CN117420177A - 一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法、设备及介质，属于土石结构水损监测技术领域，用于解决现有土石堤防结构的水侵蚀病害程度，难以实现及时的监测与预警，容易加剧渗漏破坏的隐患程度，增大了后期加固工程量的成本，并且极易产生水毁灾害的技术问题。方法包括：对土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到饱和度拟合曲线；构建土石堤防结构中处于时间变量下的电阻率变化曲线，对电阻率变化曲线进行异常变化位置的监测，得到电阻率异常变化点；对电阻率异常变化点进行水侵蚀状态评价，得到水侵蚀指数；对土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息。
Description
技术领域
本申请涉及土石结构水损监测领域，尤其涉及一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法、设备及介质。
背景技术
土石堤防结构在我国存量巨大，随着服役期的增长，大量土石结构被水逐步侵蚀，导致密实状态、变形及渗透状态发生变化。可靠的土石堤防结构密实及渗漏状态监测与评估方法将为堤防渗漏的前期预警提供可靠的技术支撑，可为早期处置提供可靠的工程决策依据。现有土石结构电阻率与其浸透、渗漏密切相关，通过监测其电阻率特征指标能较好的反应土石堤坝的稳定状态。
目前缺乏土石堤防工作状态的监测、评估技术，即无法对现有土石堤防结构的水侵蚀病害程度进行准确监测。同时，还难以实现堤防渗漏破坏的及时预警，容易加剧渗漏破坏的隐患程度，使后期加固处置的工程量成本进一步增加。
发明内容
本申请实施例提供了一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：现有土石堤防结构的水侵蚀病害程度，难以实现及时的监测与预警，容易加剧渗漏破坏的隐患程度，增大了后期加固工程量的成本，并且极易产生水毁灾害。
本申请实施例采用下述技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，包括：根据土石堤防结构的体积三维模型，将专用电极进行空间分布处理，得到所述专用电极的电极分布位置；基于在所述电极分布位置中的若干专用电极，对所述土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到所述岩石电阻率的饱和度拟合曲线；通过所述若干专用电极，构建所述土石堤防结构中处于时间变量下的电阻率变化曲线，并根据所述饱和度拟合曲线，对所述电阻率变化曲线进行异常变化位置的监测，得到电阻率异常变化点；对所述电阻率异常变化点进行水侵蚀状态评价，得到水侵蚀指数；根据所述水侵蚀指数以及所述电阻率异常变化点，对所述土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息。
本申请实施例通过对土石堤防结构进行基于电阻率的水侵蚀状态监测，能够根据监测到的不同水侵蚀指标以及对应的电阻率值，来实时确定出该土石堤防的风险状态，从而实现对土石堤防结构及时的监测与预警，防止进一步加剧渗漏破坏的隐患程度降低了了后期加固工程量的成本，同时还能更好的预防发生沉陷、坍塌、冲毁等水毁灾害。
在一种可行的实施方式中，根据土石堤防结构的体积三维模型，将专用电极进行空间分布处理，得到所述专用电极的电极分布位置，具体包括：通过预设的三维测绘扫描仪，对所述土石堤防结构进行空间扫描，确定出所述体积三维模型；对所述体积三维模型进行横向等间距划分，得到横向间距位置；根据所述体积三维模型的竖向高度差，对所述体积三维模型进行竖向分层处理，得到竖向间距位置；基于所述横向间距位置以及所述竖向间距位置，将所述专用电极进行预埋处理，并生成所述专用电极在所述体积三维模型中的电极分布位置。
在一种可行的实施方式中，在基于在所述电极分布位置中的若干专用电极，对所述土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到所述岩石电阻率的饱和度拟合曲线之前，所述方法还包括：根据，得到有关非饱和岩石电阻率和饱和度、孔隙率之间相互关系的电阻率模型；其中，/>为岩石电阻率；为孔隙水的电阻率；/>为岩性系数；/>为所述孔隙率；m为胶结系数；p为饱和度指数；/>为所述土石复合介质的历史水侵蚀指标系数。
