多维雷达结合瞬变电磁法在海塘隐患探测中的应用.pdf

2021发展需求的高精专人才队伍；夯实基层水利治理体系，健全基层专业化队伍与技术型服务组织。2）发挥流域专职机构作用。充分发挥钱塘江流域专职机构主力军作用，强化其法定和授权职责的履行，重点做好 3 项工作：做好流域内以河湖管理和全域幸福河湖建设管理为重点的事务性工作。做好以数字孪生流域建设为重点的流域监测感知、信息共享等工作。做好流域治理专职工作与河湖长制高度融合为重点的创新机制顶层建设。4 结 语流域治理是一项既传统又现代的课题，是人与自然不断斗争和传统文明向现代文明探索前行的主阵地之一。本文从“中国式现代化”立场出发，探讨分析了流域治理及其体系的现代化内涵，探索提出了完善流域治理现代化具体体系、核心维度及其工作要义，在分析流域治理现状与发展形势基础上，进一步提出适应钱塘江流域的现代治理体系与治理能力的举措，供浙江省深化钱塘江流域治理改革作借鉴。参考文献：1 纪平.坚持流域系统观念促进人与自然和谐共生 J.中国水利，2023（4）：3.2 张雷，鲁春霞，李江苏.中国大河流域开发与国家文明发育 J.黄河文明与可持续发展，2014（1）：1-11.3 陈坤.我国历史上的流域管理 J.管理观察，2010（33）：2.4 王秉杰.流域管理的形成、特征及发展趋势 J.环境科学研究，2013，26（4）：452-456.5 马建华.稳步推进长江流域综合管理的思考 J.中国水利，2014（6）：34-37.6 马建华.切实履行流域管理机构职责全力保障国家“江河战略”落地见效 J.中国水利，2022（21）：15-19.7 马林云.马林云在浙江日报发表署名文章：夯实水利基础 助力共同富裕 J.浙江水利科技，2022，50（2）：44.（责任编辑 姚小槐）第 5 期/总第 249 期浙 江 水 利 科 技多维雷达结合瞬变电磁法在海塘隐患探测中的应用余延芬1，王海礼2，胡海忠1，杨瑞东1（1.浙江省钱塘江流域中心，浙江 杭州 310016；2.浙江省钱塘江管理局勘测设计院，浙江 杭州 310016）摘 要：海塘是重要的防洪御潮工程，其隐患探测是水利工程的一个重要课题。在现有地球物理探测方法中，结合钱塘江海塘特点，进一步对海塘隐患探测技术设备参数进行比选。为提高海塘隐患探测结果的准确性，将多维地质雷达和瞬变电磁法相结合，全面排查目标段海塘空洞、脱空、疏松、富水体等隐患，并依托现有工程进行试验检测、开挖验证，建立较为完善的海塘隐患探测体系，总结形成一套无损、准确、高效、低成本的海塘隐患综合物理探测方法。关键词：海塘工程；探地雷达；瞬变电磁法；水工构筑物中图分类号：P631；U656.314 文献标志码：A 文章编号：1008-701X（2023）05-0021-06DOI：10.13641/ki.33-1162/tv.2023.05.005Application of Multi-dimensional Radar Combined with Transient Electromagnetic Method in the Detection of Hidden Dangers in SeawallsYU Yanfen1，WANG Haili2，HU Haizhong1，YANG Ruidong1（1.Zhejiang Qiantang River Basin Management Center，Hangzhou 310016，Zhejiang，China；2.Survey and Design Institute of Zhejiang Qiantang River Management Bureau，Hangzhou 310016，Zhejiang，China）Abstract：Seawalls are an important kind of tide control projects，and the hidden danger detection is an important subject of hydraulic engineering.Considering the characteristics of the seawalls of the Qiantang River，a comparative study is carried out on the selection of technical equipment among the existing geophysical exploration methods for the detection of hidden dangers in the