Page 32 - 2021年第52卷第7期

分界面，水对雷达波的扰动机制是反射模式，信号强烈；当管道处于湿润锋和强烈的水饱和之间
时，水对雷达波的扰动机制是吸收模式机制，此时雷达波能量会部分被吸收和削弱，呈现模糊状
态。此外，当回波经过管道泄漏孔附近湿沙时也呈现一定的杂波图像。根据上述公式和波形辨识结
果，可计算出该组工况下不同 Y 测线平均的介电常数值，从 Y2 到 Y17 依次为 4、4、4、5、16、20、
23、24、23、19、17、5、4、4、4、4。也就是说，当沙土平均介电常数在 5 到 20 范围时，水对雷达
波的扰动处于吸收模式，当该值大于 20 时，处于反射模式，而当该值小于 5 时，此时沙土基本为干
沙。重复 7 组实验且不同泄漏量情况下，仍可得出类似图像和结论。
图 7 给出的是微小泄漏量 0.01 L/s 工况不同泄漏时间（分别为 90 min 两组、240 min 两组）X11 测线
上雷达回波对比图。相比无泄漏的直线雷达回波图像，湿沙状态下的雷达回波呈现明显的“V”字型，
且距离实际泄漏位置越近，波形越向下凸，主要原因仍然是泄漏孔附近沙的含水率最大，最为饱
和，平均介电常数也最大，由此引起雷达波双程走时变长。X11 测线离实际泄漏较远的位置，雷达回
波模糊是因为湿润锋和水饱和区之间，水对雷达回波是吸收模式。由以上现象发现，可根据 X、Y 测
线雷达回波图像表现出的畸变点形态对应的测线位置和双程走时时间，进行泄漏孔位置的判断，即
X11 测线与 Y9 测线的交点即为泄漏孔位置。
4.4 泄漏时管道雷达回波 限于篇幅，这里以 X11、Y9 测线上的雷达回波图像差异进行说明。在泄
漏后工况完成后继续按原输水量供水，然后开展泄漏时数据的采集，由此形成泄漏后、泄漏时回波

距离/m 距离/m 距离/m 距离/m 距离/m
0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4.00 4.00 4.00 4.00 4.00
8.00 8.00 8.00 8.00 8.00
12.00 12.00 12.00 12.00 12.00
16.00 16.00 16.00 16.00 16.00
时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00
24.00 24.00 24.00 24.00 24.00
28.00 28.00 28.00 28.00 28.00
32.00 32.00 32.00 32.00 32.00
36.00 36.00 36.00 36.00 36.00
40.00 40.00 40.00 40.00 40.00
（a）Y2 （b）Y3 （c）Y4 （d）Y5 （e）Y6
距离/m 距离/m 距离/m 距离/m 距离/m 距离/m
0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4.00 3.99 4.00 4.00 4.00 4.00
8.00 7.98 8.00 8.00 8.00 8.00
12.00 11.97 12.00 12.00 12.00 12.00
16.00 15.96 16.00 16.00 16.00 16.00
时间/ns 20.00 时间/ns 19.95 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00
24.00 23.94 24.00 24.00 24.00 24.00
28.00 27.93 28.00 28.00 28.00 28.00
32.00 31.92 32.00 32.00 32.00 32.00
36.00 35.91 36.00 36.00 36.00 36.00
40.00 40.00 40.00
40.00 39.90 40.00
（f）Y7 （g）Y8 （h）Y9 （i）Y10 （g）Y11 （l）Y12
距离/m 距离/m 距离/m 距离/m 距离/m
0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0 0.0 1.0 2.1 3.0
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4.00 4.00 4.00 4.00 4.00
8.00 8.00 8.00 8.00 8.00
12.00 12.00 12.00 12.00 12.00
16.00 16.00 16.00 16.00 16.00
时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00 时间/ns 20.00
24.00
24.00
24.00
24.00
28.00 24.00 28.00 28.00 28.00
28.00
32.00 32.00 32.00 32.00 32.00
36.00 36.00 36.00 36.00
36.00
40.00 40.00 40.00 40.00 40.00
（m）Y13 （n）Y14 （o）Y15 （p）Y16 （q）Y17
图 6 微小泄量泄漏后 Y 测线雷达回波图像
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