Experimental Study on Monitoring and Prediction of Earth-rockfill Dam Leakage Based on Infrared Thermography

Der Artikel vertieft sich in das kritische Thema der Leckagen in Erddeponien und beleuchtet die Grenzen traditioneller Überwachungsmethoden und das Potenzial der Infrarot-Thermographie (IRT) als berührungslose, indirekte Überwachungstechnologie. Es beschreibt die Konzeption und den Bau einer Simulationsplattform zur Leckagesimulation, um reale Bedingungen nachzuahmen, und untersucht die thermischen Abbildungseigenschaften von Dammlecks unter verschiedenen Szenarien, einschließlich unterschiedlicher Dammhänge, Leckskalen und Wetterbedingungen. Die Studie zeigt deutliche Wärmebildmuster für unbedeckte und bewachsene Hänge, wobei Leckagen tagsüber als Anomalien niedriger Temperaturen und nachts als Anomalien hoher Temperaturen auftreten. Der Artikel untersucht auch die Auswirkungen von Niederschlägen auf die IRT-Überwachung und stellt fest, dass tagsüber Niederschläge den Temperaturunterschied zwischen Stauwasser und Staudammhang verringern, wodurch die Erkennung von Leckagen schwieriger wird, während nächtliche Niederschläge diesen Unterschied vergrößern und die Effektivität der Überwachung erhöhen. Darüber hinaus wird in dem Artikel eine innovative Methode zur Leckagevorhersage vorgestellt, die auf dem E3D-LSTM-Deep-Learning-Modell basiert, das die räumlich-zeitlichen Eigenschaften von Temperaturfeldern aus IRT-Zeitreihendaten erfasst. Das Modell zeigt vielversprechende Vorhersageergebnisse sowohl für bewachsene als auch für unbebaute Hänge und bietet wertvolle Erkenntnisse für die Planung von Maßnahmen gegen Versickerung und Notfallmaßnahmen. Die Studie schließt mit einer Diskussion der praktischen Auswirkungen der Ergebnisse und Vorschlägen für zukünftige Forschungsrichtungen, wie etwa die Integration der vorgeschlagenen Methode mit Drohnen und digitalen Zwillingssystemen zur umfassenden Bewertung der Stausicherheit und Frühwarnung.