一种土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统及方法与流程

本发明涉及地球物理监测，特别涉及一种土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统及方法。

背景技术：

1、土石坝是我国最常见的坝型，许多大坝在加固后坝顶或坝坡会浇筑混凝土路面，以满足交通管理和防汛抢险的需求。混凝土路面覆盖了坝体内部，当坝体出现渗漏或浸润线上升时，传统人工巡查和埋入式传感器难以实现全域、连续、动态监测。

2、当前，电阻率法被广泛用于渗流监测，例如通过在坝体内部布设电极并采用电法测量来获取坝体电阻率分布，从而推断渗漏位置和水分含量。某些方案利用定向钻孔和多通道采集系统，可以在不同时间多点并行测量电阻率，实现较为精准的坝体内部渗流监测。

3、然而，现有技术在坝顶硬化的情况下布设电极具有破坏性，施工复杂且维护困难；同时，监测数据主要用于定性分析，难以实现对坝体饱和度的定量评价。限制了对大坝渗流状态的全时空、连续监控和智能预警的能力。

技术实现思路

1、为了解决现有技术在坝顶硬化的情况下布设电极具有破坏性，施工复杂且维护困难；同时，监测数据主要用于定性分析，难以实现对坝体饱和度的定量评价。限制了对大坝渗流状态的全时空、连续监控和智能预警的能力的技术问题，本发明提供了一种土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统及方法。

2、本发明实施例提供的技术方案如下：

3、本发明实施例提供的第一方面提供的一种土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，包括：监测电极单元、电缆线单元、玻璃板单元以及时移电阻率监测单元；

4、监测电极单元以微创方式布设于土石坝坝顶或坝坡的排水沟内，电缆线单元与监测电极单元连接，玻璃板单元覆盖在排水沟的顶部，时移电阻率监测单元与电缆线单元连接；

5、监测电极单元用于感知坝体填土的电位变化或电信号；

6、电缆线单元用于汇聚各个电阻率数据，并传输至时移电阻率监测单元；

7、玻璃板单元用于保护监测电极单元和电缆线单元；

8、时移电阻率监测单元用于通过并行电法和am法，对电阻率数据进行连续采集、处理以及分析；根据分析结果，结合基准状态，通过评价坝体饱和度变化，实现渗流状态的监测与预警。

9、本发明实施例的第二方面提供的一种土石坝混凝土路面微创电阻率监测方法，包括：

10、s1：启动土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统；

11、s2：通过时移电阻率监测单元，按照预设时间间隔，采集不同库水位条件下坝顶测线的电阻率数据；

12、s3：基于电阻率数据，通过云监测平台，确定基准状态下的电阻率；

13、s4：根据电阻率，计算电阻率比值；

14、s5：基于电阻率比值，判断坝体饱和度的变化趋势，并确定渗流状态。

15、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

16、在本发明中，通过在坝顶或坝坡排水沟内以微创方式布设监测电极，避免了对混凝土路面的破坏，施工快捷且便于维护；同时，利用时移电阻率监测单元结合云监测平台对电极信号进行连续采集、处理和分析，并通过基准状态计算坝体饱和度，实现了对坝体渗流状态的定量评价，从而能够进行全时空、连续监控并支持智能预警，大大提升了大坝渗流安全监测的精度和可靠性。

1.一种土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，包括：监测电极单元、电缆线单元、玻璃板单元以及时移电阻率监测单元；

2.根据权利要求1所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，所述监测电极单元具体包括：铜电极、浅槽、小孔、黏土、土工布以及混凝土；

3.根据权利要求1所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，所述电缆线单元具体包括：多芯主电缆、单芯分支电缆线、电缆卡扣以及航空插头；

4.根据权利要求1所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，所述玻璃板单元具体包括：钢化玻璃；

5.根据权利要求4所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，所述钢化玻璃周边包覆铝合金边框。

6.根据权利要求1所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，所述时移电阻率监测单元具体包括：多通道并行电法采集主机、供电装置、无线通信装置以及云监测平台；

7.根据权利要求6所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，所述云监测平台内置饱和度定量评价算法；

8.一种土石坝混凝土路面微创电阻率监测方法，应用于权利要求1至7中任一项所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测方法，其特征在于，所述s3具体包括：

10.根据权利要求8所述的土石坝混凝土路面微创电阻率监测方法，其特征在于，所述s5具体为：