在一种可行的实施方式中，基于在所述电极分布位置中的若干专用电极，对所述土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到所述岩石电阻率的饱和度拟合曲线，具体包括：将历史岩石电阻率与对应的历史吸水饱和度进行趋势曲线的构建，得到电阻率随饱和度变化曲线；其中，所述电阻率随饱和度变化曲线的横坐标为所述土石复合介质下的饱和度，纵坐标为岩石电阻率；所述历史岩石电阻率为相同土石复合介质下所采集的历史电阻率；通过所述电阻率模型，将所述电阻率随饱和度变化曲线进行基于拟合优度下的变化趋势拟合，得到所述饱和度拟合曲线。
在一种可行的实施方式中，通过所述若干专用电极，构建所述土石堤防结构中处于时间变量下的电阻率变化曲线，并根据所述饱和度拟合曲线，对所述电阻率变化曲线进行异常变化位置的监测，得到电阻率异常变化点，具体包括：根据预设的时间变量，采集所述土石堤防结构中若干专用电极的电阻变化率；其中，所述时间变量包括：日度时间量、周度时间量以及月度时间量；基于所述时间量以及所述电阻变化率，确定出所述电阻率变化曲线；根据所述饱和度拟合曲线，对所述电阻率变化曲线进行适应性拟合，确定出电阻率变化拟合曲线；将所述电阻率变化拟合曲线与所述饱和度拟合曲线进行多点对比监测，识别出曲线异常变化点；其中，所述曲线异常变化点为曲线不重合下的突出点以及凹陷点；基于所述曲线异常变化点以及其对应的电阻率值，确定出所述电阻率异常变化点。
在一种可行的实施方式中，对所述电阻率异常变化点进行水侵蚀状态评价，得到水侵蚀指数，具体包括：根据所述电阻率异常变化点中的电阻率值，将所述电阻率异常变化点进行阈值分类下的水侵蚀状态评价；根据，得到第一水侵蚀指数S；其中，/>为数学常数；/>为所述土石堤防结构的电阻率值，且/>的数值大于15；根据/>，得到第二水侵蚀指数/>；其中，/>的数值小于或者等于15；其中，所述水侵蚀指数包括：在电阻率值大于数值15下的第一水侵蚀指数以及在电阻率值小于或者等于数值15下的第二水侵蚀指数。
在一种可行的实施方式中，根据所述水侵蚀指数以及所述电阻率异常变化点，对所述土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息，具体包括：若所述电阻率异常变化点中的电阻率值大于第一预设阈值，且所述水侵蚀指数为符合第一预设指数值范围的第一水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为低风险信息；其中，所述第一预设指数值范围为（1，2）；若所述电阻率值小于或者等于所述第一预设阈值，且所述水侵蚀指数为符合第二预设指数值范围的第一水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为中风险信息；其中，所述第二预设指数值范围为[2，3）；若所述水侵蚀指数为符合第三预设指数值范围的第二水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为高风险信息；其中，所述第三预设指数值范围为小于或者等于0.1；若所述水侵蚀指数为符合第四预设指数值范围的第二水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为极高风险信息；其中，所述第四预设指数值范围为大于0.1。
在一种可行的实施方式中，在对所述土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息之后，所述方法还包括：若所述水侵蚀风险等级信息为所述低风险信息，则对所述土石堤防结构进行季度监测与状态评估，并生成季度水侵蚀状态报告；若所述水侵蚀风险等级信息为所述中风险信息，则对所述土石堤防结构进行月度监测与状态评估，并生成月度水侵蚀状态报告；若所述水侵蚀风险等级信息为所述高风险信息，则对所述土石堤防结构进行周度监测与状态评估，并生成周度水侵蚀状态报告；若所述水侵蚀风险等级信息为所述极高风险信息，则对所述土石堤防结构进行日度监测与状态评估，并生成日度水侵蚀状态报告，以使工作人员及时进行加固维护。
第二方面，本申请实施例还提供了一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测设备，所述设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一实施方式所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法。
第三方面，本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质为非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有至少一个程序，每个所述程序包括指令，所述指令当被终端执行时，使所述终端执行上述任一实施方式所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法。
