坝体泄漏巡检必要性

堤坝渗漏是指大坝或堤防结构中的水分或水流通过裂缝、孔洞或其他渗透通道渗入或渗出的现象。而管涌是一种特殊类型的渗流现象,它发生在大坝或堤防的基础部分,通常是由于土体中的细小颗粒通过渗透作用被水流带出,形成管状通道,导致水流绕过坝体而直接从基础中流出,这可能会对大坝的稳定性造成严重影响。

堤防点多、面广、线长,全国34万公里以上江河堤防, 95%以上为土质堤防,达标率仅70%。9.8万多座水库大坝,6.9万多座出现过病险。渗漏病险也是最为高发、频发。

堤坝是防御洪涝灾害的重要屏障,汛期堤坝渗漏快速排查是切断堤坝溃决灾害链,落实“抓早抓细抓实灾害防御”的重要技术手段。

行业痛点

巡堤查险主要依靠人工巡堤:拉网式排查,采用眼看、耳听、脚踩、手摸判别。痛点:人力耗费大,查险压力大;覆盖面不足,效率低。

无人机+技术基础

无人机携带的高清摄像头、热像仪或其他传感器对堤坝进行远程监测,以发现可能存在的裂缝、孔洞或其他类型的渗漏点。

“无人机+”技术正处于各领域研究的蓬勃期,为水利工程巡检提供了有力的武器。优点:覆盖范围广、监控区域设置自由、工作效率高、机动性较强。

(1) 可见光:拍摄鸟瞰图,迅速获取全域图像;抵近人员难达部位,进行细部拍摄。

(2) 红外热成像:获取温度场云图,直观显示温度异常点。

基于堤坝渗漏为“内水外渗”的本质特征,提出了异常温度范围测量基准、渗漏点判定准则、现场航检方法,研发了红外热像仪+识别模型的无人机航检系统。实现堤坝表面湿斑直径≥10cm早期渗漏点高效精准识别。

重点堤防段进行航检巡查,使用无人机同步拍摄可见光和热红外影像 ,快速识别堤防病害,研判堤防风险,为汛期抢险和除险加固提供了重要数据支撑。

渗漏点判定准则,通过可见光+红外融合标定,发现背水坡(表面有植被覆盖)穿堤建筑物旁仍有一处渗漏点,经现场复勘,找到该处渗漏点,位置与渗漏范围与遥测图像显示吻合。

巡检流程

对比不同飞行高度、巡检时段的巡查效果,以及现场工况下航检平台作业和数据采集的稳定性,提出航检作业流程和出险点定位方法,指导巡检工程使用。

技术升级

1.航检图谱

通过试验及仿真数据,分析渗水险情特征,形成渗漏病害航检图谱库。将实测航检图像依照本图谱库“按图索骥”,无需进行复杂的分析便能够准确判别渗漏病害。

2.渗漏图谱管理

进一步开发堤坝渗漏红外图像解译系统(可见光+红外热成像+渗漏仿真)

3.基于温度等值线梯度辨识渗漏严重程度,进行渗漏程度分级。