seawalls.Multi-dimensional geo-radar and TEM are used for mutual verification and analysis，so as to improve the accuracy of detection results of hidden dike hazards，comprehensively investigate hidden hazards of seawalls in the target section，such as cavity，void，loose and eutrophicated water，etc.Based on test detection and excavation verification of existing projects，a relatively complete seawall hidden danger detection system is established，and a set of non-destructive，accurate，efficient and low-cost detection methods suitable for seawall detection is summarized.Key words：seawall engineering；ground penetrating radar；transient electromagnetic method；hydraulic structures收稿日期：2023-04-11基金项目：浙江省水利科技项目（RC2205）作者简介：余延芬（1969），女，高级工程师，大学本科，主要从事水利工程管理工作。email：0 引 言海塘在长期运行过程中，受到复杂的自然条件和人为因素影响，其防渗体系随时都在发生变化，甚至出现隐患。譬如：受潮水冲刷、人类活动、动物破坏、雨水侵蚀等因素的影响，海塘会出现裂缝、空洞、脱空及富水松软等现象1-3；部分海塘由于历史原因，塘身填筑材料复杂、填筑质量差，存在较大安全隐患。随着科学技术发展，近 20 年来，在以物理探测方法为主的无损探测领域，海塘工程探测技术研究成果丰硕。但由于海塘结构复杂且所第 5 期 总第 249 期2023 年 9 月浙 江 水 利 科 技Zhejiang HydrotechnicsNo.5 Total No.249Sept.20232223处环境恶劣，以及考虑到物理探测方法反演结果具有多解性4-5，利用单一的物理探测方法难以全面了解海塘隐患情况，因此需要不断摸索和尝试，在创新和实践的基础上，进一步寻找适合海塘隐患探测的准确、高效、无损的综合物理探测方法。1 探测技术路线钱塘江海塘断面结构及填筑材料复杂，同时受强涌潮影响，迎水面水位变化幅度大，加大了隐患探测难度。全面调研现有探测技术并对探测设备及参数进行比选，采取的主要技术路线为：浅部隐患探测以探地雷达为主，采用国内首创多维地下病害雷达检测系统，配备“车载二维+车载三维”、“低频+高频”雷达协作，兼顾探测深度与分辨率，多源、多模式探测，实现多维度时空大数据分析与海塘堤坝风险预警；深层探测以瞬变电磁法6为主，为克服海塘高背景噪音、高级二次场微弱信号等难题，实施过程中增大发射线圈的发射电流；联合探测和综合分析，排查隐患大小、范围、位置及类型；人工钻孔验证，互为印证和补充。多维雷达结合瞬变电法技术路线见图 1。?1?2?1?2?图 1 多维雷达结合瞬变电法技术路线图2 探测设备参数比选2.1 探地雷达法2.1.1 参数标定影响探地雷达解译的因素众多，实施前采用地面耦合天线结合钻孔法对塘身浆砌块石结构、塘身草皮（砂土质）相对介电常数进行标定，结果见表1。表 1 探测目标相对介电常数标定表点位埋深/m实测相对介电常数平均相对介电常数 备注低水位高水位低水位高水位10.204.006.005.006.20浆砌块石结构介电标定20.255.006.4030.305.006.4040.359.0010.009.0010.00草皮（砂土质）介电标定50.4010.0010.0060.409.0010.00采用己知深度目标换算法进行电磁波速度取值计算，根据公式 T=K 2D/V 计算电磁波传播速度：浆砌块石平均波速 0.12 m/ns，草皮平均波速0.10 m/ns。结合现场情况，经标定确定探地雷达参数：采样点 512 个，采样频率 5.12 GHz，天线中心频率 200 MHz，测量轮精度 2 cm，探测时窗100 ns。2.1.2 频率比选根据探地雷达特性，一般天线频率越高，探测深度越浅，分辨率越高；天线频率越低，探测深度越深，分辨率越低。