CN114236621A - 一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及堤防安全技术领域，尤其涉及一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，由探地雷达法、瞬变电磁法和磁共振技术法组成，其中，对于浅层的堤身隐患，利用探地雷达法可以有直接的图像反应；对于深部隐患，采用了瞬变电磁法进行详查；对于堤防隐患中最容易造成溃堤的渗漏、管涌，采用磁共振技术法（MRS法）对地下水进行直接有效的探测。瞬变电磁法中探测到的各地层电阻率数据可直接作为磁共振技术反演的参数，使其结果更加具有唯一性。结合探地雷达法、瞬变电磁法和磁共振技术，可精准定位堤防深部和浅部隐患、渗漏、管涌等含水区位置，从而对堤防隐患可以进行及时有效的治理。

Description

一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法

技术领域

本发明涉及堤防安全技术领域，尤其涉及一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，更具体的说，是由探地雷达成像技术，瞬变电磁法和磁共振技术法组成的综合物探法。

背景技术

堤防险情探测是河道治理及保障河道沿线人民生命及财产安全的一个重要环节，堤防险情探测的方法主要有：探地雷达成像技术，高密度电阻率法，面波法，瞬变电磁法，高密度电阻法，自然电场法，核磁共振技术等。

目前，堤防险情探测大多采用的是单一的物探方法或基于已有方法的原理设计相应仪器或者对已有的仪器进行改进。但是大量的工程案例表明，单一的物探方法不能够精准，快速，高效地探测出堤防的隐患情况。故需要多种物探方法联合使用，进行相互间的验证，以确保探测结果的精确，高效，唯一；且不少物探方法由于在探测时候需要将电极设备等插入堤身从而对堤身造成一定的损坏，因此无损探测研究对于堤防险情防控和治理具有重要意义。

探地雷达成像技术能较为高效精确地识别堤坝体内部如孔洞裂缝，脱空区，不密实层等隐患缺陷，并能掌握缺陷体的水平位置，类型，深度等空间分布特征。但是其探测深度较浅，且地下介质的复杂性和多样性，影响了地质雷达图像解译的准确性。

瞬变电磁法定位准确，探测深度大，不受地形影响，可以观测到地质构造展布和堤身地层层序划分情况，但是对浅部不均匀的异常物体反应不够明显。

磁共振技术虽然具备直接探测渗漏水且能区分岩层低电阻率区异常的优势，可定量获得分层含水量，孔隙率，渗透系数等多种参数，但受制于探测原理的限制，应用该方法探测时，易受周边电磁场环境，噪声等环境影响，且其二维/三维成像技术仍在研究探索阶段，获得的一维成果信息分辨率不足，单独应用很难准确判断渗漏位置。

正是基于上述原因，本发明提供了一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，以助于工作人员在能够快速高效准确的探测出堤防隐患的位置，为其灾害预防和治理提供了技术支持。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，包括如下步骤，

S1：首先对已有资料进行分析，并根据实际探测需要，在探测位置，根据距离长短等布置合适的测线，并根据探测精度要求设置测点；

S2：接着沿着测线利用探地雷达成像技术进行普查，并进行数据处理，最后对其生成的雷达谱图进行图像解译；

S3：结合生成的雷达谱图和当地地质资料基本信息，确定相关隐患的种类和位置；

S4：由于探地雷达探测深度有限，故进一步利用变电磁法进行详查，同时也针对雷达谱图中不确定的区域进行重点探测；

S5：利用顺变电磁法进行详查时，首先根据地形地质要求选择合适的布置线框，并布置测线，测线方向与预测地质体走向垂直

S6：线框接收信号并进行数据采集，将采集到的数据导入计算机，进行数据处理，包括滤波，典型坏点去处，得到探测区域的断层视电阻率图，最后根据成像结果，分析电阻率异常区域，判断隐患位置，大小及性质；

