CN116719092B - 一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法 - Google Patents
一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116719092B CN116719092B CN202310953837.7A CN202310953837A CN116719092B CN 116719092 B CN116719092 B CN 116719092B CN 202310953837 A CN202310953837 A CN 202310953837A CN 116719092 B CN116719092 B CN 116719092B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cable
- water
- stainless steel
- resistivity
- electrode part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 131
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 26
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 claims description 16
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 8
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 7
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本发明涉及水资源检测技术领域,特别是一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法,包括装置搭载平台与电缆,所述装置搭载平台上安装有电法仪,所述电法仪与电缆的一端相连接,所述电缆分为有电极部分与无电极部分;当扫描装置工作时,有电极部分的电缆处于水面之下,无电极部分的电缆处于水面之下;所述装置搭载平台上设置有尾板,所述尾板的两侧安装有两不锈钢挂钩,所述电缆上包裹有四个不锈钢套索,其中两个不锈钢套索设置在有电极部分的电缆的两端,另外两个不锈钢套索设置在无电极部分的电缆的两端;可以避免电缆拖曳在水底可能会发生的缠绕、剐蹭及陷入底泥等问题,高效率,强精度地对整个目标水体进行探测扫描。
Description
技术领域
本发明涉及水资源检测技术领域,特别是一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法。
背景技术
可用淡水资源主要分布在河流、湖泊、水库等地表水体及地下水中,受自然因素或人为因素影响,地表水体几乎都在持续发生淡水渗漏现象,造成大量淡水资源的浪费。水体渗漏是一项复杂的地质工程问题,也是近几年普遍存在的问题,在水库等人造水体中更为严峻,尽管采取了各种防渗措施,渗漏问题仍旧层出不穷。传统的侵入式检测会对水体本身造成伤害,检测效率较低,如何采用无损的方式精准检测水体渗漏情况,一直是水资源保护开发利用方面难以突破的瓶颈问题。
传统的渗漏探测装置存在以下缺点:(1)投放示踪剂、钻井等侵入式检测方法。由于库水流速缓慢,探测周期较长,可能会对库水及工程本身造成污染和破坏。(2)水上拖曳式高密度电法。将电缆布置在水上拖曳行进,线缆不宜过长,故探测深度有限,受水深占比影响,对水下固层的探测深度会大大折减,精度也会降低。(3)通过水下机器人进行探测时,水下机器人检测结果较差,只能看到表观破损现象,无法研判水下更深处的情况,不适合单独进行渗漏检测。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供了一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法。
为达到上述目的本发明采用的技术方案为:
本发明第一方面公开了一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,包括装置搭载平台与电缆,所述装置搭载平台上安装有电法仪,所述电法仪与电缆的一端相连接,所述电缆分为有电极部分与无电极部分;当扫描装置工作时,有电极部分的电缆处于水面之下,无电极部分的电缆处于水面之下;
所述装置搭载平台上设置有尾板,所述尾板的两侧安装有两不锈钢挂钩,所述电缆上包裹有四个不锈钢套索,其中两个不锈钢套索设置在有电极部分的电缆的两端,另外两个不锈钢套索设置在无电极部分的电缆的两端;