为保障达到最佳检测效果，本次探测分别对 100、200、500 MHz 天线进行比测。比测结果显示：3 种频率的天线在病害处均有异常响应，但效果不同。500 MHz 天线能明显识别病害异常，边界清晰，分辨率较高，但探测深度较浅；100 MHz 天线部分浅层信号被掩盖，边界有误差，探测深度深，但浅层分辨率较低；200 MHz 天线探测效果最好，异常响应明显，对干扰信号的过滤效果较好，探测深度适宜。2.1.3 高、低潮位对比同一测线上分别对高、低潮位采集的雷达剖面图进行比对分析，结果显示：浅层异常基本不受影响，高、低潮位探测效果基本一致；深层差异较大，高潮位时深层的多次反射波多于低潮位，为确保探余延芬，等：多维雷达结合瞬变电磁法在海塘隐患探测中的应用测效果宜在低潮位时进行探测。2.1.4 多维雷达比选试验中二、三维一体探地雷达的产品配套基于高精度定位系统，AI 智能解译的二、三维一体化数据处理软件快速生成深度切片，并具备海塘堤坝病害体机器识别功能，大大提升了堤坝病害检测效率和准确率。同一测线上二维雷达和三维雷达采集的雷达剖面图以及对空洞病害的探测效果都非常清晰，但三维雷达的探测效果更加直观（见图 2）。通过以上对比测试，得到探地雷达法海塘病害体异常图像特征（见表 2）。图 2 200 MHz 三维雷达空洞病害切片图表 2 探地雷达法海塘病害体异常图像特征表病害体波组特征振幅相位与频谱空洞近似球形空洞反射波组表现为倒悬双曲线形态；近似方形空洞反射波表现为正向连续平板状形态；多次波、绕射波明显，重复次数较多整体振幅强，衰减很慢顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；频率高于背景场脱空顶部形成连续反射波组，似平板状；多次波明显，重复次数较少整体振幅强，衰减很慢顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向，底部反射不易观测；频率高于背景场疏松体顶部形成连续反射波组；多次波、绕射波较明显；内部波形结构杂乱，同相轴很不连续整体振幅强，衰减很慢顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；频率高于背景场富水体顶部形成连续反射波组；两侧绕射波、底部反射波、多次波不明显顶部反射波振幅强，衰减很快顶部反射波与入射波反向，底部反射波与入射波同向；频率低于背景场2.2 瞬变电磁法2.2.1 回线装置参数比选瞬变电磁常用的回线装置主要有重叠回线装置、中心回线装置、偶极-偶极装置、大定源装置等。瞬变电磁法的探测深度取决于塘身电阻率和仪器的采样时间及功率，故可通过调节发射频率和仪器采样时间，方便地控制探测范围。现场试验分别对边长 1.0 m1.0 m、1.5 m1.5 m、2.0 m2.0 m、3.0 m3.0 m 天线进行测试，依次对应探测的最大深度为 5.0、7.5、10.0、15.0 m。本次探测采用重叠回线装置 3.0 m3.0 m 线圈。2.2.2 频率比选在试验段同一测线上分别以 6.25、12.50 Hz 频率采集数据，绘制多测道剖面图，结果显示：两者形态差异较大，发射频率 6.25 Hz 具有更好的分辨能力和抗干扰能力，探测深度较深且对地下异常体范围的识别明显优于 12.50 Hz。2.2.3 高低潮位对比采用 6.25 Hz 频率在同一测线上分别于高潮位和低潮位采集数据，绘制多测道剖面图。对比结果显示：浅层位置两者形态基本类似；一定深度后，高潮位时干扰噪声明显增多，而低潮位时对深层的地下异常体有较好的识别能力。通过对野外采集数据进行整理、格式转换和去噪滤波等预处理，利用预处理结果绘制初始多测道曲线，并根据曲线变化特点剔除畸变点数据，得到瞬变电磁法海塘病害体异常图像特征（见 表 3）。表 3 瞬变电磁法海塘病害体异常图像特征表病害体二次场衰减视电阻率空洞 空洞有水充填，二次场幅值大，衰减慢；空洞无水充填，二次场幅值小，衰减快 空洞有水充填，表现为相对低阻异常；空洞无水充填，表现为相对高阻异常疏松体二次场幅值较小，衰减较快表现为相对高阻异常富水体二次场幅值大，衰减慢表现为相对低阻异常第 5 期/总第 249 期浙 江 水 利 科 技2223处环境恶劣，以及考虑到物理探测方法反演结果具有多解性4-5，利用单一的物理探测方法难以全面了解海塘隐患情况，因此需要不断摸索和尝试，在创新和实践的基础上，进一步寻找适合海塘隐患探测的准确、高效、无损的综合物理探测方法。1 探测技术路线钱塘江海塘断面结构及填筑材料复杂，同时受强涌潮影响，迎水面水位变化幅度大，加大了隐患探测难度。