本申请提供了一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法、设备及介质，与现有技术相比，本申请具有以下有益的技术效果：
本申请实施例通过对土石堤防结构进行基于电阻率的水侵蚀状态监测，能够根据监测到的不同水侵蚀指标以及对应的电阻率值，来实时确定出该土石堤防的风险状态，从而实现对土石堤防结构及时的监测与预警，防止进一步加剧渗漏破坏的隐患程度降低了了后期加固工程量的成本，同时还能更好的预防发生沉陷、坍塌、冲毁等水毁灾害。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种堤防电阻率监测结构布置图；
图3为本申请实施例提供的一种不同土石复合介质下的堤防吸水饱和稳定时的电阻率示意图；
图4为本申请实施例提供的一种有关岩石电阻率的饱和度拟合曲线示意图；
图5为本申请实施例提供的一种水侵蚀风险等级划分图表；
图6为本申请实施例提供的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，如图1所示，土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法具体包括步骤S101-S105：
S101、根据土石堤防结构的体积三维模型，将专用电极进行空间分布处理，得到专用电极的电极分布位置。
具体地，通过预设的三维测绘扫描仪，对土石堤防结构进行空间扫描，确定出体积三维模型。
进一步地，对体积三维模型进行横向等间距划分，得到横向间距位置。根据体积三维模型的竖向高度差，对体积三维模型进行竖向分层处理，得到竖向间距位置。
进一步地，基于横向间距位置以及竖向间距位置，将专用电极进行预埋处理，并生成专用电极在体积三维模型中的电极分布位置。
在一个实施例中，图2为本申请实施例提供的一种堤防电阻率监测结构布置图，如图2所示，在土石堤防结构中埋置方便可长期监测的专用电极，电极布置方式为基于土石结构体体积大小按照一定横向间距L，和一定竖向高差H分多层埋置。横向间距L和竖向间距高差H可以取值20m。
S102、基于在电极分布位置中的若干专用电极，对土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到岩石电阻率的饱和度拟合曲线。
具体地，根据，得到有关非饱和岩石电阻率和饱和度、孔隙率之间相互关系的电阻率模型。其中，/>为岩石电阻率；/>为孔隙水的电阻率；/>为岩性系数；/>为孔隙率；m为胶结系数；p为饱和度指数；/>为土石复合介质的历史水侵蚀指标系数。
进一步地，将历史岩石电阻率与对应的历史吸水饱和度进行趋势曲线的构建，得到电阻率随饱和度变化曲线。其中，电阻率随饱和度变化曲线的横坐标为土石复合介质下的饱和度，纵坐标为岩石电阻率；历史岩石电阻率为相同土石复合介质下所采集的历史电阻率。
进一步地，通过电阻率模型，将电阻率随饱和度变化曲线进行基于拟合优度下的变化趋势拟合，得到饱和度拟合曲线。
在一个实施例中，图3为本申请实施例提供的一种不同土石复合介质下的堤防吸水饱和稳定时的电阻率示意图，如图3所示，常用土石堤防在干燥或中湿状态是，电阻率ρ在（150～50），含水量增大ρ逐渐降低。
在一个实施例中，图4为本申请实施例提供的一种有关岩石电阻率的饱和度拟合曲线示意图，如图4所示，通过拟合土石复合介质电阻率随饱和度变化规律发现，各土石比试件电阻率随饱和度变化规律的拟合曲线总体效果良好，最好的是土石比 9:1压实度90%的试件，其拟合优度 R2为0.992，最差的是土石比5:5中压实度为 98%的试件，拟合优度 R2为0.657，拟合优度在0.9之上的占50%，在0.7之上的占93.75%，变化规律的理论拟合度非常高。拟合优度较差大部分出现在饱水初期，原因是土石复合介质吸水初期，饱水渗透过程导致试件的局部孔隙结构发生变化，从而引起电阻率突变。
作为一种可行的实施方式，在历史不同土石比与不同压实度试件，均可给出土石体材料渗透过程中电阻率变化范围及变化趋势，因此通过拟合后的不同土石比结构体材料电阻率随饱和度变化规律，可为采用电阻率手段检测土石结构体材料渗透破坏过程提供数据支撑。由于同一试件中理论上未发生改变，故其可视为常数，基于此，利用上述构建出的电阻率模型，可对电阻率随饱和度变化曲线结果进行拟合，即将历史岩石电阻率与对应的历史吸水饱和度进行趋势曲线的构建，得到电阻率随饱和度变化曲线，然后再通过电阻率模型，将电阻率随饱和度变化曲线进行基于拟合优度下的变化趋势拟合，得到如图4中在土石比f=9:1下，不同压实度的饱和度拟合曲线。
S103、通过若干专用电极，构建土石堤防结构中处于时间变量下的电阻率变化曲线，并根据饱和度拟合曲线，对电阻率变化曲线进行异常变化位置的监测，得到电阻率异常变化点。
