本發(fā)明屬于邊坡探測(cè)，具體涉及一種針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法、存儲(chǔ)介質(zhì)、設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、公路邊坡的失穩(wěn)與破壞往往與地下水密切相關(guān)。近年來，許多公路邊坡在短時(shí)間內(nèi)遭受強(qiáng)降雨，導(dǎo)致滑坡事件頻繁發(fā)生，不僅導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失，還危及人民群眾的生命安全。其中，管流是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)破壞的一個(gè)重要因素。管流通道是指受到土層中碎石以及大顆粒土體的影響，在邊坡內(nèi)部形成的連通通道，使得地下水能夠從邊坡內(nèi)部相對(duì)集中地流動(dòng)出來。當(dāng)邊坡所處地質(zhì)條件發(fā)生變化或坡體內(nèi)部發(fā)生小幅度崩塌時(shí)，可能會(huì)堵塞管流通道，導(dǎo)致地下水向坡體四周蔓延。這使得周圍土體中的孔隙被水填滿，從而導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度減小，土體顆粒間的摩擦阻力減小，土體的電導(dǎo)率增加等，進(jìn)而增加邊坡失穩(wěn)破壞的可能性。這不僅嚴(yán)重威脅公路的穩(wěn)定性，還會(huì)危及人民群眾的生命安全，給國(guó)家造成了嚴(yán)重的損失，因此針對(duì)邊坡地下水的探測(cè)就顯得尤為重要。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)邊坡地下水探查方法主要有鉆探、探井、洞探、主動(dòng)源電場(chǎng)法和被動(dòng)源電場(chǎng)法等。其中，鉆探、探井和洞探主要通過鉆孔、豎井等進(jìn)行穩(wěn)定水位的判斷；然而由于鉆探、探井和洞探通常是在孔內(nèi)進(jìn)行，只能反映個(gè)別位置的初見水位和穩(wěn)定水位，無法直觀、系統(tǒng)的反映邊坡整體區(qū)域內(nèi)的綜合變化，因此鉆探、探井和洞探均無法對(duì)邊坡地下水分布和流動(dòng)方向進(jìn)行有效探測(cè)；主動(dòng)源電場(chǎng)法主要通過低阻區(qū)判斷地下含水體的分布位置，當(dāng)邊坡的地下水位較高的情況下，主動(dòng)源電場(chǎng)法可以檢測(cè)反映出較大面積的低阻區(qū)域，判斷地下含水體的分布位置，然而主動(dòng)源電場(chǎng)法無法準(zhǔn)確判斷導(dǎo)水裂隙的位置，因此無法反映水流的流動(dòng)過程；被動(dòng)源電場(chǎng)法主要通過巖石或土壤的過濾吸附作用產(chǎn)生的電位差捕捉水流流動(dòng)信息，判斷地下水的流動(dòng)方向，然而被動(dòng)源電場(chǎng)法受氣候條件和地形地貌影響較大，最終使得測(cè)出的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，從而影響邊坡探測(cè)的準(zhǔn)確性；因此目前急需一種針對(duì)邊坡管流通道的探測(cè)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法，該方法通過主動(dòng)源電場(chǎng)法和被動(dòng)源電場(chǎng)法的結(jié)合，能綜合判斷出邊坡含水體的分布位置和地下水的運(yùn)移規(guī)律，從而精準(zhǔn)探測(cè)出邊坡下管流通道的分布，提升了邊坡地下水探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)。

3、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備。

4、本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)。

5、本發(fā)明的第一個(gè)目的可通過采用如下技術(shù)方案達(dá)到：

6、一種針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法，包括以下步驟：

7、s1、獲取待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間在整個(gè)降雨時(shí)期的初始電位數(shù)據(jù)；所述初始電位數(shù)據(jù)包括主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)和自然電位信號(hào)數(shù)據(jù)；

8、s2、對(duì)獲取到的所述主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)和自然電位信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲取得到預(yù)處理后的主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)和自然電位等值線圖；

9、s3、對(duì)所述預(yù)處理后的主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演分析得到所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間對(duì)應(yīng)的電阻率信息，然后根據(jù)所述電阻率信息繪制出所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間的電阻率剖面圖；

10、s4、根據(jù)電阻率剖面圖和自然電位等值線圖結(jié)合所述待測(cè)邊坡區(qū)域相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造特征，分析出所述待測(cè)邊坡區(qū)域的管流分布數(shù)據(jù)；所述管流分布數(shù)據(jù)包括管流平面位置、管流深度和管流流向路徑；

11、s5、通過所述管流分布數(shù)據(jù)得到所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間中的管流區(qū)域。

12、優(yōu)選的，所述整個(gè)降雨時(shí)期為降雨前兩個(gè)小時(shí)至降雨后兩個(gè)小時(shí)。

13、優(yōu)選的，步驟s2中所述預(yù)處理為去噪和濾波。

14、優(yōu)選的，步驟s4中所述管流平面位置和管流深度的獲取過程如下：

15、由于降水前后受地表水及山體水流匯入的影響，待測(cè)邊坡內(nèi)部含水量不同，因此通過分析整個(gè)降雨時(shí)期中待測(cè)邊坡的電阻率剖面圖的電阻率的變化情況即可定位處所述待測(cè)邊坡內(nèi)部各個(gè)區(qū)域的富水量的變化情況，通過所述待測(cè)邊坡內(nèi)部各個(gè)區(qū)域的富水量的變化情況可以判斷所述待測(cè)邊坡是否存在滲水通道，進(jìn)而能推斷出所述待測(cè)邊坡的管流平面位置和管流深度。

