移动式堤防全断面安全监测与预警系统关键技术研究

摘要

黄河下游堤防隐患探测技术从原始的锥探到目前电法仪器为主的探测经历了由原始到现代，由定性到定量，由落后到先进的发展过程，隐患探测技术的发展凝结了治黄工作者的智慧和创造力。
　　 本论文通过一系列的野外试验、调研、理论分析、数值模拟等方法，提出了堤防隐患电测资料甄别模式，建立典型堤防隐患与探测结果的对应关系，确定了适用于堤防隐患监测的高密度电阻率层析成像法的装置形式，装置系数、布设方法、成像方法和监测数据处理方法，提出了监测系统方案。还针对堤防工作实际情况，在高密度电阻率层析成像监测系统的基础上，提出了堤防健康档案的工作思路、建立方法和工作注意事项。
　　 现场模拟操作方式不当并探测实际数据，其中包括电极插入地面深度不一致、电极与电缆接触不良、电极布设距离不准等情况，整理堤防电测资料，分析其失真原因，最终提出堤防隐患电测资料甄别模式。
　　 采用保角变换方法，把复杂的堤防隐患探测问题转化为简单的二维模型求解问题，建立堤防内部裂缝模型，管涌模型，穿堤管道模型，以及堤防基底模型，求解电流密度曲线，电流密度曲线反映视电阻率曲线的变化特征，从而建立典型堤防隐患与探测结果的对应关系，为资料解释提供数据支撑。
　　 监测设备布设方案的确定和优化主要通过理论计算和数值模拟计算完成，其中数值模拟计算工作采用有限元软件ANSYS进行，进行了大量算例的计算和分析。
　　 监测系统的工作方式有固定型等三种工作模式，布设方式以保证测线沿堤防直线布设为主要原则，并对如何进行数据质量控制进行了介绍。
　　 监测工作方式与传统探测工作方式的一个重要区别就是探测成果的反演方式不同，本论文介绍了时间序列处理方法的基本理论、时间约束的类型和特点、反演测量和反演结果显示模式的特点，并利用理论计算和数值模拟计算的成果进行了数据处理的实例分析，并在此基础上总结了监测数据的解释方法。
　　 研究成果证明，基于高密度电阻率层析成像的监测系统的监测效果要明显优于传统的探测工作方式。基于时间序列的数据处理方法能够有效去除堤防外形对探测高阻体的不良效果，处理成果能够突出有效异常，压制不随时间变化的干扰因素，提高相对异常幅度，能够有效的提高定量解释效果。基于高密度电阻率层析成像的监测系统具有监测效果好，布设方便，成本低廉等优点，是适合堤防监测的技术手段。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章　绪　论

第2章 电测资料甄别模式研究

第3章 电测资料解释模式研究

第4章 高密度电阻率层析成像技术和时移电法技术

第5章 监测设备布设方案的确定和优化

第6章 堤防隐患的动态监测技术

第7章 堤防健康档案建立方法

第8章 结论与建议

攻读学位期间发表的学术论文及参加的项目实践

致　　谢

参考文献