Bericht zur Leckageerkennung an Staudämmen

Der Grund des Maoping-Stausees in einem Kreis der Provinz Hunan leckt seit Jahren. Die örtliche Wasserschutzbehörde hat zahlreiche Maßnahmen und Suchmethoden ergriffen, konnte die Ursache des Lecks jedoch nicht finden. Sie hatte keine andere Wahl, als den gesamten Damm zu verpressen, um das Leck zu stopfen. Hunderte Tonnen Zement wurden in den Damm eingebracht, doch die Wirkung blieb wirkungslos. Die Wasserqualität am Grund des Lecks hat sich überhaupt nicht verändert. Die Wasserqualität ist weiterhin klar und die Wassermenge hat sich nicht verändert. Die undichte Stelle von der Oberkante des Damms bis zum Boden beträgt etwa 30 Meter. Das Bauteam bohrte mit einem Kernbohrer Löcher in die Oberkante des Damms und bis zum Felsgrund, um den gesamten Bohrkern zu entnehmen. Die Flüssigkeit zur Pigmentverfolgung wurde in das Loch gegossen. Erst mehr als sechs Stunden später trat das Leck auf. Wir verfolgten die austretende Flüssigkeit, konnten die Ursache jedoch nicht finden. Sie hatten unser Video zur Dammleckortung auf der Douyin-Plattform gesehen und uns gebeten, für sie eine Inspektion durchzuführen, um Ursache und Ort des Lecks zu ermitteln und zu analysieren. Wir fuhren mit dem von uns selbst entwickelten und hergestellten Dammleckdetektor PQ-6A zum Unfallort. Nach unserer Ankunft am Unfallort erfuhren wir von den Bauarbeitern Einzelheiten und den Ort des Lecks, besichtigten die Situation vor Ort und führten eine vorläufige Analyse sowie einige der von ihnen ergriffenen Maßnahmen durch. Wir kamen zu dem Schluss, dass die Ursache des Lecks nicht in einer Beschädigung des inneren Dammkörpers liegen sollte, sondern in den Rissen oder gebrochenen wasserführenden Strukturen im unteren Felsgestein und im reichlich vorhandenen Grundwasser, das das Wasser zum Aufsteigen und Austreten aus dem unteren Teil des Damms brachte.

Um diese Analyse zu überprüfen, haben wir eine umfassende Inspektion des Damms mit einem Dammleckdetektor vom Typ PQ-227A durchgeführt.

Der Deichleckdetektor PQ-227A ist ein effizientes geophysikalisches Explorationsgerät, das vom Puqi Geological Exploration Equipment Research Institute sorgfältig entwickelt wurde. Er wird hauptsächlich zur Sicherheitserkennung von Wasserschutzanlagen wie Flussdeichen und Staudämmen eingesetzt. Er nutzt das Explorationsprinzip der Frequenzauswahlmethode für natürliche elektrische Felder, misst und analysiert das Gesetz der Potentialdifferenzänderungen des Dammkörpers, misst N elektrische Feldkomponenten unterschiedlicher Frequenzen im natürlichen elektrischen Feld und analysiert anhand der gesammelten Daten die abnormalen Veränderungen des Dammkörpers, um festzustellen, ob im Damm ein Rohrleckproblem vorliegt. Der Detektor kann Leckstellen an Dammrohren, Ameisenlöchern und Felsfundamenten präzise orten. Er bietet hervorragende Detektionseffekte bei der Erkundung von Ingenieurkatastrophen wie Staudämmen und bietet wissenschaftlich-technische Unterstützung für die Deichsicherheit.

Zunächst erfassten wir Daten zum Stauwasserhang des Damms mithilfe der Dreifrequenzmessung im Schnellerfassungsmodus des Geräts. Dabei kam eine Gradientenmessung mit einem Polabstand von 10 Metern und einem Punktabstand von 5 Metern zum Einsatz. Das Prinzip besteht darin, den Messbereich mit drei festen Frequenzen in drei Tiefen zu messen, wobei jede Frequenz einer Tiefenstufe entspricht. Das Gerät erstellt automatisch ein Diagramm der drei Frequenzen und erkennt auffällige Bereiche anhand der regelmäßigen Kurvenverläufe. Die Messgeschwindigkeit ist hoch und die Arbeitseffizienz hoch. Die Datenerfassung an einem Punkt dauert nur wenige Sekunden. Dies eignet sich, um auffällige Bereiche über ein großes Gebiet hinweg zu erkennen und deren Ausmaß zu bestimmen.

  Die Messergebnisse sind wie folgt:

Den Messergebnissen zufolge stellten wir im Bereich der Punkte 5–9 anormale Reflexionen fest, und die drei Kurven zeigten in diesem Bereich regelmäßige Veränderungen. Anschließend nutzten wir den Anormalitätsprüfungsmodus des Geräts, um in diesem Bereich zu messen, und richteten die Vermessungslinien im anormalen Bereich aus. Das Gerät kann gleichzeitig Daten von 18 Punkten einer Vermessungslinie erfassen. Nach Abschluss der Erfassung können Kurvendiagramme, Profildiagramme und 3D-Renderings in Echtzeit erstellt werden, was die Analyse der Ergebnisse vor Ort erleichtert.

Die abnormalen Überprüfungsergebnisse lauten wie folgt:

Technische Analyse:

Die Analyse unserer Messergebnisse zeigt deutlich die anormale Struktur unter dem Dammkörper. Die Struktur oberhalb von 30 Metern ist im Wesentlichen intakt, und es wurden keine anormalen Reflexionen gefunden. Unterhalb von 7 Metern treten deutliche anormale Reflexionen mit geringem Wert bei 10–14 Uhr und 30 Uhr auf. Die Struktur des Dammkörpers liegt über 30 Metern. Vor dem Bau des Stausees war dieser Ort eine zwischen zwei Bergen eingeklemmte Schlucht. Das Gestein hier besteht aus Granit. An den Felsvorsprüngen sind starke Verwitterung und gut entwickelte Risse zu erkennen. Mit bloßem Auge ist Wasser aus den Felsrissen zu sehen, was auf reichlich Grundwasser in der Region hinweist. Dies bestätigt das Leckageproblem, das wir zuvor analysiert und beurteilt haben. Gleichzeitig erklärt es auch, warum die zuvor von der Wasserwirtschaftsbehörde durchgeführten Injektionsarbeiten keinen Einfluss auf die Leckagemenge und die Wasserqualität hatten. Es lässt sich auch plausibel erklären, warum die Verfolgungsflüssigkeit erst sechs Stunden nach der Injektion in das Bohrloch aus dem Leck floss. Dies liegt daran, dass die Flüssigkeit erst austrat, als sie in den Grundwasserbereich eindrang und mit diesem in Kontakt kam. Die Messung verlief sehr erfolgreich, und die Messtechnik war äußerst präzise. Sie löste das Problem der jahrelangen Leckage des Reservoirs und lieferte wissenschaftliche und technische Unterstützung für die spätere Verwaltung der örtlichen Wasserwirtschaftsbehörde.

Hunan Puqi Forschungsinstitut für geologische Erkundungsausrüstung, Abteilung für technischen Service

                                                 29. April 2025