高密度電阻率法在堤防滲漏探測中的應用

時義龍 江博君

（1.安徽品名水利水電工程設計有限公司 合肥 230031 2.淮河水利委員會治淮檔案館蚌埠 233001）

1 工程概況

蘇北灌溉總渠西起洪澤湖高良澗閘，東至扁擔港口入黃海，全長168km。工程于1951年11月開工，1952年5月竣工。自投入運用以來，蘇北灌溉總渠在灌溉、防洪以及排澇、航運等方面都發(fā)揮了十分顯著的效益。

蘇北灌溉總渠右堤從高良澗至六垛南閘，總長161.373km。其中洪澤縣（區(qū)）境內(nèi)起于高良澗閘，止于張馬洞，長約19.875km。高良澗閘（0+000）至硯臺船閘（2+450）約2.45km 位于城區(qū)段， 2+000～2+645 屬于硯臺船閘管理范圍，2+645～19+875 為非城區(qū)段。

蘇北灌溉總渠右堤為1 級堤防，關系到淮河泄洪、流域灌溉排澇及南水北調(diào)，地位十分重要。為確保堤防安全穩(wěn)定，保證洪水下泄通道暢通，提高堤防管護水平，完善堤防管理體系，洪澤區(qū)計劃對境內(nèi)19.875km 灌溉總渠右堤進行除險加固，本次探測主要為城區(qū)段滲漏點探測。

2 探測工作原理

2.1 高密度電阻率法探測原理

高密度電阻率法探測原理是根據(jù)被測目標體的電流和電位差在被測目標體長度及深度方向上的變化差異，對特征體進行判斷與解釋。用該法在堤防上相同位置剖面采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)后傳入計算機，利用配套的處理軟件進行后處理加工，在計算機上進行濾波和反演計算處理后，從而得到被測目標體的電性在長度與深度方向上的變化情況分布圖。高密度電阻率法探測原理示意圖見圖1。

圖1 高密度電阻率法探測原理示意圖

2.2 高密度電法在堤防滲漏探測中的應用

堤防填土的電阻率與土料性質(zhì)、土料含水率等因素有關，當?shù)躺砘虻袒嬖跐B漏水時，電阻率會顯著降低且表現(xiàn)為低阻異常區(qū)。根據(jù)高密度電阻率法的探測原理以及被探測目標體的物理特性，使用高密度電阻率法測試堤防滲漏是切實可行的。

3 現(xiàn)場測試與測試儀器

3.1 測試儀器及參數(shù)

儀器設備采用DUK-2B 型號的高密度電阻率法儀。供電采用180V 直流電瓶，測試最大分辨率可達到0.001mV。高密度電阻率法儀采集數(shù)據(jù)精度高（誤差小于1%），具有數(shù)據(jù)測試穩(wěn)定、測試數(shù)據(jù)質(zhì)量高等特點。測試系統(tǒng)采用的溫納裝置。

3.2 現(xiàn)場測線布置

本次在已出現(xiàn)滲漏點的位置及其左右側(cè)堤防布置測線，測線布置在堤肩位置。共布置3 條測線，具體測線布置見表1。

表1 高密度電法測線布置表

4 測試成果及分析

4.1 測試處理方法

數(shù)據(jù)處理分析及反演計算采用與高密度電阻率法配套的Geogiga Rtmo 軟件，為選擇最優(yōu)的處理過程及處理參數(shù)，在每一個重要的處理操作執(zhí)行前，均選擇具一定代表性的數(shù)據(jù)進行預加工處理。為保證采用的數(shù)據(jù)處理方法及參數(shù)的準確，在數(shù)據(jù)處理分析中，完成一個數(shù)據(jù)處理過程，立刻檢查數(shù)據(jù)處理文件及中間過程成果，只有前一步的處理效果達到最佳，方可進行下一步數(shù)據(jù)處理。

4.2 測試成果及分析

對現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)進行反演計算處理后，得到蘇北灌區(qū)堤防滲漏點電阻率圖像，具體見圖2～圖4。

圖2 0+766～0+711 高密度測試成果圖

圖3 0+736～0+681 高密度測試成果圖

圖4 0+641～0+586 高密度測試成果圖

根據(jù)實測的電阻率成果圖：

（1）由于車輛碾壓等因素， 0～3m 深度土層較密實，且位于地下水位以上，表現(xiàn)為高電阻，視電阻率為20～40Ω ?m；深度3～6m 主要為粉質(zhì)粘土層，表現(xiàn)為低電阻，視電阻率為5～13Ω ?m；深度6m以下為重粉質(zhì)砂壤土，視電阻率為13～20Ω ?m。

（2）根據(jù)現(xiàn)場檢查，0+700 處存在滲漏現(xiàn)象。根據(jù)0+736～0+681 段測試成果，具體見圖3，該段電阻率圖像顯示0～3m 為高電阻，3～6m 為低電阻，6m 以下為高電阻，其中0+700 深度6m 處存在電阻率突變，且表現(xiàn)為低電阻，符合滲漏通道位于地下水位以下表現(xiàn)局部低電阻的規(guī)律。圖2 和圖4 深度6m 以下表現(xiàn)為相對較高的電阻率，且水平方向變化較均勻，未發(fā)生低電阻率的突變。

5 結(jié)語

通過高密度電阻率法在蘇北灌區(qū)右堤城區(qū)段堤防滲漏測試中的應用，較好地反映了堤身和堤基電阻率的分布狀態(tài)，證明了該方法在堤防滲漏測試中是切實可靠的。

（1）采用高密度電阻率法對蘇北灌溉總渠右堤城區(qū)段堤防滲漏點進行了測試，圈定了堤防滲漏水平和垂直范圍，為堤防后續(xù)增設防滲處理措施提供了科學的支撐。

（2）通過對蘇北灌溉總渠右堤城區(qū)段堤防滲漏點進行高密度電阻率法測試，表明了高密度電阻率法具有無損、工作效率高的優(yōu)點，該方法對堤防滲漏范圍測試成果與現(xiàn)場檢查結(jié)果相一致。

本項目使用的高密度電阻率法可以有效地圈定堤防滲漏，與工程實際檢查相吻合，表明高密度電阻率法在堤防滲漏探測中應用是切實可靠的，可在類似的滲漏探測工作中推廣應用