有电极部分的电缆上均匀包裹有若干个PVC浮球,且设置在有电极部分电缆上的两个不锈钢套索均挂有铅鱼。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,所述装置搭载平台上安装有GPS定位系统模块与移动电源。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,所述装置搭载平台的侧面设置有声呐测深装置和电导率传感器,所述声呐测深装置用于测量水体深度与地形信息,所述电导率传感器用于测量水体电导率。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,有电极部分的电缆的两端通过不锈钢套索和浮漂绳索系有浮漂,所述浮漂漂浮在水面上。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,设置在有电极部分电缆上的两个不锈钢套索通过铅鱼挂钩连接到铅鱼上;设置在没有电极部分电缆上的另外两个不锈钢套索分别利用绳索连接到装置搭载平台的尾板上的两个不锈钢挂钩上。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,所述铅鱼上均包裹有不导电的塑料薄膜。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,所述电法仪包括电法仪电源接口、电法仪测量电极接口、电法仪供电电极接口以及电法仪计算机接口。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,所述快速扫描装置还包括水下机器人,利用可视性的水下机器人实时获取水底情况及电缆在水下测量时的状态,以及时调整电缆。
优选地,本发明的一个较佳实施例中,有电极部分的电缆处于水下距水底1m高度;无电极部分电缆部分前端3m长度处于水上,其余部分处于水下;其中两个不锈钢套索设置在无电极部分距电缆上电极接头2m和2.5m位置。
本发明另一发明公开了一种水体渗漏探测用的快速扫描装置的控制方法,应用于任一项所述的一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,包括以下步骤:
利用在水面上行驶的装置搭载平台拖曳着悬浮在水下的电缆进行高密度电法快速扫描探测;
电法仪向水下施加电场,地下介质由于受到电场的影响而反映出不同的空间特质和特征响应,以视电阻率的形式表现出来,通过对比地层中不同的电阻率分布情况,来分析水底渗漏情况;
在采集电阻率数据的同时,采集水深、水体电阻率及地形信息,将其作为约束条件放到电阻率反演文件中,以更好的对视电阻率的反演进行约束,得到真实值的电阻率分布模型图;
将电缆放置在距离水底1m的距离,可以更精确的探测到近水底固层的电阻率信息,同时也能达到更大的探测深度以及更小尺度的电阻率异常情况;运用Res2dinv软件进行数据反演,并插值得到三维立体模型,以刻画出目标水体渗漏位置及渗漏程度。
本发明解决了背景技术中存在的技术缺陷,本发明具备以下有益效果:
(1)采用电缆在水底悬浮的方式进行高密度探测扫描,可以减少因水深带来的检测深度和精度问题,又可以避免电缆拖曳在水底可能会发生的缠绕、剐蹭及陷入底泥等问题,高效率,强精度地对整个目标水体进行探测扫描。
(2)悬挂在底部的铅鱼通过不锈钢套索与电缆连接,不锈钢套索具有一定长度,均匀地包裹在电缆上,通过套索连接铅鱼可以使一定长度的电缆分摊承重,避免单点受力,损坏电缆。
(3)采用铅鱼安装在电极下方的布置,可以有效控制电缆在测量过程中呈直线行进,减少测量误差。
(4)铅鱼周身包裹有不导电薄膜,避免铅鱼本身的高导电性质对电法仪产生的水下电场产生影响,减少场地误差。
(5)电缆悬浮部分包裹有多个PVC浮球,均匀分布在悬浮电缆上,保证电缆在测量过程中不会发生弯曲变形现象。
(6)电缆前段包裹有不锈钢套索,分别悬挂在装置搭载平台尾板上的不锈钢挂钩上,用于分担电缆在拖曳过程中的承重力,降低损坏电缆的风险。
(7)利用可视性水下机器人实时观察水底情况及悬浮电缆在水下测量时的状态,以及时调整电缆,提高工作效率。
(8)采用水下悬浮式拖曳测量,一方面可以实现目标水体快速全面扫描测量;另一方面,测量电缆更加接近目标介质体,测量得到的数据质量高,深度大,能够更加准确地刻画渗漏区域和渗漏程度;此外,声呐测深装置、电导率传感器及定位系统模块的配合使用,可以得到水深、水体电导率及地形数据,将这些数据作为先验信息对电阻率数据进行反演可以得到更好的反演结果,插值得到的三维立体模型将会更加直观,更接近真实情况,提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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实施例的附图。
图1为本快速扫描装置整体结构示意图;
图2为本快速扫描装置的铅鱼悬挂结构示意图;
图3为本快速扫描装置的尾板结构示意图;
图4为本快速扫描装置的电法仪示意图。