具体地，根据预设的时间变量，采集土石堤防结构中若干专用电极的电阻变化率。其中，时间变量包括：日度时间量、周度时间量以及月度时间量。
进一步地，基于时间量以及电阻变化率，确定出电阻率变化曲线。根据饱和度拟合曲线，对电阻率变化曲线进行适应性拟合，确定出电阻率变化拟合曲线。
进一步地，将电阻率变化拟合曲线与饱和度拟合曲线进行多点对比监测，识别出曲线异常变化点。其中，曲线异常变化点为曲线不重合下的突出点以及凹陷点。
进一步地，基于曲线异常变化点以及其对应的电阻率值，确定出电阻率异常变化点。
S104、对电阻率异常变化点进行水侵蚀状态评价，得到水侵蚀指数。
具体地，根据电阻率异常变化点中的电阻率值，将电阻率异常变化点进行阈值分类下的水侵蚀状态评价。
进一步地，根据，得到第一水侵蚀指数S。其中，/>为数学常数。/>为土石堤防结构的电阻率值，且/>的数值大于15。
进一步地，根据，得到第二水侵蚀指数/>。其中，/>的数值小于或者等于15。
其中，水侵蚀指数包括：在电阻率值大于数值15下的第一水侵蚀指数以及在电阻率值小于或者等于数值15下的第二水侵蚀指数。
在一个实施例中，土体受到渗流压力初期时，土体首次吸水，初始电阻率大幅下降，孔隙内导电性不好的气体被导电性较好的水体挤出，所以土体的饱和度增大，土体的密实性能变差，电阻率减小。此时的风险预估可定义为与饱和度指数相关的水侵蚀指数S来判断。
S105、根据水侵蚀指数以及电阻率异常变化点，对土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息。
具体地，若电阻率异常变化点中的电阻率值大于第一预设阈值，且水侵蚀指数为符合第一预设指数值范围的第一水侵蚀指数，则将水侵蚀风险等级信息确定为低风险信息。其中，第一预设指数值范围为（1，2）。
若电阻率值小于或者等于第一预设阈值，且水侵蚀指数为符合第二预设指数值范围的第一水侵蚀指数，则将水侵蚀风险等级信息确定为中风险信息。其中，第二预设指数值范围为[2，3）。
若水侵蚀指数为符合第三预设指数值范围的第二水侵蚀指数，则将水侵蚀风险等级信息确定为高风险信息。其中，第三预设指数值范围为小于或者等于0.1。
若水侵蚀指数为符合第四预设指数值范围的第二水侵蚀指数，则将水侵蚀风险等级信息确定为极高风险信息。其中，第四预设指数值范围为大于0.1。
需要说明的是，随水的长期作用，土石堤防渗流压力增大，浸润到土体中的水体越来越多，电阻率越来越差，细小泥土颗粒不断被带走，即土体受到的水侵蚀病害越来越严重。通过研究发现，当土石结构出现微小孔洞，渗漏加剧、产生渗流通道时，电阻率进一步会产生局部或整体的波动，这个时期的水侵蚀病害程度已处于极高风险范围，极易发生沉陷、坍塌、冲毁等水毁灾害。
在一个实施例中，图5为本申请实施例提供的一种水侵蚀风险等级划分图表，如图5所示，对土石堤防结构进行水损害风险评估划分，可基于电阻率变化的水侵蚀指数S，S处于(1，2)范围内是为低风险信息，S处于[2，3)为中风险信息。当电阻率出现ρ≤15时，S为高风险信息，且当局部层位的∆ρ变化超过0.1时为极高风险信息。
作为一种可行的实施方式，常用土石结构堤防的初始电阻率ρ大于50Ωm，介于50～150，自水体慢慢浸润开始，电阻率逐渐降低，土石体饱和度趋于1，并多次饱和后趋于暂时平稳。当电阻率ρ/>50Ω/>m时，水侵蚀指数S的范围处于(1，2)，此时为低风险范围。当水体渗流至土体趋于饱和，电阻率趋于平稳处于10＜ρ≤50时，水侵蚀指数S的范围处于[2，3)。
进一步地，若水侵蚀风险等级信息为低风险信息，则对土石堤防结构进行季度监测与状态评估，并生成季度水侵蚀状态报告。
若水侵蚀风险等级信息为中风险信息，则对土石堤防结构进行月度监测与状态评估，并生成月度水侵蚀状态报告。
若水侵蚀风险等级信息为高风险信息，则对土石堤防结构进行周度监测与状态评估，并生成周度水侵蚀状态报告。
若水侵蚀风险等级信息为极高风险信息，则对土石堤防结构进行日度监测与状态评估，并生成日度水侵蚀状态报告，以使工作人员及时进行加固维护。
作为一种可行的实施方式，当S处于(1，2)时，只需进行季度监测分析与状态评估。当S处于[2，3) 时，需进行月度监测分析与状态评估；当土石结构的电阻率ρ≤15，说明堤防内部局部层位已经出现微小孔洞，渗漏加剧、产生渗流通道需进行周监测分析与状态评估，当局部S大于0.1时，即时安排定量化检测并根据检测结果及时安排注浆加固等处置措施。
本申请实施通过对土石堤防结构进行基于电阻率的水侵蚀状态监测，能够根据监测到的不同水侵蚀指标以及对应的电阻率值，来实时确定出该土石堤防的风险状态，从而实现对土石堤防结构及时的监测与预警，防止进一步加剧渗漏破坏的隐患程度降低了了后期加固工程量的成本，同时还能更好的预防发生沉陷、坍塌、冲毁等水毁灾害。