S7：以上结合探地雷达探测结果，确定洞穴、孔洞、松散体及不含水种类隐患；

S8：针对瞬变电磁法中低电阻率区域(即可能的渗漏区)采用MRS法进行磁共振全息探测；

S9：布置线圈；

S10：MRS法探测反演过程中地层电阻率初值直接通过瞬变电磁法探测结果获得，以提高MRS法的反演精度；

S11：根据反演成果，判断渗流异常区流水位，含水量，孔隙率等关键渗流诊断信息，对瞬变电磁法探测到的低电阻率区域进行校核；

S12：通过瞬变电磁法和MRS法探测结果的结合分析，确定渗漏、管涌含水区域的隐患所在；

S13：根据三种不同物探方法综合探测，相互验证的隐患位置，种类，制定合理的治理方案，为堤防安全提供保证。

步骤S2中，所述探地雷达成像技术为地质雷达通过发射天线发射高频电磁波，电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射，信号返回地面由接收天线接收并记录，通过主机的回放处理，就可以得到雷达记录的回波曲线。通过测定电磁波传播过程的时间，根据电磁波在介质中的传播速度，可以确定出不同介质的空间位置。电磁波的传播取决于介质的电性，介质的电性主要有电导率和介电常数。前者主要影响电磁波的穿透深度，在电导率适中的情况下，后者决定电磁波在该物体中传播。电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电波传播时间T，即可据式(1)算出异常介质的埋藏深度：

D＝V×T/2 (1)

式中：V是电磁波在介质中的传播速度，其大小由式(2)表示：

式中：C是电磁波在大气中的传播速度，约为3.0×10⁸m/s，ε_r为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同；地质雷达采用的探测方法一般采用剖面法，这是发射天线和接收天线以固定间隔距离沿测线同步移动的一种测量方式，当发射天线与测量天线同步沿测线移动时，就可以得到由一个个记录组成的探地雷达时间剖面图像；如利用地质雷达探测土质层的渗透区，即为根据土质层受水的影响后，其介电常数发生变化(含水量越大则介电常数的变化率也越大)，致使反射波的波形特征发生变化，从而可以通过分析雷达图像的波形特征的变化来确定堤防中隐患的位置。

步骤S5中，瞬变电磁法是利用不同接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，在一次电磁场发射间歇，用线圈或接地电极接收由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次场，通过观测二次场空间和时间的分布规律，解决有关地质问题的时间域电磁法；瞬变电磁探测系统通常主要包括发射系统、接收系统和同步系统，所述发射系统包括发电装置、发射机和发射线圈，发射线圈通常为正方形，发射机产生一定强度的电流供给发射线圈，从而在地下建立起一次场；所述接收系统由数据采集装置和感应线圈组成，主机的功能是对信号进行放大，模数转换、采样和存储；所述同步系统用于发射系统与接受系统之间的同步，接收机通过同步系统控制发射系统供电和断电的时间，保证信号的采样是在断电后一定时间延迟时刻开始，可通过GPS天线进行同步；最终根据得到的电阻率断面图来判断隐患的位置和性质，当裂缝无水分充填时，其导电率相比周围介质偏低，电阻率也就偏高；相反，当裂缝有水分充填时，其导电率就比周围介质偏高，电阻率也就偏低。

步骤S8中，探测的MRS信号来自于地下水分子，可以确保探测信号及其解释仅与地下水有关。MRS探测地下水利用了水中氢核(质子)具有核子顺磁性(磁矩不为零)的特性，拉莫尔频率ωL＝-γ_p|B₀|(氢质子的磁旋γ_p＝0.26752×10^-9S^-1T^-1)的外部静磁场B₀(如地磁场)作用于原子核时，原子核将发生拉莫尔进动。若施加具有特定频率的交变磁场B₁，地下水中的氢质子的核磁矩通过吸收射频能量之后就会由低能级状态向高能级状态发生共振跃迁，当撤去交变磁场时，核磁矩将通过自由进动，向静磁场 B₀的方向逐渐恢复，而原子核系统也将从高能级的非稳定状态向低能级的稳定状态复原，这个从非稳定状态向稳定状态迁移的过程称为“弛豫”；当高能级的氢质子逐渐回到低能级状态的过程中将会释放大量具有拉莫尔频率的能量子，通过地面接收线圈中感应到的信号幅度反映了氢质子宏观数量的大小，进而可以判断地下水的存在；

