相关的工作，其中分别有两个电极供电，另外两个检测，在正式采集信息的阶段中，被称之为串行信息收集。

然而设
置的多余电极没有任何的作用，不但会使检测的时间大大延长，同时还会使电极
的运用率受到极为严重地影响。

因为，为了使多余电极的运用效率得到充分提升，并使检测效率得到有效增强，所以研发出并行检测方式，这样的话在实际进行信
息采集工作的过程中，全部的电极都可以被运用到采集过程中，从而使电极的运
用效率得到了极为高效的提升，除此之外，运用该方式开展工作，还可以对一次
采集的数据进行任意装置的数据提取，这种同时采集多个电位数据的电法系统为
并行电法系统[3]。

（三）瞬变电磁法
瞬变电磁法还被称之为时间域瞬变电磁测深法，该检测方式主要通过电磁感
应进行检测工作，具体来讲就是通过载体的电磁差异作为工作的根本，根据不接
地回线以及接地电极向地下发射一次脉冲磁场，让地下低阻载体出现感应旋涡，
从构建出二次磁场，之后在针对二次磁场进行科学全面地分析，这样话就可以找
出水库大坝中的泄漏位置，之后在对其具体情况实施有效地解决措施。

位于全面
的角度来讲，瞬变电磁法最为适合被运用在水库大坝的深部泄漏检测工作中，其
检测的深度的可以延伸至大坝深度几十米处，可是该方式也具有另一项特点，那
就是在较浅的位置中无法准确进行检测[4]。

（四）自然电位法
地下水在岩土中流过时将带走部分阳离子，于是上游就会留下多余的负电荷，而下游有多余的正电荷，破坏了正负电荷的平衡，形成了极化。

这种结果将使沿
水流方向形成电位差，在电法勘探中称之为过滤电场。

自然电位法就是通过测试
过滤电场的电位，确定地下水流向及渗漏通道的位置
（五）伪随机流场法
伪随机流场法是中国工程院何继善院士为探测堤坝管涌渗漏入水口而提出的
一种特殊的电法勘探方法。

在正常流速场基础上，出现了由于渗漏造成的异常流
速场，异常流速场的重要特征是水流速度矢量指向管涌渗漏的入水口。

理论分析
表明：在一定条件下，异常流速场满足的数学物理方程及边界条件与稳定电流场
满足的数学物理方程及边界条件相同。

二、渗漏测试技术发展认识与思考
因为在实际针对水库大坝泄漏进行检测的过程中，每一种方式的工作原理、
适用位置都具有较大的差异性，并且每一种方式在实际进行检测的过程中由于水
库大坝的实际情况不同那么所运用的方式也就会存在一定的差异，所以，在实际
进行检测的过程中要针对水库大坝的实际情况进行详细的分析，选用最为适合的
方式开展检测工作，从而使检测效果得到充分地保障。

若是在一定的特殊情况，
还可以各个方式结合在一起共同进行检测，从而使检测的准确性得到的极为高效
的提升。

自现阶段水库大坝的检测现状来看，目前所具备的地球物理检测技术方
法在其中占据着至关重要的位置[5]。

（一）方法现状
在实际针对水库大坝泄漏问题实施检测工作时，最为常用的方式就是电磁检
测方式。

因为在水库大坝出现泄漏问题时，会有大量的水分结合在其中，所以运
用电磁检测法可以更为直观的针对其实施检测工作。

该类方式主要都是运用大坝
载体中不同的电性，针对出现问题的位置实施判断，从而获取到准确的泄漏位置
以及泄漏的实际情况。

可是在运用该类方式针对大坝的孔隙率、水分含量等等进
行校测的过程中其准确性以及实用性相对较差。

与此同时，电磁检测为体积检测，其分辨能有待提升。

物探方法只能定性地确定大坝内的电性分布情况，间接反映
大坝内部的填筑情况，由于水库渗漏探查技术要求高，通常可以利用一到两种方
法相综合，利用不同属性参数共同评判，可以提高对异常位置判断的准确率。

（二）技术发展思考
现阶段我国大部分的水库大坝均为土石坝，再加上建筑时间过长，安全隐患
逐渐增加，迫切需要全方位的检测。

位于技术层面来讲的话需要重视以下几种：
第一，半定量化评价范式。

现阶段运用探测剖面中物性参数针对异常情况实施检测，若是运用相对低阻异常区作为渗漏区判断标准，其阈值还需进一步试验与讨论；可将同一区域一定范围内的同类型物探方法的成果进行汇总，总结出物探参
数和土体参数之间的相关关系，作为一个地区数据解释的参考。

第二，发挥综合
物探功能，多参数综合评价指标需得到应用。

因为各个位置的地质条件各不相同，各个坝体所运用的填筑材料、填筑的密实度、含水率也具有较大的差异，由于这
部分因素的影响，导致个体的物探参数评价指标出现较大的差异，在成果解释阶
段中会出现一定程度的事物，因此运用多个检测方式共同开展检测工作极为具有
必要性[6]。

结束语：
综上所述，水库大坝是一个极为关键的水利工程，是我国国民经济稳定发展
的重要保障之一。

可是在实际运用的阶段中其渗透问题层出不容，甚至还会出现
溃坝的情况发生，所以针对这一问题就需要针对水库大坝实施常态化的检测和预报，减少其问题的发生率。

在实际进行检测的过程中就需要把地球物理检测技术
方法充分地结合在其中，运用其准确、便捷等优势针对水库大坝中的隐患实施全
面的检测，从而使其更为的稳定，进而使我国国民经济发展更为的持续。

参考文献：
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