CN116165718A - 土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质，涉及土石坝坝体健康诊断领域，包括：遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的渗流安全状态。本发明采用磁电阻率法确定出坝体的实时浸润面，无需在坝体道路上打孔，使得探测过程快速无损，探测结果精度高，并能实时直观地判断出坝体的渗流安全状态。

Description

土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本发明涉及土石坝坝体健康诊断领域，尤其涉及一种土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

对于土石坝坝体渗流安全健康测定，通常采用基于高密度电法进行探测，由于土石坝坝顶水泥路面接地的电阻较大，会导致坝顶探测误差较大。

发明内容

本发明提供一种土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质，用以解决高密度电法探测坝体时，探测不精确的技术问题，本发明采用磁电阻率法探测坝体的健康状态。

第一方面，本发明提供了一种土石坝渗流安全的测定方法，包括：

遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；

根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的渗流安全状态；

所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

根据本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法，所述根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，包括：

根据任一测定点的所有电流密度数据进行垂向梯度计算，并将梯度最大的点确定为所述测定点的电流变化最大点；

遍历任一测定断面中所有测定点，确定所述测定断面的所有测定点的电流变化最大点；

连接所有测定点的电流变化最大点，获取所述测定断面的电流密度分界线；

遍历所有测定断面，获取所有测定断面的电流密度分界线；

三维转化所述所有测定断面的电流密度分界线，获取所述坝体的浸润面。

根据本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法，在遍历坝体的所有测定断面之前，包括：

初始化坝体探测环境，根据上游电极以及下游电极形成以坝体浸润面作为电流传输介质的电流测定回路；

所述上游电极与坝体的上游底端间隔设置；

所述下游电极与坝体的下游底端间隔设置；

所述上游电极与所述下游电极均设置于水库底端所在平面上。

根据本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法，所述遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据，包括：

根据第一预设间距分割所述坝体，获取所有测定剖面；

根据磁场探测设备采集任一测定剖面沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

遍历所述坝体的所有测定断面，获取每一测定断面所对应所有测定点的原始磁场数据。

根据本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法，所述获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，包括：

对于任一测定断面，在垂直方向上获取距离每一测定点的坝体下方特定距离的所有电流密度数据；

所述特定距离是根据测定点海拔与坝体防渗墙海拔的海拔差值确定的。

根据本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法，所述根据所述浸润面的水位高点确定坝体的渗流安全状态，包括：

获取所述浸润面的每一测定剖面所对应的目标浸润线，所述测定剖面是根据坝体宽度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

在任一测定剖面所对应的目标浸润线低于警戒浸润线的情况下，确定所述测定剖面为安全状态；

在任一测定剖面所对应的目标浸润线等于或高于警戒浸润线，且等于或低于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为安全存疑状态；

在任一测定剖面所对应的目标浸润线高于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为危险状态；

所述警戒浸润线是根据所有第一表面渗透系数均值而确定的，所述第一表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从小至大顺序获取的第一预设数量的表面渗透系数；

所述危险浸润线是根据所有第二表面渗透系数均值而确定的，所述第二表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从大至小顺序获取的第二预设数量的表面渗透系数。

根据本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法，所述获取所述浸润面的每一测定剖面所对应的目标浸润线，包括：

根据第二预设间距分割所述浸润面，获取所有测定剖面；

获取每一测定剖面中，沿坝体宽度方向上的所有水位高点；

连接所述测定剖面中的所有水位高点，获取所述测定剖面所对应的目标浸润线。

第二方面，本发明提供了一种土石坝渗流安全的测定装置，包括：

第一获取单元：用于根据磁场探测设备遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

第二获取单元：用于根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取所述坝体在不同深度下，每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；

