七里湖圩尧渡河堤应用白蚁隐患探测仪的白蚁防治技术探讨

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  摘要:白蚁属隐蔽性昆虫,具有广泛性、潜伏性、渐进性和再生性,土栖白蚁是威胁我国南方土质堤坝安全的有害生物,如何准确地找到白蚁巢位是灭杀根除白蚁隐患的关键。利用BY—Ⅱ型白蚁隐患探测仪新技术能对土栖白蚁蚁巢进行定位,很直接地对探测出的蚁巢进行剖巢或采取钻孔灌浆修复。
  关键词:堤坝白蚁隐患探测防治应用无损修复
  中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
  一、白蚁危害性
  我县在册水库198座,其中中型水库1座,小型水库197座;共有堤防总长281公里,其中主要干堤总长75公里。白蚁危害是危及水库大坝和河道堤防安全的重大隐患之一,堤坝因白蚁而出险的事件时有发生,白蚁危害率高达70%。根据白蚁防治专业技术人员全面普查数据统计,我县遭受黑翅土白蚁[Odontotermes formosanus(Shiraki)]危害的水库68座、流域性堤防 38公里。尤其是小型水库更为突出,因白蚁危害导致大坝渗漏的地方达200余处以上。堤防上1998年七里湖江堤及欧窑河堤、1999年多座水库大坝汛期高水位时曾出现大面积的渗漏、散浸、跌窝、管涌诸多险情。如抢救不及时或处理不当,就会造成决堤垮坝的重大事故,给人民生命财产遭受严重的损失,所以,搞好堤坝白蚁防治是确保堤坝工程安全运行的一件大事。俗称“千里之堤,溃于蚁穴”。
  二、治理过程期
  全县从70年代至80年代初期曾用开挖探沟、烟剂熏杀、追踪蚁道、解剖巢位的方法治理灭杀,后使用新型药物诱饵剂诱杀包,效果较好。但存在一些缺陷,一是诱饵剂投放后,白蚁出来采食,一旦长不出白蚁死亡巢地表指示物—炭棒菌,就难以判断主巢的位置。二是不确定因素多,越来越不适应白蚁防治工作的需要。
  三、BY—Ⅱ白蚁隐患探测仪的基本情况
  由于白蚁生活的特殊性,在防治上有别于其他独栖昆虫,寻找一些隐蔽的巢穴是整个防治工作的一个重要环节。如能确定主巢的方位,再进行挖巢或对巢位进行灌浆,这样不紧可以节省白蚁治理经费,也可以节省大量的人力、物力,且不破坏堤坝的整体结构。但如何确定主巢呢?如何利用现代高科技手段准确、快速地找到白蚁巢位,是当代广大白蚁防治工作者迫切需要解决的问题。现春江生物科技有限公司在使用锥探法、放射性同位素探测仪、探地雷达技术、声波探测仪、电阻探测仪、宽幅扫猫管腔探测仪、气味探测仪的基础上,根据堤坝白蚁巢腔与周围介质存在的物理性质差异,研制、开发的BY—Ⅱ高密度电法白蚁隐患探测仪,体积小、重量轻、可徒手携带、适用于野外白蚁巢体的隐患探测。
  春江生物科技集团采用高密度电法探测是近几年发展和推广使用的新技术、新方法,其勘探原理与传统电法(电阻率法)相同。
  四、对白蚁蚁巢规模、物理性质的分析
  蚁巢的发展分为幼年巢和成年巢两个阶段。
  幼年巢的主要结构类型有:
  1) 单腔空巢:入土深在6-28cm左右,巢腔大小在1-4cm左右;
  2) 单腔菌巢:入土深在10-78cm左右,巢腔大小在3-14cm左
  右;
  3) 上位少腔巢:入土深在20-65cm左右,巢腔大小在13-28cm左右;
  4) 下位少腔巢:入土深在27-90cm左右,巢腔大小在11-35c左右。
  其中(3)、(4)类型的上位、下位是指在多个腔巢(菌巢)中蚁王、蚁后所在腔巢(菌巢)的位置靠上或靠下。
  成年巢的主要结构类型有:
  1) 层积多腔巢:埋深在85-320cm左右,巢腔大小在35-50cm左右,一般有13年以上历史;
  2) 块积多腔巢:埋深在85-320cm左右,巢腔大小在70-75cm左右,一般有20年以上历史;
  3) 萎缩多腔巢:埋深在85-320cm左右,巢腔大小在90cm左右,一般有40年以上历史。
  据此,白蚁成年主巢的巢龄越大,对堤坝及建筑物的安全威胁就越大。经分析,白蚁巢与周围介质还存在以下物理性质上的的差异:
  1) 导电性差异:蚁巢是由白蚁用体液和黄土筑成的,呈椭球体状,里面有空腔,整体上蚁巢部位的电阻率与其周围土壤存在差异;
  2) 密度差异:蚁巢与周围土壤相比是明显的低密度体;
  3)电磁感应差异:对于电磁波,白蚁巢与周围土壤存在明明显的吸收衰减差异。
  由以上各种条件分析,使用地球物理的某些勘察方法探测白蚁蚁巢是可行的。
  五、地球物理勘察方法探测白蚁蚁巢的效果分析及模型试验
  根据对白蚁蚁巢结构的物理特征,对地球物理勘察的各种方法及探测精度、应用条件、仪器成本、工作效率、施工强度等综合指标的评价,我们认为可以将地球物理勘察的电法(高密度电阻法)和地质雷达方法应用于对有一定规模的白蚁主巢的探测工作。
  考虑到仪器成本及蚁巢的物理性质等关键因素,在研究工作初期,我们主要对使用高密度电法探测白蚁蚁巢进行了一些研究工作。
  高密度电阻率法實际上是多种排列的常规电阻法与资料自动反演处理相结合的综合方法。高密度电阻率法密集的数据采集方式,使得探测结果显示形象、直观、便于解释、分析。目前的高密度电法仪器都具有数据自动记录功能,可以将测量记录数据送入微机,对数据进行反演计算,给出关于地电断面分布的各种图示结果。而常规传统电法测量所获得的信息量工作效率、资料整理的方式等与高密度电法无法相比。
  对高密度电法勘察而言,只要探测目标体的大小规模与入土深度达到一定程度时,电法勘察工作可以获得比较好的探测结果。当巢腔大小与白蚁主巢的入土深比值在1:4-1:3左右,则更有利于使用高密度电法技术探测白蚁蚁巢。
  不同的是高密度电法测量时是以密集排列的电极(传感器)在专用程序的控制下,在人工电场作用下所反映出的信息;因此,用高密度电法技术,代替传统技术去完成白蚁隐患探测勘察任务,是白蚁防治的发展趋势。探测仪探测效果能对巢腔20cm以上,巢深5m以内的白蚁蚁巢进行准确探测定位。为了了解证实探测仪探测堤坝白蚁巢位的效果,春江生物科技集团于2011年9月对七里湖圩尧渡河堤部分坝体上作了相关测试。
  
