千里之堤,溃于蚁穴。这句古训,道出了一个让无数人揪心的事实——看似坚固的大堤,内部可能早已潜伏着致命的"暗伤"。水流悄悄地在堤坝内部"打洞",“蚂蚁”不知不觉把堤身蛀成了"蜂窝",这些肉眼看不见的隐患,随时可能在洪水来临时"爆雷"。

今天的"透测地球"科普小课堂,就带大家看看,科学家们是怎么用电磁波给大堤做"体检",及时揪出这些藏在堤坝里的"定时炸弹"的。

为何紧迫?

"切肤之痛"遇"天量"堤坝

水患自古以来就是中华民族的"切肤之痛"。我国大部分地区受季风气候影响,雨季来得急、下得猛,洪涝灾害可以说是"老朋友"了。但很多人不知道:我国是世界上堤坝、水库最多的国家。全国有各类防洪大堤26.5万公里,绕地球能绑六圈多;水库多达9万余座。这些"水利长城"大多修建于建国初期,受当时条件所限,堤身质量参差不齐,基础结构也相当复杂。据统计,约50%的土石堤坝存在各种隐患,30%的水库属于"病险水库"。白蚁洞、管涌、渗漏、空洞、涵洞老化……这些"暗病"就像埋在堤坝里的"地雷",平时悄无声息,一旦洪水来袭,后果不堪设想。

什么是"头号杀手"?

"管涌"——90%溃堤的元凶

在堤坝隐患中,有一个名字让防汛专家最为头疼——管涌。数据触目惊心:90%以上的溃堤事故,都是管涌渗漏惹的祸。什么是管涌?简单说,就是水流在堤坝内部“钻”出了一条条隐蔽的通道。洪水一来,这些通道就像“暗渠”一样把水引到堤坝背后,水流越冲越大,通道越冲越宽,最终整个堤坝轰然垮塌。1998年,我国遭遇百年一遇的特大洪灾,长江干堤全线告急。当时最令人揪心的是:管涌探查既缺乏有效方法,也没有合适的工具。抢险人员只能依靠人工“拉网式”巡查,甚至派潜水员下水用手摸排。效率低下、风险极高,准确性更是难以保证。面对汹涌的洪水,人们迫切地需要一双能够“看透”堤坝的“眼睛”。

如何破局?

给大堤装上"CT扫描仪"

转机来了。科学家们从地球物理勘探技术中找到了灵感。地球物理勘探是什么?简单说,就是用物理方法给地球做"体检"。就像医生用CT、B超来透视人体内部,地球物理学家用重力、磁场、电场、地震波等手段来"透视"地下的奥秘。

针对堤坝管涌这个"老大难"问题,科学家们创造性地发明了"拟流场法",并研制出堤坝管涌渗漏探测仪。这套设备的工作原理,可以形象地理解为:在堤坝周围布设电极,向地下发送电磁信号,然后"倾听"信号的回波。正常的堤身和有渗漏的堤身,对电磁波的反应完全不同——就像敲西瓜一样,有没有"空心",一敲便知。

这台"透视眼"一问世,就成了抗洪抢险的"救命神器"。多年来,它先后在长江、黄河、淮河、珠江、黑龙江流域大显身手,足迹遍布20多个省市,累计探测发现220多处堤防险情和32座水库大坝渗漏点,准确率超过95%,有效规避了一次次大灾难的发生。(文/刘中元  编辑/李汶珂)