另外，本申请实施例还提供了一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测设备，如图6所示，土石堤防结构的水侵蚀状态监测设备600具体包括：
至少一个处理器601。以及，与至少一个处理器601通信连接的存储器602。其中，存储器602存储有能够被至少一个处理器601执行的指令，以使至少一个处理器601能够执行：
根据土石堤防结构的体积三维模型，将专用电极进行空间分布处理，得到专用电极的电极分布位置；
基于在电极分布位置中的若干专用电极，对土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到岩石电阻率的饱和度拟合曲线；
通过若干专用电极，构建土石堤防结构中处于时间变量下的电阻率变化曲线，并根据饱和度拟合曲线，对电阻率变化曲线进行异常变化位置的监测，得到电阻率异常变化点；
对电阻率异常变化点进行水侵蚀状态评价，得到水侵蚀指数；
根据水侵蚀指数以及电阻率异常变化点，对土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (ROM) 或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附说明书的范围内。在一些情况下，在说明书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请的实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的说明书范围之内。
Claims (10)
1.一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，所述方法包括：
根据土石堤防结构的体积三维模型，将专用电极进行空间分布处理，得到所述专用电极的电极分布位置；
基于在所述电极分布位置中的若干专用电极，对所述土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到所述岩石电阻率的饱和度拟合曲线；
通过所述若干专用电极，构建所述土石堤防结构中处于时间变量下的电阻率变化曲线，并根据所述饱和度拟合曲线，对所述电阻率变化曲线进行异常变化位置的监测，得到电阻率异常变化点；
对所述电阻率异常变化点进行水侵蚀状态评价，得到水侵蚀指数；
根据所述水侵蚀指数以及所述电阻率异常变化点，对所述土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息。
2.根据权利要求1所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，根据土石堤防结构的体积三维模型，将专用电极进行空间分布处理，得到所述专用电极的电极分布位置，具体包括：
通过预设的三维测绘扫描仪，对所述土石堤防结构进行空间扫描，确定出所述体积三维模型；
对所述体积三维模型进行横向等间距划分，得到横向间距位置；
根据所述体积三维模型的竖向高度差，对所述体积三维模型进行竖向分层处理，得到竖向间距位置；
基于所述横向间距位置以及所述竖向间距位置，将所述专用电极进行预埋处理，并生成所述专用电极在所述体积三维模型中的电极分布位置。
3.根据权利要求1所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，在基于在所述电极分布位置中的若干专用电极，对所述土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到所述岩石电阻率的饱和度拟合曲线之前，所述方法还包括：
根据，得到有关非饱和岩石电阻率和饱和度、孔隙率之间相互关系的电阻率模型；其中，/>为岩石电阻率；/>为孔隙水的电阻率；/>为岩性系数；/>为所述孔隙率；m为胶结系数；p为饱和度指数；/>为所述土石复合介质的历史水侵蚀指标系数。
4.根据权利要求3所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，基于在所述电极分布位置中的若干专用电极，对所述土石堤防结构中的土石复合介质进行有关岩石电阻率的吸水饱和度曲线变化拟合，得到所述岩石电阻率的饱和度拟合曲线，具体包括：
将历史岩石电阻率与对应的历史吸水饱和度进行趋势曲线的构建，得到电阻率随饱和度变化曲线；其中，所述电阻率随饱和度变化曲线的横坐标为所述土石复合介质下的饱和度，纵坐标为岩石电阻率；所述历史岩石电阻率为相同土石复合介质下所采集的历史电阻率；
通过所述电阻率模型，将所述电阻率随饱和度变化曲线进行基于拟合优度下的变化趋势拟合，得到所述饱和度拟合曲线。