  六、尧渡河堤白蚁探测情况及防治技术分析
  东至县七里湖圩地处长江下游南岸,东流镇南侧,北依尧渡新河,西临长江,属尧渡河流域下游沿江圩区。全圩总面积81km2,圩内保护耕地5.0万亩,人口7.0万人。圩内地势东南高,西北低,东南部为低山丘陵区,一般地面高程10.6~13.1m。七里湖圩尧渡河堤全长8.033km,由欧窑、外坝、牛腿三段组成,欧窑堤从欧窑~顺风嘴止,长5.593km;七里湖外坝从顺风嘴~红瓦屋止,长1.10km;牛腿堤从红瓦屋~东流新闸,长1.34km。
  欧窑段河堤经过普查在坝体有多处白蚁的繁殖纷飞孔,内外坡发现白蚁活动的泥被泥线多处,在周边发现白蚁活动的泥被泥线多处。本次普查该河堤发现的白蚁种类为黑翅土栖大白蚁。我们对该坝体采取了探测白蚁隐患的高科技设备——白蚁隐患探测仪,对有白蚁分布区域进行了详细探测。本次蚁巢探测,布置4条测线,测线长为30米,电极31根,电极距1m。测线位于背水坡,平行坝顶布线。经实地探测勘察,数据处理后,得到数据处理反演图共22个图件。对部分发现视电阻率异常的测线分析如下:
  测线一:位于背水坡,距坝肩5米,以左坝端0+ 095米为测线起点平行坝顶布线;电阻率数据采集后经处理成视电阻率反演等值线断面图,成图如下:
  
  
  (上图分为3个剖面图,第一个图为实测视电阻率剖面图,第二个图为数值模型拟合视电阻率剖面图,第3个图为反演视电阻率剖面图,需经过3个剖面图综合分析才能作出结论。颜色色块变化只代表在该图件上的视电阻率值,不一定表示所有图件上的电阻率都用同一种颜色表示。采用地球物理电阻率法做为探测手段,探测以视电阻率差异作为探测分析依据。探测测线沿直线布置。测线一般布置在堤坝背水坡,沿堤坝轴向布置。以下各图件说明与该图件意义相同。)
  从视电阻率反演等值线断面图上分析,该条测线10—20米下方所测到的三个高阻异常,从其独立性大小、位置等综合情况分析,可排除基岩等原始地质构造异常、而与蚁巢异常近似,推测认为疑似蚁巢异常。
  测线二:位于背水坡,距坝肩7米,以左坝端0+ 095米为测线起点平行坝顶布线;电阻率数据采集后经处理成视电阻率反演等值线断面图,成图如下:
  