图中:1.装置搭载平台,2.GPS定位系统模块,3.移动电源,4.尾板,5.电法仪,6.声呐测深装置,7.电导率传感器,8.电缆,9.浮漂,10.PVC浮球,11.铅鱼,12.不锈钢套索,13.水下机器人,14.不锈钢挂钩,15.绳索,16.塑料薄膜,17.铅鱼挂钩,18.电法仪电源接口,19.电法仪测量电极接口,20.电法仪供电电极接口,21.电法仪计算机接口,22.电法仪背面结构。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
正如背景技术中所描述的,由于库水流速缓慢,投放示踪剂、钻井等侵入式检测方法探测周期较长,更可能会对库水及工程本身造成污染和破坏;水上拖曳式高密度电法将电缆布置在水上拖曳行进,线缆不宜过长,受水深影响,对水下固层的探测深度会大大折减,精度也会相应降低。
因此,以下实施例给出了水体渗漏检测的水下悬浮拖曳式高密度电法快速扫描装置及方法,采用电缆水下悬浮的模式进行扫描探测,探测周期短,探测深度大,精度高,配合水下机器人对水下情况的勘察,可以实现快速准确的对整个目标水体进行检测工作,圈定目标水体渗漏位置及渗漏情况,提高工作效率和结果精度。
实施例一;
如图1-4所示,本发明公开了一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,包括:电法仪5放置在装置搭载平台1的右下角部分,与电缆8的一端连接;电缆8一部分位于装置搭载平台1到水下位置(无电极部分),另一部分(有电极部分)悬浮在水下距水底指定距离的位置。
装置搭载平台1上设有GPS定位系统模块2和移动电源3。
装置搭载平台1侧部分别装有与计算机连接的声呐测深装置6和电导率传感器7,均伸入水面中,用于测量水深和水体电导率。
装置搭载平台1的尾板4上安装了不锈钢挂钩14,两个不锈钢挂钩14分别位于马达位置的左右两侧,贴近边缘位置。
有电极部分的电缆的两端通过不锈钢套索和浮漂绳索系有浮漂,所述浮漂漂浮在水面上。
电缆8上包裹有四个不锈钢套索12,分别位于电缆无电极部分和有电极部分的两端。
电缆8水中悬浮部分两端系有两个浮漂9,浮漂9漂浮在水面上。
电缆8水中悬浮部分均匀包裹有PVC浮球10,两端的不锈钢套索12上挂有两个铅鱼11。
电缆8悬浮部分两端的不锈钢套索12通过铅鱼挂钩17连接到铅鱼11上,没有电极部分的两个不锈钢套索12分别利用绳索15连接到装置搭载平台1的尾板4上的两个不锈钢挂钩14上。
有电极部分的电缆处于水下距水底1m高度;无电极部分电缆部分前端3m长度处于水上,其余部分处于水下;两个不锈钢套索设置在无电极部分距电缆上电极接头2m和2.5m位置。
两个铅鱼11上均包裹有不导电的塑料薄膜16。
电法仪6上有电源接口18,测量电极接口19,供电电极接口20,电法仪6背面22有计算机接口21。
水下机器人13在水下行进,通过手机系统控制行进方向。
本实施案例中,装置搭载平台为橡皮艇,平台上搭载有电法仪、GPS定位系统及移动电源,电法仪连接到悬浮电缆一端、计算机、电源及GPS定位系统;平台一侧装有声呐测深装置和电导率传感器,分别伸入水中,均与GPS定位系统相连接,用于实时测量水深及水体电阻率数据;电缆水上部分包裹有不锈钢套索两个,分别用绳索挂在位于橡皮艇尾板两边缘侧的不锈钢挂钩上;电缆装有电极部分位于水下悬浮,两端包裹有不锈钢套索,连接到下方铅鱼,用于稳定电缆测量方向,保证电缆呈直线行进,中间部分均匀分布着固定在电缆上的浮球,保证水下部分不发生大的弯曲变形,影响数据质量;电缆悬浮部分两端系有绳索,连接着上方的浮漂,浮漂漂浮于水面上,保证电缆距水面的位置不变;铅鱼包裹有不导电塑料薄膜,减少导电性带来的数据误差;水下机器人在水下电缆前方工作,勘察水下情况及电缆行进状况,方便及时调整。
下面结合附图1-附图4对本实施例做进一步的说明:
如图1-4所示,电法仪6、移动电源3、GPS定位系统2分别放置在装置搭载平台1上;连接电法仪6与电缆8,电缆8通过浮球10的包裹及浮漂9的拉力作用悬浮在水下指定位置;电缆8上配置有两个铅鱼11,控制电缆行进方向。
声呐测深装置6及电导率传感器7安装在装置搭载平台1的侧边位置,伸入水面下。声呐测深装置6连接到GPS定位系统,用于测量行进过程中不同位置的水深数据,电导率传感器7用于测量水体电阻率数据。
装置放置结束后,开始设备组装。电法仪6通过电源接口18连接移动电源3,将电缆8有接口的一端分别与电法仪6的测量电极接口19及供电电极接口20连接,并通过背面22的计算机接口21与计算机连接。
将浮球10均匀的包裹在电缆布置有电极的位置(浮球数量和大小根据电缆重量确定),用绳索连接浮漂9和电缆8悬浮部分两端。
用不导电的塑料薄膜16包裹铅鱼11,并将铅鱼11悬挂在电缆8悬浮部分两端的不锈钢套索12上。
电缆8位于水上部分的两个不锈钢套索12分别用绳索15连接到装置搭载平台1尾板4的两个不锈钢挂钩14上,用来分担电缆的承重。
水下机器人13在装置搭载平台1行进起来,电缆全部位于水中之后放入水中,通过手机软件控制其在水下行进,水下机器人上搭载有摄像机。