激发磁场B₁是由激发电流建立的一次场，由一组激发脉冲矩组成，激发场的强度即激发脉冲矩q＝I₀τ_p，其中I₀为激发脉冲振幅，τ_p为激发持时，激发场的强度因探测深度的不同而不同。当激发脉冲终止后，通过线圈接收弛豫场变化而产生的感应电动势 (即MRS信号)，进而根据弛豫场的大小和衰减快慢判断含水层的类型与含水量。MRS 信号强度E(t,q)幅值包络线按指数规律衰减，公式为：

式中：E₀为最大初始脉冲，与含水地层的含水率成正比；T₂ ^*为自旋-自旋弛豫时间(通常为平均衰减时间)，与含水层的孔隙度有关；

为MRS信号E₀的初始相位，与被探测地层的导电率有关，这些参数变化可以直接反映地下含水层的赋存状态与特征；将瞬变电磁法和磁共振技术结合用于探测堤防的渗漏时，瞬变电磁法可以快速勾勒出堤防的地电特性，初步查明电阻率异常区，有效缩小重点探查范围以瞬变电磁法的探测结果作为基础，确定MRS法的探测范围，并将瞬变电磁法获得的地层电阻率分布作为MRS法探测的关键反演参数，直接获得堤防土的含水量、孔隙率和渗透系数的定量指标，精准找到渗漏区。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明以助于工作人员在能够快速高效准确的探测出堤防隐患的位置，为其灾害预防和治理提供了技术支持；

(2)本发明对于浅层的堤身隐患，如洞，缝等不良体等，利用探地雷达法可以有直接的图像反应，高效经济且准确。对于深部隐患，由于瞬变电磁法(TEM法)定位准确探测深度大不受地形起伏影响，且可采用不接地回线，可最大程度避免被探测体本身受到损伤，故采用了瞬变电磁法进行详查。由于堤防隐患中最容易造成溃堤的通常为渗漏，管涌等，因此最后采用目前唯一的直接找水的无损地球物理方法—磁共振技术法 (MRS法)，对地下水进行直接有效的探测，且瞬变电磁法中探测到的各地层电阻率数据可直接作为磁共振技术反演的参数，使其结果更加具有唯一性。结合瞬变电磁法和磁共振技术，可精准定位渗漏，管涌等含水区位置，从而进行及时有效的治理。以上三种物探方法综合使用，取长补短，相互验证，同时在探测过程中均对堤身无损，为其隐患探测和防治提供了强有力的技术支撑，为人民的生命财产安全提供了一定的安全保障。

附图说明

图1为该发明方法工作流程图；

图2为探地雷达成像工作原理图；

图3为瞬变电磁法工作原理图；

图4为磁共振技术工作原理图；

图5为中心回线装置图；

图6为探地雷达普查测线布置图；

图7为瞬变电磁法详查测线布置图；

图8为磁共振技术线圈布置图。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明：

请参阅图1-8，

本发明公开了一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，包括如下步骤，

S1：首先对已有资料进行分析，并根据实际探测需要，在探测位置，根据距离长短等布置合适的测线，并根据探测精度要求设置测点；

S2：接着沿着测线利用探地雷达成像技术进行普查，并进行数据处理，最后对其生成的雷达谱图进行图像解译；

S3：结合生成的雷达谱图和当地地质资料基本信息，确定相关隐患的种类和位置；

S4：由于探地雷达探测深度有限，故进一步利用变电磁法进行详查，同时也针对雷达谱图中不确定的区域进行重点探测；

S5：利用顺变电磁法进行详查时，首先根据地形地质要求选择合适的布置线框，并布置测线，测线方向与预测地质体走向垂直

S6：线框接收信号并进行数据采集，将采集到的数据导入计算机，进行数据处理，包括滤波，典型坏点去处，得到探测区域的断层视电阻率图，最后根据成像结果，分析电阻率异常区域，判断隐患位置，大小及性质；