确定单元：根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的渗流安全状态；

所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

第三方面，还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述土石坝渗流安全的测定方法。

第四方面，还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述土石坝渗流安全的测定方法。

本发明提出了一种土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质，通过获取不同测定断面的所有测定点的原始磁场数据，并根据目标磁场数据进行二维反演，获取所有电流密度数据，并根据所有电流密度数据对应的所有测定断面的电流密度分界线构建浸润面，最后基于浸润面确定坝体的渗流安全状态，本发明采用磁电阻率法确定出坝体的实时浸润面，无需在坝体道路上打孔，使得探测过程快速无损，探测结果精度高，并能实时直观地判断出坝体的渗流安全状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的获取浸润面的流程示意图；

图3是本发明提供的获取原始磁场数据的流程示意图；

图4是本发明提供的确定坝体的渗流安全状态的流程示意图；

图5是本发明提供的获取目标浸润线的流程示意图；

图6是本发明提供的二维断面坝体浸润线示意图；

图7是本发明提供的坝体渗流安全测定的现场示意图；

图8是本发明提供的坝体的测定断面示意图；

图9是本发明提供的土石坝渗流安全的测定装置的结构示意图；

图10是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

浸润面在坝体内的位置变化是诊断土石坝运行期坝体健康状态的关键指标之一，传统的浸润面位置的测定方法采用坝体内埋设测压管和渗压计进行水位测定，但是目前大部分的病险水库在兴建时并未埋设检测设备，或存在埋设测压管、渗压计等埋设设备的不足，且随着坝体运行时间的增长，埋设设备故障率显著上升，且无法更换，然而通过观测埋设断面的浸润线的方式，又无法对大坝整体浸润面进行观测，因此急需新的快速无损的浸润面位置检测方法，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质，图1是本发明提供的土石坝渗流安全的测定方法的流程示意图之一，提供了一种土石坝渗流安全的测定方法，包括：

101、遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

102、根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；

103、根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的安全状态；

所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

在步骤101中，本发明沿着坝体宽度方向分割坝体，以间隔一段距离的形式依次获取坝体的所有测定断面，图8是本发明提供的坝体的测定断面示意图，如图8所示，每一条虚线所表示的位置即为测定断面的坝体上方位置，遍历坝体的所有测定断面，顺次获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据，本领域技术人员理解，将虚线的虚线点代表测定点，则可以根据磁场数据测定设备，沿着坝体长度方向，获取每一测定点上的磁场数据。

在步骤102中，根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，所述目标磁场数据是根据原始磁场数据得来的，具体地，所述原始磁场数据包括坝体长度方向的磁场分量数据、坝体宽度方向的磁场分量数据以及坝体深度方向的磁场分量数据，可选地，可以采用任意一个方向上的磁场分量数据作为目标磁场数据，在一个可选地实施例中，沿坝体长度方向的磁场分量数据的信噪比最高，与异常性态对应最直观，是正反演效果最好的分量,因此可以采用原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据作为目标磁场数据，并对每个剖面磁场分量进行二维反演得到每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，即获取到所有电流密度数据对应的电流密度分布剖面图。

在步骤103中，根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，本领域技术人员理解，浸润面反映了坝体内部含水量突变的界面，而由于内部含水量突变，也会导致大坝内部介质电阻率发生变化，即浸润面反映了大坝内部介质电阻率的分界面，而由于大坝内部介质电阻率的分界，实际上也可以通过电流密度来反映，即浸润面反映了电流密度分界面，本发明将反演得到电流密度剖面图中的数据进行垂向梯度计算，梯度最大的点即为电流变化最大的点，连接所有电流变化最大的点即确定每一测定断面的电流密度的分界面，根据所有测定断面的电流密度分界线构成所述浸润面。在获取到坝体实时监测的浸润面的情况下，即可得知目前水位信息，根据浸润面的水位高度，即可判断坝体是否处于安全状态。