  
  从视电阻率反演等值线断面图上分析,该条测线11—19米下方所测到的高阻异常与测线一的对应关系比较好,更加证实测线一所测得的异常的准确性。
  根据探测结果进行实地开挖,挖出白蚁主巢,深度160 cm(到巢腔底部尺寸),直径为80cm左右,证实B01测线异常为白蚁蚁巢,探测结果与现场开挖结果相符。
  采用隐患点广布灌浆方式充填白蚁巢穴至蚁道,在杀死白蚁的同时,又充填了因白蚁危害造成的空洞,破坏了白蚁的生存环境,同时还能大量处理坝身缝隙及其它隐患,增加土壤的密实度,改善堤坝、加固堤防,达到无损修复的效果;对其周围坝山结合部的蚁源区采取挖巢、药杀、诱杀等有效防治措施,经综合整治后,相信尧渡河堤的白蚁危害及渗水将得到有效的遏制。
  (二)丈亭镇的姚岙水库:我们对该水库大坝及两端进行了拉网式的人工普查,普查过程中,在大坝周边发现黑翅土白蚁及黄胸散白蚁活动迹象。因该水库渗水,为了探究其原因,我们采用探测仪进行探测,布置3条测线,测线长为30米,电极31根,电极距1m。测线位于背水坡,平行坝顶布线。经实地探测勘察,数据处理后,对部分发现视电阻率异常的测线分析如下:
  测线一:位于背水坡,距坝肩10米,以大坝外坡台阶右边沿为测线起点平行坝顶布线;电阻率数据采集后经处理成视电阻率反演等值线断面图,成图如下:
  
  
  从视电阻率反演等值线断面图上分析,该条测线10—12米下方所测到的高阻异常,从其独立性大小、位置等综合情况分析,可排除基岩等原始地质构造异常、而与蚁巢异常近似,推测认为疑似蚁巢异常。
  测线二:位于背水坡,距坝肩12米,以大坝外坡台阶右边沿为测线起点平行坝顶布线;电阻率数据采集后经处理成视电阻率反演等值线断面图,成图如下:
  
  
  从视电阻率反演等值线断面图上分析,该条测线10——11米下方所测到的低阻异常,从其独立性大小、位置等综合情况分析,可排除基岩等原始地质构造异常、而与蚁巢异常近似,分析认为蚁巢异常。所测到的高阻异常与测线一的对应关系比较好,更加证实测线一所测得的异常的准确性。
  探测结论:姚岙水库从已测量所收集的数据来看,在测线1的10—12米下方和处所测得的异常可判断为蚁巢異常,证实了大坝确实存在白蚁隐患。该测线下方渗水现象可初步断定为白蚁危害造成。建议采取无损修复(打孔灌浆)的综合方法进行治理。
  防治技术分析:针对探测报告得出的探测结果及蚁巢位置,采取实行针对性的对巢位钻孔灌浆灭治综合治理方案。控制白蚁进入大坝的关键是:必须建立隔蚁带,以阻止其周边白蚁蔓延进入大坝;因为进入坝体的白蚁主要来源于坝两头的坝山结合部等区域,所以必须切断白蚁从大坝两端进入坝体的根源,建立药物防蚁带。对其周围坝山结合部的蚁源区采取挖巢、药杀、诱杀等有效防治措施,经综合整治后,相信姚岙水库的白蚁危害和渗水现象将得到有效的遏制。
  七、探测定位,达到无损修复
  经尧渡河欧窑段等标段通过探测应用结果初步表明,BY—Ⅱ白蚁隐患探测仪可较准确地探测堤坝上黑翅土白蚁的巢位,是一种较好的堤坝白蚁隐患探测设备,原理科学、操作简便、对堤坝主体工程破坏性小等特点。白蚁隐患探测仪首次在七里湖圩尧渡河堤应用取得成功,为东至县水库堤坝白蚁防治工作提供一个新的科学技术手段,适应现代水利工程管理的需要,将在东至县逐步推广应用。
  八、结语
  堤坝白蚁防治工作的根本是灭杀、消除白蚁在堤坝中构筑的蚁巢、蚁道对堤坝工程造成的危害。利用白蚁隐患探测仪对蚁巢准确定位,可根据探测结果图的显示,用新型打孔、带药灌浆等方法,对白蚁巢及其它堤坝隐患,进行无损修复技术处理。通过隐患探测仪探测结果,即可现场开挖直接验证探测的效果;也可进行药物灌浆杀灭堤坝内的深层白蚁,从而达到消除隐患,确保堤坝工程安全运行。
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