S7：以上结合探地雷达探测结果，确定洞穴、孔洞、松散体及不含水种类隐患；

S8：针对瞬变电磁法中低电阻率区域(即可能的渗漏区)采用MRS法进行磁共振全息探测；

S9：布置线圈；

S10：MRS法探测反演过程中地层电阻率初值直接通过瞬变电磁法探测结果获得，以提高MRS法的反演精度；

S11：根据反演成果，判断渗流异常区流水位，含水量，孔隙率等关键渗流诊断信息，对瞬变电磁法探测到的低电阻率区域进行校核；

S12：通过瞬变电磁法和MRS法探测结果的结合分析，确定渗漏、管涌含水区域的隐患所在；

S13：根据三种不同物探方法综合探测，相互验证的隐患位置，种类，制定合理的治理方案，为堤防安全提供保证。

步骤S2中，所述探地雷达成像技术为地质雷达通过发射天线发射高频电磁波，电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射，信号返回地面由接收天线接收并记录，通过主机的回放处理，就可以得到雷达记录的回波曲线。通过测定电磁波传播过程的时间，根据电磁波在介质中的传播速度，可以确定出不同介质的空间位置。电磁波的传播取决于介质的电性，介质的电性主要有电导率和介电常数。前者主要影响电磁波的穿透深度，在电导率适中的情况下，后者决定电磁波在该物体中传播。电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电波传播时间T，即可据式(1)算出异常介质的埋藏深度：

D＝V×T/2 (1)

式中：V是电磁波在介质中的传播速度，其大小由式(2)表示：

式中：C是电磁波在大气中的传播速度，约为3.0×10⁸m/s；ε_r为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。地质雷达采用的探测方法一般采用剖面法，这是发射天线和接收天线以固定间隔距离沿测线同步移动的一种测量方式，当发射天线与测量天线同步沿测线移动时，就可以得到由一个个记录组成的探地雷达时间剖面图像；如利用地质雷达探测土质层的渗透区，即为根据土质层受水的影响后，其介电常数发生变化(含水量越大则介电常数的变化率也越大)，致使反射波的波形特征发生变化，从而可以通过分析雷达图像的波形特征的变化来确定堤防中隐患的位置。

表1堤防常见介质介电常数和电导率

表1为堤防工程中常见介质的介电常数。由表1可知，筑堤常用的黏土，砂等原料和空气、水，岩石等介质之间存在明显的物性差异。

步骤S5中，瞬变电磁法是利用不同接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，在一次电磁场发射间歇，用线圈或接地电极接收由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次场，通过观测二次场空间和时间的分布规律，解决有关地质问题的时间域电磁法；瞬变电磁探测系统通常主要包括发射系统、接收系统和同步系统，所述发射系统包括发电装置、发射机和发射线圈，发射线圈通常为正方形，发射机产生一定强度的电流供给发射线圈，从而在地下建立起一次场；所述接收系统由数据采集装置和感应线圈组成，主机的功能是对信号进行放大，模数转换、采样和存储；所述同步系统用于发射系统与接受系统之间的同步，接收机通过同步系统控制发射系统供电和断电的时间，保证信号的采样是在断电后一定时间延迟时刻开始，可通过GPS天线进行同步；最终根据得到的电阻率断面图来判断隐患的位置和性质，当裂缝无水分充填时，其导电率相比周围介质偏低，电阻率也就偏高；相反，当裂缝有水分充填时，其导电率就比周围介质偏高，电阻率也就偏低。

