洞庭湖堤坝管涌危机：低场核磁共振技术揭示地层微观渗透之谜

近日湖南省华容县团洲垸洞庭湖一线堤防发生管涌险情。7月5日17时48分许，紧急封堵失败后堤坝决堤。给广大人民群众带来了巨大的损失，万幸暂无人员伤亡。

洞庭湖管涌

此次洞庭湖大堤决口由管涌引起，所谓管涌是指在渗流作用下，土体细颗粒沿骨架颗粒形成孔隙，水在土孔隙中的流速增大引起土的细颗粒被冲刷带走的现象。土壤颗粒被带走，形成空洞，当空洞扩大到一定程度时，堤坝就会发生坍塌，形成决堤^[1]。

洞庭湖堤坝塌陷及溃堤

管涌发生前期，在地层微观结构中，水不断从高压端渗透进地层，随着渗透的不断进行，地层中的孔隙裂缝逐渐被水占据，同时由于渗流作用的不断冲刷，孔隙与裂缝不断扩大，慢慢形成优势通道，逐渐形成管涌，进而带来溃堤的危害。那这种地层内部微观渗透过程，我们如何具体表征呢？本文带来低场核磁共振分层检测技术，有以下案例：

静态作用下的分层含水率：

对于静态样品，需要精确测微小孔隙里面的分层含水率和水分分布状态，可以通过恒定梯度选层技术实现，测得不同位置的含水率变化，能够对微小孔隙都有一个精准的测量^[2]。

渗吸样品分层含水率：

渗吸样品及示意

渗吸样品不同位置的含水量

对于动态样品，需要快速测大孔孔隙里面的分层含水率和水分分布状态，可以通过空间编码技术实现，测得不同位置的含水率变化，通过观察样品吸水过程中的水分迁移，实现水分迁移动态研究，分析其渗透吸水性能。

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参考资料

[1] Li G, Yang S, Cui W, et al. study on inf1uence of f1ow inertia of pressure pipe on critica1 stab1e sectiona1 area of surge tank[J].Journal of Physics: Conference Series, 2023, 2565(1).

[2] Houren X, Kelong Y, et al. Influence of pore structure on the moisture transport property of external thermal insulation composite system as studied by NMR[J].Construction and Building Materials228(2019).