GPS在水电站大坝变形监测中的应用及影响

GPS在水电站大坝变形监测中的应用及影响
在经济水平的不断提升下，我国开展了众多的水电站大坝建设工程，为了确保工程质量，施工人员需要对大坝变形情况进行实时监测。

但是传统的测量方法无法满足这一监测要求，需要运用GPS技术，代替原有的光学、电子测量仪器，实现对大坝变形的动态监测，从而获得增加精确的数据。

本文就GPS在水电站大坝变形监测中的应用及影响进行了研究分析。

标签：GPS；水电站；大坝变形监测；应用；影响
前言
GPS技术是一项实时定位测量技术，因其精度较高、观测时间短等优势，备受人们的青睐。

GPS技术在不断的发展中，应用范围也在不断拓展，在测绘领域中也实现了这一技术的运用。

1998年，我国首次在大坝变形监测中运用GPS技术，并取得了良好效果，并对水电站大坝变形监测工作产生了十分积极的影响。

1、GPS技术对水电站大坝变形监测的影响
GPS技术在水电站大坝变形监测中的应用，对这一工作产生了会死分积极的影响。

第一，GPS技术实现了对水电站大坝变形的全天候监测。

GPS测量技术在运用过程中，可以不受环境、天气的影响，无论是雨天、雪天、还是风天，都能够正常运行，只要在GPS监测系统中设置防雷设备，便能够实现对水电站大坝变形的全天候监测。

第二，GPS技术提升了水电站大坝变形监测数据的精准度。

这一技术能够在应用中，提供1×10-6及以上的定位精度，大大提升了监测数据的准确性。

第三，GPS技术的应用减轻了水电站大坝变形监测工作负担。

在技术的不断发展过程中，GPS接收机自动化程度大大提升，体积及重量都在不断减小，工作人员携带更加方便，工作人员操作十分便利。

同时，接收机为用户提供了相应的接口，用户能够实现对水电站大坝各个部分数据的监测，形成自动化的监测系统，实现信息的自动收集、处理、报警等。

第四，GPS技术为水电站大坝变形监测工作提供了监测点三维位移信息，减轻了变形分析难度。

在传统监测技术的运用中，需要对平面及垂直两方面的位移监测运用不同的方法，工作量、运用时间都相对较多，监测点位等也无法保持一致，不仅测量人员的工作负担较重，且变形分析的难度较大。

而GPS技术的运用，则实现了对监测点三维位移信息的精准明确，进一步简化的变形分析难度。

2、GPS技术在水电站大坝变形监测中的应用
2.1 GPS变形监测系统技术基础
GPS变形监测系统在设计中，应具备几项功能。

首先，主要功能方面，该系统应具备全天候动态化监测功能，能够根据实际情况对数据监测结果进行分析，并对所需要监测时段的数据进行获取。

其次，GPS变形监测系统应具备一定的拓
展功能。

第一，若是增加观测点布设密度，则能够实现对大坝变形监测及数据分析。

第二，能够通过布设观测站，实现对某水电站变形监测的融入。

第三，能够向用户提供事后精密定位服务。

2.2 PS变形监测系统设计及运行
以某水电站大坝为例，该水电站大坝主体为混凝土双曲拱坝，最大高度为250米，中心长度为460米，水库总容量为10.79亿立方米，电站总装机容量为4200MW。

在该水电站大坝右侧有一个活跃滑坡体，工作人员主要需要对这一滑坡进行变形监测。

首先，在系统设计中，应对滑坡体周围的卫星情况进行观测。

了解附近的卫星数量、GPS信号情况、信号干扰源等。

从而找到信号相对较强的位置，并设置GPS天线。

经观察、测量发现，该滑坡体高度跨越340米左右，给GPS信号的接受造成了较大难度，2600米高程下遮挡基本大于45°。

因此，工作人员结合实际情况，在三个断面设置了十二个监测点，并在信号接收最为困难的地区，运用扼流圈天线，从而提升信号质量。

其次，在监测区域，工作人员设置了十二个接收机作为监测站，并在滑坡体中较为稳定的区域设置了恋歌接收机作为基准站。

为了确保其稳固性，工作人员还应将观测墩置于基岩上方，并确保能够有足够的净空，以确保所接收信号的精准度。

在基准点的选择上，工作人员主要设置两个基准点，一个在生活区，另一个在需要监测的坝体附近，并经可能的将观测墩置于基岩上。

所有的监测点都应该牢牢固定在变形体上，从而对相对于基准点的监测点位移情况进行动态监测，并获取监测数据。

最后，在水电站大坝變形监测中，GPS监测系统运行时，工作人员还需要确保其供电的稳定性，从而保证所有获取数据的精准度及完整度。

通常需要运用UPS对交流电不稳情况进行改善。

当前我国十分注重清洁能源及可再生能源的运用，因而，在监测过程中，工作人员也可以在光照较为充足的地区尽可能的运用太阳能获取电能，从而提升供电灵活度，避免存在现场布线困难的情况。

若是处于冬季，或是光照不足，则不宜运用这一能源。

同时，若是监测现场与大坝之间距离较短，工作人员则可以同时采取有线通信的方式，将GPS监测系统所获取的数据上传至固定的服务器，并通过相应软件的处理，实现动态化、可视化的水电站大坝变形检测。

结论
据实践证明，通过GPS技术在水电站大坝变形监测中的应用，监测数据的精准度、完整度得到了有效提升，工作量大大减少，工作效率及质量不断提升。

因而，工作人员还应积极运用这一技术，并加强对变形监测系统的开发设计，从而实现更加高效的水电站大坝变形监测工作。

参考文献：
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