表2堤基主要介质典型电阻率值

表2为堤基主要介质的电阻率值。可见不同介质的电阻率值有显著差异，通过电阻率断面图来判断隐患是可靠的。

步骤S8中，探测的MRS信号来自于地下水分子，可以确保探测信号及其解释仅与地下水有关。MRS探测地下水利用了水中氢核(质子)具有核子顺磁性(磁矩不为零)的特性，拉莫尔频率ωL＝-γ_p|B₀|(氢质子的磁旋γ_p＝0.26752×10^-9S^-1T^-1)的外部静磁场B₀(如地磁场)作用于原子核时，原子核将发生拉莫尔进动。若施加具有特定频率的交变磁场B₁，地下水中的氢质子的核磁矩通过吸收射频能量之后就会由低能级状态向高能级状态发生共振跃迁，当撤去交变磁场时，核磁矩将通过自由进动，向静磁场 B₀的方向逐渐恢复，而原子核系统也将从高能级的非稳定状态向低能级的稳定状态复原，这个从非稳定状态向稳定状态迁移的过程称为“弛豫”；当高能级的氢质子逐渐回到低能级状态的过程中将会释放大量具有拉莫尔频率的能量子，通过地面接收线圈中感应到的信号幅度反映了氢质子宏观数量的大小，进而可以判断地下水的存在；

激发磁场B₁是由激发电流建立的一次场，由一组激发脉冲矩组成，激发场的强度即激发脉冲矩q＝I₀τ_p，其中I₀为激发脉冲振幅，τ_p为激发持时，激发场的强度因探测深度的不同而不同。当激发脉冲终止后，通过线圈接收弛豫场变化而产生的感应电动势(即MRS信号)，进而根据弛豫场的大小和衰减快慢判断含水层的类型与含水量。MRS 信号强度E(t,q)幅值包络线按指数规律衰减，公式为：

式中：E₀为最大初始脉冲，与含水地层的含水率成正比；T₂ ^*为自旋-自旋弛豫时间(通常为平均衰减时间)，与含水层的孔隙度有关；

为MRS信号E₀的初始相位，与被探测地层的导电率有关，这些参数变化可以直接反映地下含水层的赋存状态与特征；将瞬变电磁法和磁共振技术结合用于探测堤防的渗漏时，瞬变电磁法可以快速勾勒出堤防的地电特性，初步查明电阻率异常区，有效缩小重点探查范围以瞬变电磁法的探测结果作为基础，确定MRS法的探测范围，并将瞬变电磁法获得的地层电阻率分布作为MRS法探测的关键反演参数，直接获得堤防土的含水量、孔隙率和渗透系数的定量指标，精准找到渗漏区。

实施例：

赣东大堤上起新干县牛皮山，经樟树，丰城，南昌县市汊，下至南昌市新洲闸，全长137.140km。选取堤防1000米对堤防俩侧(背水坡和迎水坡)采用该发明进行隐患探测。设起始桩号为0K+200，则以0K+200到1k+200为试验段。

首先在迎水坡和背水坡布置俩条测线，分别为ZK1和ZK2。两条测线均布置在距离堤顶10m处。见附图6。利用探地雷达沿着两条测线进行普查，之后将外业采集的数据传输到计算机中，在通过对原始数据进行滤波，降噪，均衡等处理，最后根据处理后生成的雷达谱图，初步判断异常区域的性质和位置。

接着利用瞬变电磁法进行详查，选择合适的工作装置。

瞬变电磁法常用的工作装置包括：偶极装置，中心回线装置，重叠回线装置，大定源回线装置等。由于中心回线装置具有：“发射线圈逐测点移动，不会激发盲区，可观测水平分量，分辨率较高，接收回线可以避开管道等人为导体，在人为导体较多的测区，其质量数据较为优异”等优点。无论是详查还是普查阶段，该装置都是剖面测量和测深观测的主要装置之一。根据现场场地条件和地球物理特征，本次隐患探测选用中心回线装置。装置见附图5。发射线框采用20×20m，测点点距为4m，线距为100m，测线垂直堤防走向布置，详见附图7。

