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高科技技術(shù)助力 巡堤查險(xiǎn)有利器

2020-07-29 15:12:42    來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

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(chēng)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(chēng)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?chē)幸粋€(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(mén)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(kāi)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(lèi)型傳感器的無(wú)人機(jī),盤(pán)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(jiàn)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(kāi)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。

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