每年汛期，我国长江水系沿岸的城市都会面临较大的防汛减灾压力。洪水漫堤和破堤带来的安全隐患和财产损失巨大，结合巡查中发现的堤坝渗漏情况，对具有潜在“洞、缝、松”三类主要隐患的堤坝进行工程勘察，通过采用地球物理勘探手段查明坝体结构和含水分布情况，圈定需要采取坝基加固、坝体阻滑的重点区间，提高防汛减灾工作的针对性和时效性。2020年历史性特大洪水给安徽省带来了十分严重的洪涝灾害，裕溪河作为巢湖通江河道，此次受到江水倒灌和巢湖水位突破历史极值的双重压力，堤坝受高水位长期浸泡，渗漏严重，部分堤坝出现崩岸。在应急救援的工作要求下，对裕溪河入江口的多处隐患堤坝开展地球物理勘探工作，使用电、磁、震多方法进行综合勘探，通过数据相互论证，推断坝体内部结构和含水分布情况。1“巡查+勘察”的工作模式简述巡查是防汛工作的一种常规手段，通常是组织人员按堤坝斜坡倾向站成一排，用脚踩的方式，向一个方向统一前进，遇到散浸或渗漏点，及时用铁锹开沟、铺石、导流，并定时观察流水的速度和浑浊度来判断渗漏趋势。这种手段类似于工程勘察中的踏勘阶段，优点在于可以快速排查堤坝渗漏隐患点并及时采取防治措施。由于堤坝渗漏的普遍性和坝体的不均质性，巡查存在一定的局限性。第一，无法区别渗漏的普遍性和特殊性。堤坝渗漏不仅在汛期会出现，在非汛期堤坝也会有渗漏迹象，只是汛期出现渗漏迹象更为普遍，巡查很难区分渗漏隐患增多的特殊性。第二，无法识别坝体的内部结构。长江沿线的内河堤坝在目前的工程建设中很难按照统一的标准和规范达到防波堤和护岸的建设要求，坝体填充物可能是混凝土、碎石、黏土，甚至是废渣，这种坝体的不均质性是巡查无法查明的。“巡查+勘察”的模式能够在发挥巡查优势的基础上弥补不足。由于堤坝巡查的短板在于无法识别堤坝内部结构和含水分布特征，在勘察手段中，工程地质测绘和遥感影像解译的作用并不突出，主要应用工程勘察中的地球物理勘探方法，并逐步探索地理信息系统（GIS）的应用。其中地球物理勘探方法主要包括高密度电阻率法、天然源面波法、自然电场法和地质雷达法，通过不同方法的综合应用，查找坝体淤泥质软弱层或局部软弱地段、砂质土层渗水带，评价坝体密实度、渗水程度、富水性及危险性，圈定坝体异常点空间范围，从而识别坝体可能存在的薄弱带、空洞和管涌等隐患，为防汛工作提供更加有效和科学的参考依据。2地球物理勘探方法在堤坝勘察中的作用评价2.1高密度电法高密度电法是以岩、土导电性的差异为基础的一种阵列电法勘探方法，通过研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律，推断不同电阻率异常指示的地质体的赋存情况。裕溪河堤坝高密度电法剖面如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.014.F001图1裕溪河堤坝高密度电法剖面从图1实测视电阻率可以看出，坝顶5 m以下范围显示相对低阻，剖面5~15 m为坝基以下深度范围显示的连续稳定高阻，且层序较为清晰，根据地质资料和高密度电阻率法数据，判断坝体0~5 m地层以黏土质为主、5 m以下地层以砂质为主，坝体较为均质。在坝体以下约5 m、点位113~142区间内出现电阻率曲线呈凸起状，据此推断该区间是由于渗漏造成局部泥土流水，从而导致砂质含量较高导致电阻率较大，高密度电阻率法异常划分区段与现场巡查过程发现的渗漏点相吻合。最后在坝体南侧，在坝体以下约5 m、点位150~170区间出现低电阻率，但未出现曲线突变，据此判断该区间富水性较强。2.2天然面波法天然面波法是利用环境背景噪声作为视震源的微震勘查方法。其突出优势在于抗干扰能力强，在堤坝抢险施工过程中，可以快速高效完成堤坝地层结构划分和薄弱带的圈定。在坝顶以下2.5 m、点位145~165区间存在相对低速区域，结合已知渗漏点位置，推断该区间富水性强，为薄弱带，在随后的巡查中发现该区间出现新漏水点，进一步佐证了勘察的推断结果。在坝顶以下8~14 m、135~165区间存在相对低速区域，推断为薄弱带。在坝顶以下15 m，见明显高速区，弹性界面清晰，据此将堤坝自下而上分为垫层、基层、面层和表层。无为大堤天然面波法剖面如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.014.F002图2无为大堤天然面波法剖面2.3自然电场法自然电场法是利用天然稳流电场进行地质勘查的一种物探方法。堤坝内部的岩石颗粒与周围溶液间存在双电层，其中靠近岩石颗粒的一侧带负电，靠近溶液的一侧带正电，整个系统呈电性平衡状态。在堤坝出现渗漏隐患后，水流沿坝体内部空隙形成狭窄运移通道，溶液中的正离子被水流带走，电性平衡被打破，产生极化并于通道内形成电位差，对这种电动效应引起的过滤电场进行识别，将正电位作为水流起点、负电位作为水流终点，据此推断堤坝内部流水走向。但是此次勘察由于迎水面水位过高，剖面难以布置，只在背水面进行了单线布置，垂直堤坝的流水走向无法推断，但可以发现连续单一剖面的电位梯度存在明显起伏，对比巡查过程中发现的渗漏隐患点，可以推断出后期可能会发生渗漏的位置。除上述三种方法外，还采用了地质雷达法，综合对比分析之后发现，不同方法的侧重点不同，各有优缺。地质雷达法的最大特点是速度快，对渗漏点的快速识别能够减少巡查过程中的人力投入，对堤坝层序的快速划分能够识别坝体破碎带和空洞，但是汛期堤坝受高水位长期浸泡，电阻率通常低于100 Ω·m，探测深度受限。自然电场法能够查找堤坝内部的渗漏通道，推断堤坝迎水面的进水口，对精准选择位置铺设防浪布具有参考作用。天然面波法能够较快识别堤坝内部的含水分布情况、划定薄弱带，对提高巡查的针对性有参考价值，但是对于浅部的堤坝内部结构区分度不高。高密度电法能够通过调整点距和装置，较为精准地区分坝体内部结构和含水分布情况，但也存在受施工条件制约因素较多、抗干扰能力弱的缺点。3结语实践表明，在防汛的特定时期，对隐患堤坝进行地球物理勘探，方法技术可行、成果资料具有参考价值，有利于防汛工作在应急救援时科学高效调配人力物资，为抗洪抢险提供更为精准的靶区。同时，也为后期的水利修缮工作提供科学决策依据，真正做到防患于未然。地球物理勘探作为工程勘察的一种方法，在防汛工作中起到的参考价值是相对静态的，而汛情受降雨和上游洪峰影响，存在较大不确定性，实现实时动态监测和数据的科学推演需要使用工程勘察的另一方种法，即地理信息系统（GIS）。综上，将成熟的方法技术应用到防汛工作的事前、事中、事后，建立起“以巡查定勘查靶区，以勘查定防汛”重点的“防汛+勘察”模式具有重要的研究意义和实践价值。