全面调研现有探测技术并对探测设备及参数进行比选，采取的主要技术路线为：浅部隐患探测以探地雷达为主，采用国内首创多维地下病害雷达检测系统，配备“车载二维+车载三维”、“低频+高频”雷达协作，兼顾探测深度与分辨率，多源、多模式探测，实现多维度时空大数据分析与海塘堤坝风险预警；深层探测以瞬变电磁法6为主，为克服海塘高背景噪音、高级二次场微弱信号等难题，实施过程中增大发射线圈的发射电流；联合探测和综合分析，排查隐患大小、范围、位置及类型；人工钻孔验证，互为印证和补充。多维雷达结合瞬变电法技术路线见图 1。?1?2?1?2?图 1 多维雷达结合瞬变电法技术路线图2 探测设备参数比选2.1 探地雷达法2.1.1 参数标定影响探地雷达解译的因素众多，实施前采用地面耦合天线结合钻孔法对塘身浆砌块石结构、塘身草皮（砂土质）相对介电常数进行标定，结果见表1。表 1 探测目标相对介电常数标定表点位埋深/m实测相对介电常数平均相对介电常数 备注低水位高水位低水位高水位10.204.006.005.006.20浆砌块石结构介电标定20.255.006.4030.305.006.4040.359.0010.009.0010.00草皮（砂土质）介电标定50.4010.0010.0060.409.0010.00采用己知深度目标换算法进行电磁波速度取值计算，根据公式 T=K 2D/V 计算电磁波传播速度：浆砌块石平均波速 0.12 m/ns，草皮平均波速0.10 m/ns。结合现场情况，经标定确定探地雷达参数：采样点 512 个，采样频率 5.12 GHz，天线中心频率 200 MHz，测量轮精度 2 cm，探测时窗100 ns。2.1.2 频率比选根据探地雷达特性，一般天线频率越高，探测深度越浅，分辨率越高；天线频率越低，探测深度越深，分辨率越低。为保障达到最佳检测效果，本次探测分别对 100、200、500 MHz 天线进行比测。比测结果显示：3 种频率的天线在病害处均有异常响应，但效果不同。500 MHz 天线能明显识别病害异常，边界清晰，分辨率较高，但探测深度较浅；100 MHz 天线部分浅层信号被掩盖，边界有误差，探测深度深，但浅层分辨率较低；200 MHz 天线探测效果最好，异常响应明显，对干扰信号的过滤效果较好，探测深度适宜。2.1.3 高、低潮位对比同一测线上分别对高、低潮位采集的雷达剖面图进行比对分析，结果显示：浅层异常基本不受影响，高、低潮位探测效果基本一致；深层差异较大，高潮位时深层的多次反射波多于低潮位，为确保探余延芬，等：多维雷达结合瞬变电磁法在海塘隐患探测中的应用测效果宜在低潮位时进行探测。2.1.4 多维雷达比选试验中二、三维一体探地雷达的产品配套基于高精度定位系统，AI 智能解译的二、三维一体化数据处理软件快速生成深度切片，并具备海塘堤坝病害体机器识别功能，大大提升了堤坝病害检测效率和准确率。同一测线上二维雷达和三维雷达采集的雷达剖面图以及对空洞病害的探测效果都非常清晰，但三维雷达的探测效果更加直观（见图 2）。通过以上对比测试，得到探地雷达法海塘病害体异常图像特征（见表 2）。图 2 200 MHz 三维雷达空洞病害切片图表 2 探地雷达法海塘病害体异常图像特征表病害体波组特征振幅相位与频谱空洞近似球形空洞反射波组表现为倒悬双曲线形态；近似方形空洞反射波表现为正向连续平板状形态；多次波、绕射波明显，重复次数较多整体振幅强，衰减很慢顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；频率高于背景场脱空顶部形成连续反射波组，似平板状；多次波明显，重复次数较少整体振幅强，衰减很慢顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向，底部反射不易观测；频率高于背景场疏松体顶部形成连续反射波组；多次波、绕射波较明显；内部波形结构杂乱，同相轴很不连续整体振幅强，衰减很慢顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；频率高于背景场富水体顶部形成连续反射波组；两侧绕射波、底部反射波、多次波不明显顶部反射波振幅强，衰减很快顶部反射波与入射波反向，底部反射波与入射波同向；频率低于背景场2.2 瞬变电磁法2.2.1 回线装置参数比选瞬变电磁常用的回线装置主要有重叠回线装置、中心回线装置、偶极-偶极装置、大定源装置等。瞬变电磁法的探测深度取决于塘身电阻率和仪器的采样时间及功率，故可通过调节发射频率和仪器采样时间，方便地控制探测范围。