对上述提到的所有设备装置均设置了防水保护措施,保护设备在测量过程中不受破坏,用塑料薄膜包裹铅鱼,减少铅鱼导电对测量结果造成影响。
电缆布置在水下,接近水体的部分,可以大大提高探测深度和精确度,配合GPS定位系统,声呐测深系统及电导率传感器,一次行进采集全部数据,提高工作效率。
探测装置为可拆卸结构,每个设备都是独立的个体,体积小易携带,通过控制连接浮漂绳索的长度即可控制电缆在水下漂浮的高度,操作简单,可适用于不同类型的水域,配合水下机器人的监督,可以在探测过程中及时调整装置位置,采集有效高质量数据信息。
实施例二;
本实施例提供了基于实施例一的水体渗漏探测用的快速扫描装置的控制方法,包括以下步骤:
利用在水面上行驶的橡皮艇拖曳着在水下一定高度悬浮的电缆进行高密度电法快速扫描探测。
高密度电法仪向水下施加电场,地下介质由于受到人工电场的影响而反映出不同的空间特质和特征响应,以视电阻率的形式表现出来,通过对比地层中不同的电阻率分布情况,来分析水底渗漏情况。
在采集电阻率数据的同时,采集水深、水体电阻率及地形信息,将其作为约束条件放到电阻率反演文件中,可以更好的对视电阻率的反演进行约束,得到更接近真实值的电阻率分布模型图。
将测量电缆放置在距离水底1m左右的距离,可以更精确的探测到近水底固层的电阻率信息,同时也能达到更大的探测深度以及更小尺度的电阻率异常情况。运用Res2dinv商业软件进行数据反演,插值得到三维立体模型,利用水深、水体电阻率及地形条件进行约束,近水底距离进行高密度电法探测,使得反演出来的电阻率剖面信息更接近真实值,检查更小尺度的电阻率异常信息,更大程度的检测目标水体渗漏程度,实现对目标水体渗漏的精准安全评价。
需要说明的是,通过高密度的电法仪向水下施加电场,电场受到地下介质的影响而发生空间变化和特征响应,水下悬浮电缆捕获这些不同的空间变化和特征相应,得到水底固层区域的视电阻率数据;声呐测深装置获得同一区域的水深和地形信息,电导率传感器获得区域水体的电阻率信息;将地形、水深和电阻率信息作为先验信息输入反演文件,利用Res2dinv软件对获得的视电阻率数据进行反演,获得单条测线的二位剖面电阻率图像,将所有测线进行差值,获得整个库区的三维立体电阻率模型。
此外,所述控制方法还包括以下步骤:
通过水下机器人获取水下电缆的实时工作状态图像信息,基于SIFT算法对所述实时工作状态图像信息进行特征配对处理,得到若干稀疏特征点;
选取任一稀疏特征点作为坐标原点,基于所述坐标原点构建世界坐标系,在所述世界坐标信息中获取各稀疏特征点对应的坐标值;
基于所述稀疏特征点对应的坐标值生成水下电缆的点云数据,通过立体匹配法对所述点云数据进行稠密处理,得到稠密点的点云数据;基于所述稠密点的点云数据构建水下电缆的第一实时三维模型图;
在预设时间后再次通过水下机器人获取水下电缆的第二实时工作状态图像信息,基于所述第二实时工作状态图像信息构建得到水下电缆的第二实时三维模型图。
需要说明的是,当通过水下电缆测量水体渗漏位置及渗漏程度时,通过水下机器人拍摄水下电缆的实时工作状态图像信息,并且通过SIFT算法(尺度不变特征变换算法)对所述实时工作状态图像信息进行特征配对处理,得到若干稀疏特征点,由于通过SIFT算法所获取得到的特征点中会存在失真与丢失,因此若直接通过稀疏特征点构建得到第一实时三维模型图,此时第一实时三维模型图会存在部分丢失与曲面不圆滑的情况,所获取得到的模型精度较低,因此需要先获取稀疏特征点的点云数据,然后进行稠密处理,从而得到稠密点的点云数据,然后基于稠密点的点云数据并且利用三维建模软件构建得到水下电缆的第一实时三维模型图,其中,第一实时三维模型图为在某一个时间节点上的电缆的实时形状位置状态模型图。通过本方法能够快速构建得到水下电缆的实时状态模型,并且建模方法简单,不需要经过复杂的运算,所获得得到模型精度高。
另外需要说明的是,在预设时间后再次通过水下机器人获取水下电缆的第二实时工作状态图像信息,基于所述第二实时工作状态图像信息构建得到水下电缆的第二实时三维模型图。第二实时三维模型图的建模方法步骤与第一实时三维模型图的方法步骤相同,在此不多做说明。
此外,所述控制方法还包括以下步骤:
获取所述第一实时三维模型图的定位基准面,以及获取所述第一实时三维模型图的定位基准面;
构建虚拟融合空间,将所述第一实时三维模型图与第二三维模型图导入所述虚拟融合空间,并使得第一实时三维模型图的定位基准面与第一实时三维模型图的定位基准面相重合;
在所虚拟融合空间将第一实时三维模型图与第二三维模型图相重合的模型区域剔除,在所虚拟融合空间将第一实时三维模型图与第二三维模型图不相重合的模型区域保留,得到在预设时间内水下电缆的动态变化模型图;
基于蒙特卡罗算法计算出所述动态变化模型图的模型体积值,基于所述模型体积值确定出在预设时间内水下电缆的形变量;
将所述形变量与预设形变量进行比较,若所述形变量大于预设形变量,则基于所述形变量生成预警信息,并将所述预警信息输出。
其中,所述定位基准面由用户提前规定,如可以是电缆端面。
