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簡述新興地球物理探測技術於水利構造物檢測之應用水利規劃分署

  發刊期數:第0582期/ 發布日期:113/03/08

相較於其他結構(道路、橋樑、隧道等),水利構造物結構的不規則或變異性甚大,可能因不同地點的材料來源不同或不同時期的工法不同而有所差異,且其構築年代久遠,又可能經歷不同階段的補強或加高,故其內部結構或基礎材料狀況不確定性甚高,因此快速、準確、深入且全面的非破壞性探查技術有其實務之必要性,適當的探查技術與維護才能確保水利構造物能發揮其所設定的防護條件。為提升水利規劃分署非破壞性檢測技術能力與研究發展,針對堤防或水利構造物,以新興探測技術「3D透地雷達」、「電容耦合式電阻率法」進行一系列的案例研究,評估提高施測效率精度、資料處理自動化及有效的資料管理、判釋與展示效能,做為水利管理單位技術參考。

3D透地雷達(3D Ground-penetrating radar,3D GPR),利用三維陣列多波道的陣列式天線探測系統,藉由鄰近多條的測線,各位置的回波訊號與水平鄰近以及局部深度平均,來達到壓抑繞射與多重反射的效果,快速建立高精度三維數位模型,提供直觀的判讀資訊(如圖1),解決了傳統2D雷達回波圖易受多重反射影響、中間異常變化無法得知、判釋較不容易、無整體性也不直觀的缺點,相關施作案例及成果如圖2及圖3。

電容耦合式電阻率法(Capacitively-coupled resistivity method, CCR),使用電容器作為電極,由高電阻(絕緣體)隔開,導體與地面之間的電容充當交流電流從導體流入地面的路徑,可以獲取如同傳統四極電阻率法之地下視電阻率(如圖4),解決傳統地電阻法需貫入式的接觸、不易同時兼顧解析與快速掃描的目標等缺點,相關施作案例及成果如圖5及圖6。