现场试验分别对边长 1.0 m1.0 m、1.5 m1.5 m、2.0 m2.0 m、3.0 m3.0 m 天线进行测试，依次对应探测的最大深度为 5.0、7.5、10.0、15.0 m。本次探测采用重叠回线装置 3.0 m3.0 m 线圈。2.2.2 频率比选在试验段同一测线上分别以 6.25、12.50 Hz 频率采集数据，绘制多测道剖面图，结果显示：两者形态差异较大，发射频率 6.25 Hz 具有更好的分辨能力和抗干扰能力，探测深度较深且对地下异常体范围的识别明显优于 12.50 Hz。2.2.3 高低潮位对比采用 6.25 Hz 频率在同一测线上分别于高潮位和低潮位采集数据，绘制多测道剖面图。对比结果显示：浅层位置两者形态基本类似；一定深度后，高潮位时干扰噪声明显增多，而低潮位时对深层的地下异常体有较好的识别能力。通过对野外采集数据进行整理、格式转换和去噪滤波等预处理，利用预处理结果绘制初始多测道曲线，并根据曲线变化特点剔除畸变点数据，得到瞬变电磁法海塘病害体异常图像特征（见 表 3）。表 3 瞬变电磁法海塘病害体异常图像特征表病害体二次场衰减视电阻率空洞 空洞有水充填，二次场幅值大，衰减慢；空洞无水充填，二次场幅值小，衰减快 空洞有水充填，表现为相对低阻异常；空洞无水充填，表现为相对高阻异常疏松体二次场幅值较小，衰减较快表现为相对高阻异常富水体二次场幅值大，衰减慢表现为相对低阻异常第 5 期/总第 249 期浙 江 水 利 科 技2425余延芬，等：多维雷达结合瞬变电磁法在海塘隐患探测中的应用3 工程应用将多维雷达结合瞬变电磁法应用于钱塘江北岸海宁段 15 km 海塘隐患探测工程，海塘塘面探测采用“探地雷达+瞬变电磁雷达”方法。布设测线平行于堤轴线，单条测线扫描宽度约 2.5 m，依据浆砌块石塘面宽度确定测线布设数量，保证覆盖整个探测区域。对于车载无法进入的区域采用手推式便携雷达采集数据，测线布设数量根据实际宽度加密。对已发现的疑似目标采用 RTK 设备精准定位，现场使用便携式双频探地雷达复测详查，复测采取网格化加密布置测线。探地雷达主要探测浸润线以上塘身隐患，瞬变电磁雷达主要探测浸润线以下塘身隐患。同时对比探地雷达和瞬变电磁雷达的探测成果，并对疑似病害采用地下空洞全景成像系统钻孔验证，成果见图 37。图 4 K91+082 海塘病害体脱空图图 3 K91+275 海塘病害体空洞图 a?m?m?ns?1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1101020304050600.00.81.62.43.250 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550?c?b?a?b?m?m?ns?28 30 32 34 3601020304050600.00.81.62.43.21 360 1 440 1 520 1 600 1 680?c?a）现场图 b）瞬变电磁图谱图 6 K100+167 海塘病害体富水体图图 5 K99+980 海塘病害体严重疏松图b?a?m?m?ns?116 120 124 128 132 136 1405 400 5 500 5 600 5 700 5 800 5 900 6 000 6 100 6 200 6 300 6 400 6 500 6 600 6 7000204060800.02.04.0c?第 5 期/总第 249 期浙 江 水 利 科 技2425余延芬，等：多维雷达结合瞬变电磁法在海塘隐患探测中的应用3 工程应用将多维雷达结合瞬变电磁法应用于钱塘江北岸海宁段 15 km 海塘隐患探测工程，海塘塘面探测采用“探地雷达+瞬变电磁雷达”方法。布设测线平行于堤轴线，单条测线扫描宽度约 2.5 m，依据浆砌块石塘面宽度确定测线布设数量，保证覆盖整个探测区域。对于车载无法进入的区域采用手推式便携雷达采集数据，测线布设数量根据实际宽度加密。对已发现的疑似目标采用 RTK 设备精准定位，现场使用便携式双频探地雷达复测详查，复测采取网格化加密布置测线。探地雷达主要探测浸润线以上塘身隐患，瞬变电磁雷达主要探测浸润线以下塘身隐患。同时对比探地雷达和瞬变电磁雷达的探测成果，并对疑似病害采用地下空洞全景成像系统钻孔验证，成果见图 37。