需要说明的是,通过本装置进行水体渗漏探测时,若水下部分的电缆发生较程度的变形弯曲,此时采集得到的数据质量会大大降低,此时会导致所探测得到的水体渗漏数值的偏差加大,进而影响探测结果的可靠性。因此,在本发明中,通过水下机器人实时监测电缆在工作过程中的形变状态,若所述形变量大于预设形变量,此时说明电缆在工作过程时发生了较大程度的形变,此时基于该形变量生成预警信息,然后提醒工作人员进行电缆进行调整,避免其形变量进一步加大,使得电缆的形变量始终保持在预设范围内,以提高采集数据的质量,提高探测结果的可靠性。如可以对铅鱼、浮漂等设备进行调整,从而控制电缆在测量过程中呈直线行进,减少测量误差。
此外,所述控制方法还包括以下步骤:
获取电缆中各电极在预设时间内所反馈的信号信息,判断在预设时间内是否能够接收到各电极所反馈的信号信息;
若在预设时间内不能够接收到电极所反馈的信号信息,则将该电极记录为故障电极;
若在预设时间内能够接收到电极所反馈的信号信息,则判断在预设时间内所接收到的信号信息是否存在通讯间断情况;
若存在通讯间断情况,则计算在预设时间内信号信息的间断次数,并将该电极记录为故障电极。
需要说明的是,通过本装置进行水体渗漏探测时,若安装电缆上的电极发生故障情况,此时采集得到的数据质量会大大降低,进而影响探测结果的可靠性。通过本方法能够有效检测出电极是否发生了故障,以提醒工作人员及时更换。
此外,所述控制方法还包括以下步骤:
通过大数据网络获取各预设地质类型所对应的实际电阻率分布模型图,构建数据库,并将各设地质类型所对应的实际电阻率分布模型图导入所述数据库中,得到特性数据库;
获取所测得的地表的电阻率分布模型图,并将所述电阻率分布模型图导入所述特性数据库中,通过灰色关联分析法计算所述电阻率分布模型图与各预设地质类型所对应的实际电阻率分布模型图之间的相似度,得到若干个相似度;
构建序列表,并将若干个所述相似度导入所述序列表中进行大小排序,排序完成后,得到最大相似度;
判断所述最大相似度是否大于预设相似度,若大于,则说明该地表存在预设地质类型。
需要说明的是,通过将所测得的电阻率分布模型图与各预设地质类型所对应的实际电阻率分布模型图,可以探明地下固体的分层构造情况,从而判断出地表中是否存在预设地质类型,如裂缝、塌陷、泉水异动等,对于研究地质演变、地质灾害等方面也提供了一种方便可行的方案。
以上依据本发明的理想实施例为启示,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,其特征在于,包括装置搭载平台与电缆,所述装置搭载平台上安装有电法仪,所述电法仪与电缆的一端相连接,所述电缆分为有电极部分与无电极部分;
所述装置搭载平台上设置有尾板,所述尾板的两侧安装有两不锈钢挂钩,所述电缆上包裹有四个不锈钢套索,其中两个不锈钢套索设置在有电极部分的电缆的两端,另外两个不锈钢套索设置在无电极部分的电缆的两端;
有电极部分的电缆上均匀包裹有若干个PVC浮球,且设置在有电极部分电缆上的两个不锈钢套索均挂有铅鱼;
有电极部分的电缆的两端通过不锈钢套索和浮漂绳索系有浮漂,所述浮漂漂浮在水面上;
设置在有电极部分电缆上的两个不锈钢套索通过铅鱼挂钩连接到铅鱼上;设置在没有电极部分电缆上的另外两个不锈钢套索分别利用绳索连接到装置搭载平台的尾板上的两个不锈钢挂钩上;
所述铅鱼上均包裹有不导电的塑料薄膜,铅鱼安装在电极下方;
所述快速扫描装置还包括水下机器人,利用可视性的水下机器人实时获取水底情况及电缆在水下测量时的状态,以及时调整电缆;
有电极部分的电缆处于水下距水底1m高度;无电极部分电缆部分前端3m长度处于水上,其余部分处于水下;其中设置在无电极部分的电缆上的两个不锈钢套索设置在无电极部分距电缆上电极接头2m和2.5m位置。
2.根据权利要求1所述的一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,其特征在于,所述装置搭载平台上安装有GPS定位系统模块与移动电源。
3.根据权利要求1所述的一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,其特征在于,所述装置搭载平台的侧面设置有声呐测深装置和电导率传感器,所述声呐测深装置用于测量水体深度与地形信息,所述电导率传感器用于测量水体电导率。
4.根据权利要求1所述的一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,其特征在于,所述电法仪包括电法仪电源接口、电法仪测量电极接口、电法仪供电电极接口以及电法仪计算机接口。
5.一种水体渗漏探测用的快速扫描装置的控制方法,应用于权利要求1-4任一项所述的一种水体渗漏探测用的快速扫描装置,其特征在于,包括以下步骤:
利用在水面上行驶的装置搭载平台拖曳着悬浮在水下的电缆进行高密度电法快速扫描探测;
电法仪向水下施加电场,地下介质由于受到电场的影响而反映出不同的空间特质和特征响应,以视电阻率的形式表现出来,通过对比地层中不同的电阻率分布情况,来分析水底渗漏情况;