可选地，在遍历坝体的所有测定断面之前，包括：

初始化坝体探测环境，根据上游电极以及下游电极形成以坝体浸润面作为电流传输介质的电流测定回路；

所述上游电极与坝体的上游底端间隔设置；

所述下游电极与坝体的下游底端间隔设置；

所述上游电极与所述下游电极均设置于水库底端所在平面上。

如图7所示，左侧为坝体上游，右侧为坝体下游，所述上游电极间隔坝体设置，所述下游电极同样间隔坝体设置，所述上游电极以及下游电极间隔坝体越远，则电流将能够通过坝体内部渗透区域更高的海拔位置，本发明能够调整所述上游电极与所述下游电极的设置位置，以使得所述电流流经坝体，能够实现坝体内部的全覆盖。

如图7所示，上库为水库上游，下库为水库下游，所述供电与所述上游电极、所述下游电极所在平面上相同，但所述供电的设备可以为发电机，其远离所述上游电极、所述下游电极设置，所述上游电极可以为正极，所述下游电极可以为负极。

由于上游水位高于下游水位，水在坝体内部会形成不规则形状的斜坡状态，反映在图7中，即为从上至下的斜坡，浸润面会随着上下游水位的变化而发生变化，由于本发明设置了所述上游电极与所述下游电极，会在所述上游电极与所述下游电极之间形成以坝体内部的浸润面作为介质的定向电流，而电流会产生磁场，本发明旨在通过获取磁场确定浸润面，所述上游电极与所述下游电极均设置于水库底端所在平面上，和现有技术中所采用的高密度电法相比，本发明所采用的磁电阻率法测量的是磁场，因此无需接地，在接地条件不好的地区更便于野外实施。此外，与高密度电法相比，本发明采用磁电阻率测量对中低阻导电盖层下的导电目标具有更高的灵敏度，且探测快速无损，可以快速判定坝体渗流安全状态。

可选地，所述获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，包括：

对于任一测定断面，在垂直方向上获取距离每一测定点的坝体下方特定距离的所有电流密度数据；

所述特定距离是根据测定点海拔与坝体防渗墙海拔的海拔差值确定的。

坝体通常采用土石坝，其具备透水性，在坝体上下游形成水位差的情况下，在坝体的上下游设置电极，电流会通过坝体内部的浸润面，而由于浸润面介质与非浸润面介质不同，会导致电流经过坝体内不同位置时的电流密度不同，电流趋向于往电阻小的介质，而为了获取坝体下的不同深度、不同位置处的电流密度，需要对每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，即可确定出在垂直方向上距离每一测定点的坝体下方特定距离的所有电流密度数据，所述特定距离是根据测定点海拔与坝体防渗墙海拔的海拔差值确定的，本发明默认防渗墙以下不存在渗透的情况，在测定点海拔与坝体防渗墙海拔之间，即为存在电流通过的情况，本发明通过将磁场数据转化为测定点垂直方向下的电流密度，通过将所有测定点相结合，以表征坝体内浸润面的具体情况。

本领域技术人员理解，现有的高密度电法测定土石坝渗流安全，通常采用测定电场的方式，然而测定电场会在测定点钉上电极，从而对坝体产生损害，而本发明中的磁电阻率法是采用磁场测定的方式，无需在坝体上上钉、开孔，然而磁场是穿透性的场，其测量可以采用任意磁场获取设备，间隔坝体即可获取每一测定点的磁场数据。

在现有技术所采用的高密度电法探测浸润面的方法中，通常需要接地，然而不良的电极接触会对测量结果产生难以消除的非线性漂移，例如通常土石坝坝顶水泥路面接地电阻较大，导致坝顶探测误差较大，而高密度电法受浅部低阻盖层影响较大，当浅部存在低阻层时，供电电流不能往深部流，而是从浅部通过，形成“短路”效应，导致在深部存在探测盲区，且采用高密度电法，需要在坝顶水泥路面或混凝土面板坝的面板打孔，对大坝有损伤，本发明和常规的高密度电法相比，避免接地电阻偏大的影响，探测精度高；快速无损，无需在坝体道路上打孔插电极，探测过程不会对坝体产生任何损伤；能够给出明确的横断面浸润线临界状态，便于直接判定坝体的渗流安全。