图 4 K91+082 海塘病害体脱空图图 3 K91+275 海塘病害体空洞图 a?m?m?ns?1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1101020304050600.00.81.62.43.250 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550?c?b?a?b?m?m?ns?28 30 32 34 3601020304050600.00.81.62.43.21 360 1 440 1 520 1 600 1 680?c?a）现场图 b）瞬变电磁图谱图 6 K100+167 海塘病害体富水体图图 5 K99+980 海塘病害体严重疏松图b?a?m?m?ns?116 120 124 128 132 136 1405 400 5 500 5 600 5 700 5 800 5 900 6 000 6 100 6 200 6 300 6 400 6 500 6 600 6 7000204060800.02.04.0c?第 5 期/总第 249 期浙 江 水 利 科 技2627由图 35 可知，检测出空洞 3 处，面积 3.80 11.55 m2，其中最大空洞长度 5.50 m，宽度 2.10 m，覆土厚度 0.19 m，底部埋深 0.71 m，位于海塘桩 号 K91+275 处。检 测 出 脱 空 区 26 处，面 积0.9020.20 m2，覆土厚度 0.120.33 m，病害探地雷达和瞬变电磁图谱均有高阻反应。检测出严重疏松区 28 处，面积 0.56 80.00 m2，覆土厚度 0.20 0.40 m。由图 6 可知，综合 2 种方法共圈定深层异常23 处，经分析初步判断 3 处富水体（渗漏点），覆土厚度 2.804.70 m。由图 7 可知，结合海塘剖面资料，根据钻孔进一步精准判断异常体（构筑物）20 处，埋深均在2.80 m 以下。综上所述，对塘面隐患探测发现的空洞、脱空、疏松、富水、裂缝等病害进行分析统计可知，病害累计长度约 9.8 km，占总探测长度的 63.6%。4 结 语首次将 2 种最新物理探测设备的组合技术应用于海塘隐患探测，研究参数比选、相关作业流程和数据解译技术，在保证检测深度和分辨率的前提下，a）现场图 b）瞬变电磁图谱图 7 K101+95K102+450 海塘地下结构图同时提高了隐患识别准确率和检测效率。将检测出的海塘隐患通过现场钻孔取样进行验证，提高了综合物理探测的准确性，总结形成一套适合海塘的无损、准确、高效、低成本的检测方法，为海塘隐患探测和治理提供重要技术支持。参考文献：1 胡振华，沈捷，王军，等综合物探方法在钱塘江海塘根石探 测中的应用 J浙江水利水电学院学报，2022，34（1）：27-31，372 王远上海海塘安全隐患地球物理快速探测与识别 J上海国 土资源，2022，43（1）：58-633 胡振华，李云鹏，夏润贤，等三维地质雷达在钱塘江海塘隐 患探测中的应用 J浙江水利科技，2022，50（5）：1-54 王海礼，周伟丰，胡振华多元融合探测技术在钱塘江古海塘 根石探测工程中的应用 J浙江水利水电学院学报，2022，34（6）：56-605 侯伟清浅层瞬变电磁法在城市轨道交通建设中的应用 J 福建建材，2021（11）：74-766 林海，姜洪涛，韩应伟，等瞬变电磁法在工作面含水层（体）富水性探测中的应用 J矿山测量，2019，47（5）：72-74（责任编辑 刘冬雪）第 5 期/总第 249 期浙 江 水 利 科 技浙江省山丘区灌区农业用水计量监测与总量统计方法王筱俊1，王贺龙2，杨辉斌2，苏龙强2（1.浙江省水资源水电管理中心，浙江 杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院），浙江 杭州 310017）摘 要：针对浙江省山丘区灌区农业用水计量监测与总量统计存在的取水口无法全部计量、农业用水量难以从水源放水量中分离、灌溉回归水重复利用量无法直接计量等问题，基于自然社会二元水循环理论，提出基于灌区水循环模拟的农业用水计量监测设施布局与农业用水总量计量统计方法。通过赋石水库灌区实例研究可知：布设的 30 套监测设施可有效掌握灌区农业取供用排水过程；SWAT 模型可用于模拟灌区二元水循环过程，并采用水雨情监测和农业用水计量监测数据进行参数率定；统计得到的农业用水总量精度可靠，满足水资源管理需求。