接收信号并进行数据采集，将采集到的数据导入计算机，进行数据处理，包括滤波，典型坏点去处等，得到探测区域的断层视电阻率图，最后根据成像结果，分析电阻率异常区域。同时对于探地雷达探测重不清晰部位进行校核。结合俩者探测结果，确定洞穴，裂缝等不含水区域隐患的位置，大小，空间分布等。

由于瞬变电磁法中低电阻率区域有可能是黏土层等非含水层。为精确定位渗漏等含水隐患区域，从而对瞬变电磁法中低电阻率区域采用MRS法进行复核。

沿着ZK1和ZK2俩条测线进行线圈布置，见附图8。线圈采用10×10m，点距为 2m。

对瞬变电磁法中异常区域进行磁共振全息探测。

最后采用瞬变电磁法中探测到的地层电阻率数据，直接作为MRS法反演的参数，提高其反演精度。根据反演结果，明确低电阻区域的含水率，渗透系数等，并结合地质地形条件，确定其是否为渗漏，管涌等含水区域隐患，并确定其空间位置，区域大小等性质。

综上，利用多技术协同的无损探测方法可以精确确定该试验段的隐患种类，空间位置等性质，便于管理人员进行隐患防治管理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.本发明公开了一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，包括如下步骤，

S1：首先对已有资料进行分析，并根据实际探测需要，在探测位置，根据距离长短等布置合适的测线，并根据探测精度要求设置测点；

S2：接着沿着测线利用探地雷达成像技术进行普查，并进行数据处理，最后对其生成的雷达谱图进行图像解译；

S3：结合生成的雷达谱图和当地地质资料基本信息，确定相关隐患的种类和位置；

S4：由于探地雷达探测深度有限，故进一步利用变电磁法进行详查，同时也针对雷达谱图中不确定的区域进行重点探测；

S5：利用顺变电磁法进行详查时，首先根据地形地质要求选择合适的布置线框，并布置测线，测线方向与预测地质体走向垂直

S6：线框接收信号并进行数据采集，将采集到的数据导入计算机，进行数据处理，包括滤波，典型坏点去处，得到探测区域的断层视电阻率图，最后根据成像结果，分析电阻率异常区域，判断隐患位置，大小及性质；

S7：以上结合探地雷达探测结果，确定洞穴、孔洞、松散体及不含水种类隐患；

S8：针对瞬变电磁法中低电阻率区域(即可能的渗漏区)采用MRS法进行磁共振全息探测；

S9：布置线圈；

S10：MRS法探测反演过程中地层电阻率初值直接通过瞬变电磁法探测结果获得，以提高MRS法的反演精度；

S11：根据反演成果，判断渗流异常区流水位，含水量，孔隙率等关键渗流诊断信息，对瞬变电磁法探测到的低电阻率区域进行校核；

S12：通过瞬变电磁法和MRS法探测结果的结合分析，确定渗漏、管涌含水区域的隐患所在；

S13：根据三种不同物探方法综合探测，相互验证的隐患位置，种类，制定合理的治理方案，为堤防安全提供保证。

2.根据权利要求1所述的一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，其特征在于：步骤S2中，所述探地雷达成像技术为地质雷达通过发射天线发射高频电磁波，电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射，信号返回地面由接收天线接收并记录，通过主机的回放处理，就可以得到雷达记录的回波曲线。通过测定电磁波传播过程的时间，根据电磁波在介质中的传播速度，可以确定出不同介质的空间位置。电磁波的传播取决于介质的电性，介质的电性主要有电导率和介电常数。前者主要影响电磁波的穿透深度，在电导率适中的情况下，后者决定电磁波在该物体中传播。电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电波传播时间T，即可据式(1)算出异常介质的埋藏深度：

D＝V×T/2 (1)