在采集电阻率数据的同时,采集水深、水体电阻率及地形信息,将其作为约束条件放到电阻率反演文件中,以对视电阻率的反演进行约束,得到真实值的电阻率分布模型图;
将电缆放置在距离水底1m的距离,可以更精确的探测到近水底固层的电阻率信息,同时也能达到更大的探测深度以及更小尺度的电阻率异常情况;运用Res2dinv软件进行数据反演,并插值得到三维立体模型,以刻画出目标水体渗漏位置及渗漏程度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310953837.7A CN116719092B (zh) | 2023-08-01 | 2023-08-01 | 一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310953837.7A CN116719092B (zh) | 2023-08-01 | 2023-08-01 | 一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116719092A CN116719092A (zh) | 2023-09-08 |
CN116719092B true CN116719092B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=87875439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310953837.7A Active CN116719092B (zh) | 2023-08-01 | 2023-08-01 | 一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116719092B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102933985A (zh) * | 2010-05-07 | 2013-02-13 | 马格塞斯公司 | 海底地震线缆记录装置 |
CN102923283A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-13 | 刘雁春 | 水下定深定高拖曳装置 |
CN104848900A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-19 | 国家海洋技术中心 | 阵列式海洋声信号测量系统 |
CN106646633A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-10 | 中国海洋大学 | 水域走航式探测海底气体喷发的系统及方法 |
CN109668940A (zh) * | 2018-07-28 | 2019-04-23 | 中国海洋大学 | 双缆式海底地下水排泄原位电学监测方法及装置 |
CN110703335A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-17 | 安徽理工大学 | 一种拖曳式的水底地质电法探测系统和方法 |
CN216468381U (zh) * | 2021-11-26 | 2022-05-10 | 海鹰企业集团有限责任公司 | 一种入水深度可调拖体拖曳系统 |
CN115453634A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-12-09 | 山东大学 | 输水渠道衬砌破损的水上联合物探检测扫描装置及方法 |
CN115656273A (zh) * | 2022-09-28 | 2023-01-31 | 安徽理工大学 | 一种电阻率检测防渗墙渗漏的弓形装置及方法 |
-
2023
- 2023-08-01 CN CN202310953837.7A patent/CN116719092B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102933985A (zh) * | 2010-05-07 | 2013-02-13 | 马格塞斯公司 | 海底地震线缆记录装置 |
CN102923283A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-13 | 刘雁春 | 水下定深定高拖曳装置 |
CN104848900A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-19 | 国家海洋技术中心 | 阵列式海洋声信号测量系统 |
CN106646633A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-10 | 中国海洋大学 | 水域走航式探测海底气体喷发的系统及方法 |