本发明提出了一种土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质，通过获取不同测定断面的所有测定点的原始磁场数据，并根据目标磁场数据进行二维反演，获取所有电流密度数据，并根据所有电流密度数据对应的所有测定断面的电流密度分界线构建浸润面，最后基于浸润面确定坝体的安全状态，本发明采用磁电阻率法确定出坝体的实时浸润面，无需在坝体道路上打孔，使得探测过程快速无损，探测结果精度高，并能实时直观地判断出坝体的安全状态。

图2是本发明提供的获取浸润面的流程示意图，所述根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，包括：

1031、根据任一测定点的所有电流密度数据进行垂向梯度计算，并将梯度最大的点确定为所述测定点的电流变化最大点；

1032、遍历任一测定断面中所有测定点，确定所述测定断面的所有测定点的电流变化最大点；

1033、连接所有测定点的电流变化最大点，获取所述测定断面的电流密度分界线；

1034、遍历所有测定断面，获取所有测定断面的电流密度分界线；

1035、三维转化所述所有测定断面的电流密度分界线，获取所述坝体的浸润面。

在步骤1031中，根据任一测定点的所有电流密度数据进行垂向梯度计算，并将梯度最大的点确定为所述测定点的电流变化最大点，渐变点在数学上为导数最大的点，电阻率在某一处的变化最大，则此处的梯度即表现为最大，将此处作为电流变化突变点，在任一测定断面中任一测定点下方的不同深度位置，其电流密度数据均不相同，通过对目标磁场数据进行二维反演，即可获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，所述所有电流密度数据为测定点垂直方向向下所有高度位置的电流密度分布情况，再将所述电流密度分布情况作导数计算，进而从数值上确定出梯度最大的点，并将梯度最大的点确定为所述测定点的电流变化最大点。

在步骤1032中，遍历任一测定断面中所有测定点，确定所述测定断面的所有测定点的电流变化最大点，在得知确定任一测定点的电流变化最大点的测定方法后，遍历任一测定断面中所有测定点，以确定所述测定断面的所有测定点所对应的每一电流变化最大点。

在步骤1033中，连接所有测定点的电流变化最大点，获取所述测定断面的电流密度分界线，对于任一测定断面，均存在沿坝体长度方向设置的测定点，而每一测定点均对应有一电流变化最大点，连接所有测定点的电流变化最大点，即可在所述测定断面的平面中形成一条曲线，所述曲线即为电流密度分界线，即可以代表当前测定断面下，不同测定点上的电流密度分布情况。

本领域技术人员理解，在浸润面以上的介质，其电阻率很高，其通过的电流会较少；在浸润面以下，水较饱和进而导致介质的电阻率较低，其通过的电流较大，而正好在两种介质的临界位置处，即为电流出现变化的临界线，即为所述电流密度分界线。

在步骤1034中，遍历所有测定断面，获取所有测定断面的电流密度分界线，由于坝体中存在不止一个测定断面，对于每一测定断面，执行步骤1031至步骤1033，进而获取所有测定断面的电流密度分界线。

在步骤1035中，三维转化所述所有测定断面的电流密度分界线，获取所述坝体的浸润面，本发明可以通过平滑处理，将所有二维空间中的电流密度分界线进行转化，连通所有测定断面的电流密度分界线，进而形成所述坝体的浸润面，可选地，可以依次连接每一测定断面中的沿坝体宽度方向上的所有电流密度分界线所对应的电流变化最大点，若将电流密度分界线所形成的为横向平面，则连接每一测定断面中的沿坝体宽度方向上的所有电流密度分界线所对应的电流变化最大点所形成的为纵向平面，根据所述横向平面以及纵向平面确定三维概念下的坝体的浸润面。而在另一个可选地实施例中，还可以采用对离散化的电流密度分界线进行插值处理获取所述坝体的浸润面。

图3是本发明提供的获取原始磁场数据的流程示意图，所述遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据，包括：

