自主研发三维电阻率成像系统可为堤坝做“CT”

◎本报记者 魏依晨

近期，南方多地持续出现强降雨。随着主汛期的全面到来，防汛形势日趋严峻。在江西一处堤坝上，东华理工大学地球物理与测控技术学院院长邓居智和同事一起，把一卷卷红色的电缆从车上拿下，并用其将钉入土内的钢钎（电极）连结起来。

“这些金属电极就是‘探测器’，布设电极后，就可以给堤坝做‘CT’。”邓居智说罢，和同事陈辉将电缆接到不远处的黄色设备上。不一会儿工夫，反映堤坝内部结构的电阻率曲线就在屏幕中显现出来。

邓居智介绍，启动与电缆连接的主机，电流便可在堤坝内传导。当遇到不同的地质体，电流密度会发生变化，进而地面测量电场也会随之改变。“你就想象是用电流将堤坝的三维图像画了出来。通过它，我们可以‘透视’坝体结构，快速判断堤坝是否存在空洞、裂缝、土层结合松散、管涌、渗流等隐患。”邓居智说，在防汛关键时期，堤坝隐患探查工作要放在日常，提前防范、提前预警。

邓居智所使用的仪器，是东华理工大学自主研发的DSDT－3型双分布式三维电阻率成像系统。以往，此类仪器多依靠国外进口。自2000年开始，他便开始关注工程与环境地球物理的相关问题。2007年的一次国际合作项目，让他坚定了研制三维电阻率成像系统的决心。

“其中核心技术在于供电和测量电极之间的智能切换，以及双分布式测量方式。网络查不到任何相关技术的具体资料，我们只能根据要实现的功能不断尝试。”邓居智说，从2007年开始，其团队研究了多套方法，经过反复测试，终于在2011年研制了具有自主知识产权的分布式三维电阻率“CT”系统样机。

如今，这套仪器已经升级到了第四代，不同的机型可以分别用于中深部铀资源勘探、地下空洞探测、堤坝隐患探测、垃圾填埋场渗漏探测及考古等领域。

2020年7月，江西连降暴雨，赣江、鄱阳湖流域遭受严重洪涝灾害。邓居智团队带着仪器直接上了抗洪一线。团队先后开展了100余公里的“堤坝CT体检”工作，排查并指导修复蚁穴、孔洞和管涌泡泉通道等隐患200余处。不仅如此，该系统还在江西省海昏侯墓考古、贵溪市雷溪乡突发地面塌陷应急探测中发挥了重要作用。

此外，该系统的检测效率也很高。在完成数据采集后，只需2—3个小时就能得到堤坝的三维电阻率结构图，如果情况紧急，半个小时便可获得二维成像图。