CN109668940A (zh) * | 2018-07-28 | 2019-04-23 | 中国海洋大学 | 双缆式海底地下水排泄原位电学监测方法及装置 |
CN110703335A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-17 | 安徽理工大学 | 一种拖曳式的水底地质电法探测系统和方法 |
CN216468381U (zh) * | 2021-11-26 | 2022-05-10 | 海鹰企业集团有限责任公司 | 一种入水深度可调拖体拖曳系统 |
CN115453634A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-12-09 | 山东大学 | 输水渠道衬砌破损的水上联合物探检测扫描装置及方法 |
CN115656273A (zh) * | 2022-09-28 | 2023-01-31 | 安徽理工大学 | 一种电阻率检测防渗墙渗漏的弓形装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116719092A (zh) | 2023-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112505750B (zh) | 一种深拖多道地震拖缆姿态确定方法及处理终端 | |
AU2019211746B2 (en) | Devices, methods, and systems for underwater surveying | |
US8067941B2 (en) | System for streamer electrical resistivity survey and method for analysis of underground structure below a riverbed | |
CN109668940B (zh) | 双缆式海底地下水排泄原位电学监测方法及装置 | |
CN113758645B (zh) | 一种堤坝渗漏入口探测装置及其探测方法 | |
CN110542708A (zh) | 一种滑坡预警系统及方法 | |
CN107462891B (zh) | 一种三点式深海潜标定位方法 | |
CN116337944A (zh) | 用于山体滑坡监测的高密度电法测量系统 | |
CN106918812A (zh) | 基于超声测距和三维重构技术的水下桥墩检测装置及方法 | |
CN116719092B (zh) | 一种水体渗漏探测用的快速扫描装置及方法 | |
KR20090081146A (ko) | 스트리머 전기비저항 탐사 시스템 및 이를 이용한 하저지반구조 해석 방법 | |
WO2017126975A1 (en) | Method for detection of electric fields surrounding a structure in an electrically conducting medium | |
CN115656273B (zh) | 一种电阻率检测防渗墙渗漏的弓形装置及方法 | |
CN116165718A (zh) | 土石坝渗流安全的测定方法、装置、电子设备及介质 | |
CN115453634A (zh) | 输水渠道衬砌破损的水上联合物探检测扫描装置及方法 | |
CN113960679B (zh) | 一种基于六面体磁探测装置的渗漏检测方法及装置 | |
CN110415348A (zh) | 一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统 | |
CN113568041B (zh) | 时移地震三维拖缆采集数据的可重复性分析方法及系统 | |
CN215180930U (zh) | 海底底质小尺度原位声学成像系统 | |
CN115469365A (zh) | 一种堤防渗漏探测方法、装置、电子设备以及存储介质 | |
KR20160011357A (ko) | 수변 구조물의 파이핑 위치 탐지 시스템 및 그 방법 | |
CN114488314A (zh) | 一种基于陆地与水下直流电联合测量的地质反演方法 | |
BR102012030628B1 (pt) | Método e aparelho para determinar características de uma região-alvo abaixo de um corpo de água | |
KR20160114382A (ko) | 수변 구조물의 누수위치 판단 방법 및 그 장치 | |
CN112596108B (zh) | Amt剖面探测方法、装置和设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |