基于被动红外热成像的土石堤坝渗漏探测试验研究

周仁练，苏怀智，刘明凯，徐 朗，华倩宇

（1.河海大学 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210098；2.河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098）

1 研究背景

截至2018年底，全国已建成各类水库大坝98 822 座，5 级及以上堤防总里程长达31.2 万km［1］，其中绝大部分为土石材质［2］。近年来台风强降雨等极端天气频现，加之工程质量受建设时期技术水平的限制以及后期运管维护的综合影响［3-4］，我国土石堤坝渗漏病害至今较为严重［5］。如2020年汛期，仅长江中下游堤防就出现漏洞、管涌、滑坡等渗漏险情多达4335 处［6］。渗漏险情若不能被及时发现并得到有效处置，极可能导致溃坝决堤，造成难以估量的损失［7］。

土石堤坝渗漏具有时空随机性、隐蔽性、初始量级细微等特点，渗漏从开始出险到堤坝破坏之间的时间往往相当有限，及时发现、准确识别渗漏位置是保障土石堤坝安全的关键［8-10］。传统以量水堰和测压管为主的渗漏监测手段［11］，存在点式监测覆盖面小的缺陷，易遗漏渗漏隐患。国内外学者基于渗漏隐患区含水率较大而呈现出的理化性质差异，围绕土石堤坝渗漏间接诊断开展了广泛而深入的研究，极大提升了土石堤坝渗漏病害辨识和处置能力。瞬变电磁法［12-14］利用不同含水率的介质对快速变化的磁场将产生不同涡流强度，且含水率越大，产生的涡流场越强等特点推算土体含水情况，对堤坝内部一定深度的渗漏隐患具有较强探测能力。探地雷达法［15-16］基于高频电磁波理论，通过分析发射和接收的波形特征，从而推定渗漏隐患的空间位置和几何形态。……