式中：V是电磁波在介质中的传播速度，其大小由式(2)表示：

式中：C是电磁波在大气中的传播速度，约为3.0×10⁸m/s，ε_r为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同；地质雷达采用的探测方法一般采用剖面法，这是发射天线和接收天线以固定间隔距离沿测线同步移动的一种测量方式，当发射天线与测量天线同步沿测线移动时，就可以得到由一个个记录组成的探地雷达时间剖面图像；如利用地质雷达探测土质层的渗透区，即为根据土质层受水的影响后，其介电常数发生变化(含水量越大则介电常数的变化率也越大)，致使反射波的波形特征发生变化，从而可以通过分析雷达图像的波形特征的变化来确定堤防中隐患的位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，其特征在于：步骤S5中，瞬变电磁法是利用不同接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，在一次电磁场发射间歇，用线圈或接地电极接收由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次场，通过观测二次场空间和时间的分布规律，解决有关地质问题的时间域电磁法；瞬变电磁探测系统通常主要包括发射系统、接收系统和同步系统，所述发射系统包括发电装置、发射机和发射线圈，发射线圈通常为正方形，发射机产生一定强度的电流供给发射线圈，从而在地下建立起一次场；所述接收系统由数据采集装置和感应线圈组成，主机的功能是对信号进行放大，模数转换、采样和存储；所述同步系统用于发射系统与接受系统之间的同步，接收机通过同步系统控制发射系统供电和断电的时间，保证信号的采样是在断电后一定时间延迟时刻开始，可通过GPS天线进行同步；最终根据得到的电阻率断面图来判断隐患的位置和性质，当裂缝无水分充填时，其导电率相比周围介质偏低，电阻率也就偏高；相反，当裂缝有水分充填时，其导电率就比周围介质偏高，电阻率也就偏低。

4.根据权利要求1所述的一种基于多技术协同的堤防隐患无损探测方法，其特征在于：步骤S8中，探测的MRS信号来自于地下水分子，可以确保探测信号及其解释仅与地下水有关。MRS探测地下水利用了水中氢核(质子)具有核子顺磁性(磁矩不为零)的特性，拉莫尔频率ωL＝-γ_p|B₀|(氢质子的磁旋γ_p＝0.26752×10^-9S^-1T^-1)的外部静磁场B₀(如地磁场)作用于原子核时，原子核将发生拉莫尔进动。若施加具有特定频率的交变磁场B₁，地下水中的氢质子的核磁矩通过吸收射频能量之后就会由低能级状态向高能级状态发生共振跃迁，当撤去交变磁场时，核磁矩将通过自由进动，向静磁场B₀的方向逐渐恢复，而原子核系统也将从高能级的非稳定状态向低能级的稳定状态复原，这个从非稳定状态向稳定状态迁移的过程称为“弛豫”；当高能级的氢质子逐渐回到低能级状态的过程中将会释放大量具有拉莫尔频率的能量子，通过地面接收线圈中感应到的信号幅度反映了氢质子宏观数量的大小，进而可以判断地下水的存在；

激发磁场B₁是由激发电流建立的一次场，由一组激发脉冲矩组成，激发场的强度即激发脉冲矩q＝I₀τ_p，其中I₀为激发脉冲振幅，τ_p为激发持时，激发场的强度因探测深度的不同而不同。当激发脉冲终止后，通过线圈接收弛豫场变化而产生的感应电动势(即MRS信号)，进而根据弛豫场的大小和衰减快慢判断含水层的类型与含水量。MRS信号强度E(t,q)幅值包络线按指数规律衰减，公式为：

式中：E₀为最大初始脉冲，与含水地层的含水率成正比；T₂ ^*为自旋-自旋弛豫时间(通常为平均衰减时间)，与含水层的孔隙度有关；

为MRS信号E₀的初始相位，与被探测地层的导电率有关，这些参数变化可以直接反映地下含水层的赋存状态与特征；将瞬变电磁法和磁共振技术结合用于探测堤防的渗漏时，瞬变电磁法可以快速勾勒出堤防的地电特性，初步查明电阻率异常区，有效缩小重点探查范围以瞬变电磁法的探测结果作为基础，确定MRS法的探测范围，并将瞬变电磁法获得的地层电阻率分布作为MRS法探测的关键反演参数，直接获得堤防土的含水量、孔隙率和渗透系数的定量指标，精准找到渗漏区。

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