1011、根据第一预设间距分割所述坝体，获取所有测定剖面；

1012、根据磁场探测设备采集任一测定剖面沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

1013、遍历所述坝体的所有测定断面，获取每一测定断面所对应所有测定点的原始磁场数据。

在步骤1011中，所述第一预设间距为5m，即每间隔5m，设置测定点，即遍历所述坝体的所有测定断面，获取每一测定断面所对应所有测定点的原始磁场数据。所述第一预设间距越小，则获取的测定点的原始磁场数据越多，进而所测定的结果将更为精确。

在步骤1012中，本发明可以通过手持的磁场探测设备，采集任一测定剖面沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据，也可以通过自动采集车定向采集任一测定剖面沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据。

在步骤1013中，遍历所述坝体的所有测定断面，获取每一测定断面所对应所有测定点的原始磁场数据，对于所述坝体的每一测定断面，执行步骤1012，直至获取每一测定断面所对应所有测定点的原始磁场数据。

图4是本发明提供的确定坝体的渗流安全状态的流程示意图，所述根据所述浸润面的水位高点确定坝体的渗流安全状态，包括：

1036、获取所述浸润面的每一测定剖面所对应的目标浸润线，所述测定剖面是根据坝体宽度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

1037、在任一测定剖面所对应的目标浸润线低于警戒浸润线的情况下，确定所述测定剖面为渗流安全状态；

1038、在任一测定剖面所对应的目标浸润线等于或高于警戒浸润线，且等于或低于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为安全存疑状态；

1039、在任一测定剖面所对应的目标浸润线高于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为危险状态；

所述警戒浸润线是根据所有第一表面渗透系数均值而确定的，所述第一表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从小至大顺序获取的第一预设数量的表面渗透系数；

所述危险浸润线是根据所有第二表面渗透系数均值而确定的，所述第二表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从大至小顺序获取的第二预设数量的表面渗透系数。

图6是本发明提供的二维断面坝体浸润线示意图，本领域技术人员理解，在所述浸润线以下的坝体，水将处于饱和状态，而在所述浸润线以上的坝体，由于可能掺杂了空气，坝料并不是处于饱和状态，所述浸润线可以为不规则弧面，本领域技术人员理解，本发明中所指的浸润线为二维平面，而浸润面为三维概念的实体结构。

在步骤1036中，获取所述浸润面的每一测定剖面所对应的目标浸润线，所述测定剖面是根据坝体宽度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的，在本发明中，所述测定断面为坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面，而测定剖面是根据坝体宽度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的，即将测定剖面作为测定单位，确定测定剖面中的目标浸润线，并将目标浸润线的测定结果作为坝体是否安全的判断标准。

在步骤1037中，在任一测定剖面所对应的目标浸润线低于警戒浸润线的情况下，确定所述测定剖面为安全状态，所述警戒浸润线是根据所有第一表面渗透系数均值而确定的，所述第一表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从小至大顺序获取的第一预设数量的表面渗透系数，本领域技术人员理解，所述测定区别于所述测定点，所述测点是为了测试坝体表面渗透系统所设置的测试点，本发明可以沿最大横断面或危险断面，上下游水面至坝顶分别均匀选取多个测点，进行表面渗透系数的测定，在确定所有测定的表面渗透系统后，所述第一预设数量可以为3个，即选取表面渗透系数从小至大顺序获取的3个的表面渗透系数，取平均值后获取所有第一表面渗透系数均值，进而基于第一表面渗透系数均值参数，根据应用程序AutoBank计算确定相应横断面的浸润线，即为警戒浸润线，若目标浸润线低于警戒浸润线，则认为所述测定剖面所对应的位置的坝体安全，剖面渗流安全。