5.根据权利要求1所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，通过所述若干专用电极，构建所述土石堤防结构中处于时间变量下的电阻率变化曲线，并根据所述饱和度拟合曲线，对所述电阻率变化曲线进行异常变化位置的监测，得到电阻率异常变化点，具体包括：
根据预设的时间变量，采集所述土石堤防结构中若干专用电极的电阻变化率；其中，所述时间变量包括：日度时间量、周度时间量以及月度时间量；
基于所述时间量以及所述电阻变化率，确定出所述电阻率变化曲线；
根据所述饱和度拟合曲线，对所述电阻率变化曲线进行适应性拟合，确定出电阻率变化拟合曲线；
将所述电阻率变化拟合曲线与所述饱和度拟合曲线进行多点对比监测，识别出曲线异常变化点；其中，所述曲线异常变化点为曲线不重合下的突出点以及凹陷点；
基于所述曲线异常变化点以及其对应的电阻率值，确定出所述电阻率异常变化点。
6.根据权利要求1所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，对所述电阻率异常变化点进行水侵蚀状态评价，得到水侵蚀指数，具体包括：
根据所述电阻率异常变化点中的电阻率值，将所述电阻率异常变化点进行阈值分类下的水侵蚀状态评价；
根据，得到第一水侵蚀指数S；其中，/>为数学常数；/>为所述土石堤防结构的电阻率值，且/>的数值大于15；
根据，得到第二水侵蚀指数/>；其中，/>的数值小于或者等于15；
其中，所述水侵蚀指数包括：在电阻率值大于数值15下的第一水侵蚀指数以及在电阻率值小于或者等于数值15下的第二水侵蚀指数。
7.根据权利要求1所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，根据所述水侵蚀指数以及所述电阻率异常变化点，对所述土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息，具体包括：
若所述电阻率异常变化点中的电阻率值大于第一预设阈值，且所述水侵蚀指数为符合第一预设指数值范围的第一水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为低风险信息；其中，所述第一预设指数值范围为（1，2）；
若所述电阻率值小于或者等于所述第一预设阈值，且所述水侵蚀指数为符合第二预设指数值范围的第一水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为中风险信息；其中，所述第二预设指数值范围为[2，3）；
若所述水侵蚀指数为符合第三预设指数值范围的第二水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为高风险信息；其中，所述第三预设指数值范围为小于或者等于0.1；
若所述水侵蚀指数为符合第四预设指数值范围的第二水侵蚀指数，则将所述水侵蚀风险等级信息确定为极高风险信息；其中，所述第四预设指数值范围为大于0.1。
8.根据权利要求7所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法，其特征在于，在对所述土石堤防结构进行风险评估，得到水侵蚀风险等级信息之后，所述方法还包括：
若所述水侵蚀风险等级信息为所述低风险信息，则对所述土石堤防结构进行季度监测与状态评估，并生成季度水侵蚀状态报告；
若所述水侵蚀风险等级信息为所述中风险信息，则对所述土石堤防结构进行月度监测与状态评估，并生成月度水侵蚀状态报告；
若所述水侵蚀风险等级信息为所述高风险信息，则对所述土石堤防结构进行周度监测与状态评估，并生成周度水侵蚀状态报告；
若所述水侵蚀风险等级信息为所述极高风险信息，则对所述土石堤防结构进行日度监测与状态评估，并生成日度水侵蚀状态报告，以使工作人员及时进行加固维护。
9.一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行根据权利要求1-8任一项所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法。
10.一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质为非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有至少一个程序，每个所述程序包括指令，所述指令当被终端执行时，使所述终端执行根据权利要求1-8任一项所述的一种土石堤防结构的水侵蚀状态监测方法。
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|---|---|
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