关键词：山丘区灌区；农业用水计量监测；农业用水总量统计；二元水循环；SWAT 模型中图分类号：S274.4 文献标志码：A 文章编号：1008-701X（2023）05-0027-06DOI：10.13641/ki.33-1162/tv.2023.05.006Measurement Monitoring and Total Quantity Statistics Method for Agricultural Water Usein Hilly Irrigation Areas of Zhejiang ProvinceWANG Xiaojun1，WANG Helong2，YANG Huibin2，SU Longqiang2（1.Zhejiang Provincial Water Resources and Hydropower Management Center，Hangzhou 310020，Zhejiang，China；2.Zhejiang Institute of Hydraulics&Estuary（Zhejiang Institute of Marine Planning and Design），Hangzhou 310017，Zhejiang，China）Abstract：In response to the problems of agricultural water measurement monitoring and total quantity statistics in hilly irrigation areas of Zhejiang Province，such as the inability to fully measure and monitor water intakes，the difficulty in separating agricultural water consumption from water source discharge，and the inability to directly measure and monitor the amount of reused irrigation return water，based on the natural social binary water cycle theory，a layout of agricultural water measurement monitoring facilities and a method for measuring total agricultural water consumption statistics based on irrigation area water cycle simulation are proposed.Through the case study of the Fushi Reservoir irrigation area，it can be concluded that the 30 sets of monitoring facilities deployed can effectively grasp the agricultural supply，use，and discharge process in the irrigation area.The SWAT model can be used to simulate the binary water cycle process in irrigation areas，and parameter calibration can be carried out using water and rain monitoring and agricultural water metering monitoring data.The accuracy of the total agricultural water consumption obtained through statistics is reliable，meeting the needs of water resource management.Key words：hilly irrigation areas；measurement monitoring of agricultural water use；total quantity statistics of agricultural water use；dualistic water cycle；SWAT model收稿日期：2023-03-11基金项目：浙江省水利厅科技计划项目（RB2020）；浙江省水利厅科技计划项目（RC2114）作者简介：王筱俊（1983），女，工程师，硕士研究生，主要从事水资源管理工作。email：0 引 言浙江省地处南方丰水地区，农业用水量较大，占用水总量的比例达 44%。开展农业用水计量监测第 5 期 总第 249 期2023 年 9 月浙 江 水 利 科 技Zhejiang HydrotechnicsNo.5 Total No.249Sept.2023