输水管道泄漏的探地雷达检测原理和现象机理分析

作     者：郭新蕾 郑飞飞 马朝猛 柴端伍 付辉 崔海涛 GUO Xinlei;ZHENG Feifei;MA Chaomeng;CHAI Duanwu;FU Hui;CUI Haitao

作者机构：中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 大连中睿科技发展有限公司辽宁大连116002 

出 版 物：《水利学报》 (Journal of Hydraulic Engineering)

年 卷 期：2021年第52卷第7期

页      面：781-792页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 081504[工学-水利水电工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划课题(2016YFC0400605) 中国水科院科研专项(HY0145B802017) 

主　　题：输水管道 泄漏 探地雷达 图像识别 孔下回波 

摘      要：基于探地雷达检测输水管道泄漏是近年发展起来的一种很有前景、实用性很高的无损检测技术,国内在这方面的研究处于起步阶段,尚缺乏仪器设备研发和对漏水的现象、机理与反馈图像的比对研究。本文搭建了输水管道漏损雷达检测试验平台,开展了输水钢管漏水试验和检测试验,对比研究了无泄漏、有泄漏以及泄漏后、泄漏时等工况下典型测线雷达回波图像的异同,并反演了漏水工况的泄漏范围。结果表明:当管道泄漏后,泄漏水引起管道周围土壤介电常数显著变化,湿沙状态下平行管道测线雷达回波下移,呈明显的“V型,垂直方向测线的回波双曲线形态更加陡峭,斜率更大,该畸变规律有利于锁定大致泄漏范围。“箭形回波和“孔下回波是区分管道泄漏时和泄漏后的雷达回波关键典型特征,尤其较为清晰的孔下回波亮斑是正在发生小泄漏的典型回波图像特征,且具有规律性。对于管道不停水泄漏的检测,如能辨识出箭形回波和孔下回波,即可实现泄漏的快速定位。试验验证了利用探地雷达检测输水管道泄漏的有效性,并为漏损探地雷达检测设备和软件的研发提供支撑。