16、優(yōu)選的，步驟s4中所述管流流向路徑的獲取原理如下：

17、由于邊坡內(nèi)水體流動(dòng)過程中，受過濾-吸附作用影響，因此邊坡內(nèi)部存在滲流通道區(qū)域的自然電位會(huì)產(chǎn)生顯著變化，所述滲流通道區(qū)域位置的自然電位會(huì)明顯升高，因此當(dāng)所述待測(cè)邊坡的自然電位等值線圖中出現(xiàn)的明顯的“凸起”狀等值線時(shí)，表明所述待測(cè)邊坡內(nèi)存在滲流通道，從而得出所述待測(cè)邊坡的水體流動(dòng)方向信息，通過分析所述待測(cè)邊坡的水體流動(dòng)方向信息即可得出所述待測(cè)邊坡的管流流向路徑。

18、優(yōu)選的，步驟s5所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間中的管流區(qū)域通過該區(qū)域?qū)?yīng)的所述管流平面位置、管流深度和管流流向路徑進(jìn)行定位。

19、一種針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)所述的針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法，所述系統(tǒng)包括：

20、主動(dòng)源電位獲取模塊，用于采用主動(dòng)源電位法獲取待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間在整個(gè)降雨時(shí)期的主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)；

21、被動(dòng)源電位獲取模塊，用于采用被動(dòng)源電位法獲取待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間在整個(gè)降雨時(shí)期的自然電位信號(hào)數(shù)據(jù)；

22、預(yù)處理模塊，用于對(duì)所述主動(dòng)源電位獲取模塊和被動(dòng)源電位獲取模塊獲取到的所述主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)和自然電位信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)和自然電位信號(hào)數(shù)據(jù)；

23、電阻率剖面圖獲取模塊，用于對(duì)所述預(yù)處理后的主動(dòng)源電位信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演分析得到所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間對(duì)應(yīng)的電阻率信息，然后根據(jù)所述電阻率信息繪制出所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間的電阻率剖面圖；

24、自然電位等值線圖獲取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)處理后自然電位信號(hào)數(shù)據(jù)，繪制出所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間自然電位等值線圖；

25、管流分布數(shù)據(jù)獲取模塊，用于根據(jù)所述自然電位等值線圖獲取模塊得到的自然電位等值線圖和所述電阻率剖面圖獲取模塊得到的電阻率剖面圖結(jié)合所述待測(cè)邊坡區(qū)域相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造特征，分析出所述待測(cè)邊坡區(qū)域的管流分布數(shù)據(jù)；所述管流分布數(shù)據(jù)包括管流平面位置、管流深度和管流流向路徑；

26、管流區(qū)域標(biāo)定模塊，用于根據(jù)所述管流分布數(shù)據(jù)獲取模塊得到的所述管流分布數(shù)據(jù)推導(dǎo)出所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間中的管流區(qū)域；

27、管流區(qū)域顯示模塊，用于顯示所述管流區(qū)域標(biāo)定模塊獲取到的所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤空間中的管流區(qū)域。

28、優(yōu)選的，所述被動(dòng)源電位獲取模塊包括多個(gè)不極化電極、自然電位采集主機(jī)和控制系統(tǒng)，所述多個(gè)不極化電極呈陣列型均勻分布在所述待測(cè)邊坡區(qū)域的底部土壤中，所述多個(gè)不極化電極分別通過所述自然電位采集主機(jī)與所述控制系統(tǒng)連接，所述自然電位采集主機(jī)用于將所述多個(gè)不極化電極采集的電位轉(zhuǎn)換成自然電位信號(hào)數(shù)據(jù)并傳送到所述控制系統(tǒng)。

29、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括處理器以及用于存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行程序的存儲(chǔ)器，所述處理器執(zhí)行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述的針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法。

30、一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述的針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法。

31、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：

32、(1)本發(fā)明的一種針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法通過結(jié)合主動(dòng)源電場(chǎng)法和被動(dòng)源電場(chǎng)法并結(jié)合邊坡的地質(zhì)構(gòu)造特征，能綜合分析出邊坡區(qū)域中管流區(qū)域的管流平面位置、管流深度和管流流向路徑；，從而精準(zhǔn)探測(cè)出邊坡下管流通道的分布，提升了邊坡地下管流探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

33、(2)本發(fā)明的一種針對(duì)邊坡管流通道的綜合電場(chǎng)探測(cè)方法采用邊坡區(qū)域的降雨前-降雨中-降雨后三個(gè)時(shí)間點(diǎn)作為探測(cè)時(shí)間，最終使得邊坡管流通道的探測(cè)結(jié)果更加具有連續(xù)性、實(shí)時(shí)性和直觀性的特點(diǎn)，從而能更加有效的探測(cè)出邊坡下裂隙、孔隙中水的流動(dòng)方向，對(duì)邊坡中裂隙的分布、排水孔的設(shè)計(jì)有很好的指導(dǎo)作用。