工程勘察在沿江城市防汛工作中的应用探索(2)
2.3 自然电场法
自然电场法是利用天然稳流电场进行地质勘查的一种物探方法。堤坝内部的岩石颗粒与周围溶液间存在双电层,其中靠近岩石颗粒的一侧带负电,靠近溶液的一侧带正电,整个系统呈电性平衡状态。在堤坝出现渗漏隐患后,水流沿坝体内部空隙形成狭窄运移通道,溶液中的正离子被水流带走,电性平衡被打破,产生极化并于通道内形成电位差,对这种电动效应引起的过滤电场进行识别,将正电位作为水流起点、负电位作为水流终点,据此推断堤坝内部流水走向。但是此次勘察由于迎水面水位过高,剖面难以布置,只在背水面进行了单线布置,垂直堤坝的流水走向无法推断,但可以发现连续单一剖面的电位梯度存在明显起伏,对比巡查过程中发现的渗漏隐患点,可以推断出后期可能会发生渗漏的位置。
除上述三种方法外,还采用了地质雷达法,综合对比分析之后发现,不同方法的侧重点不同,各有优缺。
地质雷达法的最大特点是速度快,对渗漏点的快速识别能够减少巡查过程中的人力投入,对堤坝层序的快速划分能够识别坝体破碎带和空洞,但是汛期堤坝受高水位长期浸泡,电阻率通常低于100 Ω·m,探测深度受限。自然电场法能够查找堤坝内部的渗漏通道,推断堤坝迎水面的进水口,对精准选择位置铺设防浪布具有参考作用。
天然面波法能够较快识别堤坝内部的含水分布情况、划定薄弱带,对提高巡查的针对性有参考价值,但是对于浅部的堤坝内部结构区分度不高。
高密度电法能够通过调整点距和装置,较为精准地区分坝体内部结构和含水分布情况,但也存在受施工条件制约因素较多、抗干扰能力弱的缺点。
3 结语
实践表明,在防汛的特定时期,对隐患堤坝进行地球物理勘探,方法技术可行、成果资料具有参考价值,有利于防汛工作在应急救援时科学高效调配人力物资,为抗洪抢险提供更为精准的靶区。同时,也为后期的水利修缮工作提供科学决策依据,真正做到防患于未然。地球物理勘探作为工程勘察的一种方法,在防汛工作中起到的参考价值是相对静态的,而汛情受降雨和上游洪峰影响,存在较大不确定性,实现实时动态监测和数据的科学推演需要使用工程勘察的另一方种法,即地理信息系统(GIS)。
综上,将成熟的方法技术应用到防汛工作的事前、事中、事后,建立起“以巡查定勘查靶区,以勘查定防汛”重点的“防汛+勘察”模式具有重要的研究意义和实践价值。
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文章来源:《工程勘察》 网址: http://www.gckczz.cn/qikandaodu/2021/0629/620.html
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