在步骤1038中，在任一测定剖面所对应的目标浸润线等于或高于警戒浸润线，且等于或低于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为安全存疑状态，所述危险浸润线是根据所有第二表面渗透系数均值而确定的，所述第二表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从大至小顺序获取的第二预设数量的表面渗透系数，本领域技术人员理解，本发明可以沿最大横断面或危险断面，上下游水面至坝顶分别均匀选取多个测点，进行表面渗透系数的测定，在确定所有测定的表面渗透系统后，所述第二预设数量可以为3个，即选取表面渗透系数从大至小顺序获取的3个的表面渗透系数，取平均值后获取所有第二表面渗透系数均值，进而基于第一表面渗透系数均值参数，根据应用程序AutoBank计算确定相应横断面的浸润线，即为危险浸润线，若目标浸润线等于或高于警戒浸润线，且等于或低于危险浸润线，则需要进行边坡稳定性分析，以进一步地进行安全评估。

在步骤1039中，在任一测定剖面所对应的目标浸润线高于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为危险状态，若目标浸润线高于危险浸润线，则认为断面存在危险。本发明将通过分析获取所有测定剖面的安全状态，来分析整体坝体的安全情况，以提高坝体安全性评估的精确性。

图5是本发明提供的获取目标浸润线的流程示意图，所述获取所述浸润面的每一测定剖面所对应的目标浸润线，包括：

10361、根据第二预设间距分割所述浸润面，获取所有测定剖面；

10362、获取每一测定剖面中，沿坝体宽度方向上的所有水位高点；

10363、连接所述测定剖面中的所有水位高点，获取所述测定剖面所对应的目标浸润线。

在步骤10361中，所述第二预设间距可以与第一预设间距相同，也可以不同，例如，以10米作为分割间隔分割所述浸润面，进而获取所有测定剖面。

在步骤10362中，获取每一测定剖面中，沿坝体宽度方向上的所有水位高点，由于所述浸润面反映了坝体以下水是否处于饱和状态的分界情况，故对于每一测定剖面，可以确定出沿坝体宽度方向上的所有水位高点。

在步骤10363中，连接所述测定剖面中的所有水位高点，获取所述测定剖面所对应的目标浸润线，本领域技术人员理解，所述水位高点即为电流变化最大点，也即梯度最大点，但由于本发明的测试对象为浸润面，而对于一个三维转化后形成的三维实体而言，其间所有的电流变化最大点存在相对的不确定性和误差，但本发明可以采用减小第一预设间距的方式，使得所构建的浸润面尽可能精确，从而使得最终测定结果更为精确。

图9是本发明提供的土石坝渗流安全的测定装置的结构示意图，包括第一获取单元1：用于根据磁场探测设备遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据，所述第一获取单元1的工作原理可以参考前述步骤101，在此不予赘述。

所述土石坝渗流安全的测定装置还包括第二获取单元2：用于根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取所述坝体在不同深度下，每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，所述第二获取单元2的工作原理可以参考前述步骤102，在此不予赘述。

所述土石坝渗流安全的测定装置还包括确定单元3：根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的安全状态，所述确定单元3的工作原理可以参考前述步骤103，在此不予赘述。

所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

本发明提出了一种土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质，通过获取不同测定断面的所有测定点的原始磁场数据，并根据目标磁场数据进行二维反演，获取所有电流密度数据，并根据所有电流密度数据对应的所有测定断面的电流密度分界线构建浸润面，最后基于浸润面确定坝体的安全状态，本发明采用磁电阻率法确定出坝体的实时浸润面，无需在坝体道路上打孔，使得探测过程快速无损，探测结果精度高，并能实时直观地判断出坝体的渗流安全状态。

图10是本发明提供的电子设备的结构示意图。如图10所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)110、通信接口(Communications Interface)120、存储器(memory)130和通信总线140，其中，处理器110，通信接口120，存储器130通过通信总线140完成相互间的通信。处理器110可以调用存储器130中的逻辑指令，以执行土石坝渗流安全的测定方法，该方法包括：遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的安全状态；所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

此外，上述的存储器130中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种执行土石坝渗流安全的测定方法，该方法包括：遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的安全状态；所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的土石坝渗流安全的测定方法，该方法包括：遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的安全状态；所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种土石坝渗流安全的测定方法，其特征在于，包括：

遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；

根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的安全状态；

所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

2.根据权利要求1所述的土石坝渗流安全的测定方法，其特征在于，所述根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，包括：

根据任一测定点的所有电流密度数据进行垂向梯度计算，并将梯度最大的点确定为所述测定点的电流变化最大点；

遍历任一测定断面中所有测定点，确定所述测定断面的所有测定点的电流变化最大点；

连接所有测定点的电流变化最大点，获取所述测定断面的电流密度分界线；

遍历所有测定断面，获取所有测定断面的电流密度分界线；

三维转化所述所有测定断面的电流密度分界线，获取所述坝体的浸润面。

3.根据权利要求1所述的土石坝渗流安全的测定方法，其特征在于，在遍历坝体的所有测定断面之前，包括：

初始化坝体探测环境，根据上游电极以及下游电极形成以坝体浸润面作为电流传输介质的电流测定回路；

所述上游电极与坝体的上游底端间隔设置；

所述下游电极与坝体的下游底端间隔设置；

所述上游电极与所述下游电极均设置于水库底端所在平面上。

4.根据权利要求1所述的土石坝渗流安全的测定方法，其特征在于，所述遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据，包括：

根据第一预设间距分割所述坝体，获取所有测定剖面；

根据磁场探测设备采集任一测定剖面沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

遍历所述坝体的所有测定断面，获取每一测定断面所对应所有测定点的原始磁场数据。

5.根据权利要求1所述的土石坝渗流安全的测定方法，其特征在于，所述获取每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，包括：

对于任一测定断面，在垂直方向上获取距离每一测定点的坝体下方特定距离的所有电流密度数据；

所述特定距离是根据测定点海拔与坝体防渗墙海拔的海拔差值确定的。

6.根据权利要求1所述的土石坝渗流安全的测定方法，其特征在于，所述根据所述浸润面的水位高点确定坝体的渗流安全状态，包括：

获取所述浸润面的每一测定剖面所对应的目标浸润线，所述测定剖面是根据坝体宽度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

在任一测定剖面所对应的目标浸润线低于警戒浸润线的情况下，确定所述测定剖面为安全状态；

在任一测定剖面所对应的目标浸润线等于或高于警戒浸润线，且等于或低于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为安全存疑状态；

在任一测定剖面所对应的目标浸润线高于危险浸润线的情况下，确定所述测定剖面为危险状态；

所述警戒浸润线是根据所有第一表面渗透系数均值而确定的，所述第一表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从小至大顺序获取的第一预设数量的表面渗透系数；

所述危险浸润线是根据所有第二表面渗透系数均值而确定的，所述第二表面渗透系数是在坝体表面上所有测点对应的表面渗透系数中，按照表面渗透系数从大至小顺序获取的第二预设数量的表面渗透系数。

7.根据权利要求6所述的土石坝渗流安全的测定方法，其特征在于，所述获取所述浸润面的每一测定剖面所对应的目标浸润线，包括：

根据第二预设间距分割所述浸润面，获取所有测定剖面；

获取每一测定剖面中，沿坝体宽度方向上的所有水位高点；

连接所述测定剖面中的所有水位高点，获取所述测定剖面所对应的目标浸润线。

8.一种土石坝渗流安全的测定装置，其特征在于，包括：

第一获取单元：用于根据磁场探测设备遍历坝体的所有测定断面，获取每一测定断面中，沿坝体长度方向上所有测定点的原始磁场数据；

第二获取单元：用于根据每一测定断面中所有测定点的目标磁场数据进行二维反演，获取所述坝体在不同深度下，每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据；

确定单元：根据每一测定断面中每一测定点的所有电流密度数据，获取所有测定断面的电流密度分界线所构成的浸润面，以根据所述浸润面的水位高点确定坝体的渗流安全状态；

所述测定断面是根据坝体长度方向以及坝体深度方向所构成的平面而确定的；

所述目标磁场数据为原始磁场数据沿坝体长度方向的磁场分量数据。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的土石坝渗流安全的测定方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的土石坝渗流安全的测定方法。

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