水库大坝表面变形自动化监测新技术
浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用
浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用随着科技的不断发展，各行各业都在不断探索利用先进技术来提高工作效率和安全性。
对于水利工程领域来说，大坝安全一直是一个备受关注的问题。
水库大坝的安全状况直接关系到人们的生命财产安全，因此如何有效地进行大坝安全监测与检测成为了水利工程领域面临的重要问题之一。
近年来，随着自动化技术的不断发展，自动化技术在水库大坝安全检测中的应用也逐渐成为了行业的热点话题。
本文将从自动化技术的应用角度，浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用的相关情况。
一、水库大坝安全检测的重要性水库大坝是一种集水调节、防洪、发电等综合效益的水利工程，其安全状况直接关系到周围地区和下游地区的安全。
对水库大坝进行定期检测和监测是十分必要的。
传统的水库大坝检测方法主要依靠人工检测，包括巡查、测量、取样等手段，这种方法存在着效率低、人力成本高、数据不够精确等缺点。
而且，一些大型水库大坝地理位置偏远，环境恶劣，人员难以进入，导致传统的人工检测方法无法满足大坝安全监测的需求。
随着自动化技术的不断发展，水库大坝安全检测也迎来了新的变革。
自动化技术在水库大坝安全检测中的应用，主要包括传感器技术、大数据分析、云计算、人工智能等方面。
1. 传感器技术传感器技术是自动化技术在水库大坝安全检测中的重要应用手段。
通过在大坝上设置各类传感器，如位移传感器、应变传感器、压力传感器等，可以实现对大坝各个部位的实时监测。
传感器可以实时感知大坝的变化情况，将监测数据传输到监测中心，实现对大坝安全状况的实时监控。
通过传感器技术，可以及时发现大坝的异常情况，为大坝安全管理提供有力支持。
2. 大数据分析大数据分析是自动化技术在水库大坝安全检测中的另一个重要应用。
通过对传感器监测所得到的海量数据进行汇总和分析，可以获取大坝的全面情况，并帮助工作人员对大坝的安全状况进行深入分析。
大数据分析可以帮助工作人员发现隐藏在海量数据背后的规律和趋势，提前发现大坝可能存在的问题，并为制定科学的大坝管理策略提供依据。
大坝坝体变形监测的技术方法与应用
大坝坝体变形监测的技术方法与应用摘要：面对溃坝事件带来的巨大损失，人们深刻的认识到大坝的安全监测的重要性。
采用监测技术对大坝坝体进行变形监测，测出大坝上各点的位置变化，才能分析大坝安全运行状态，并建立大坝的变形预测模型，实现大坝变形的定量预测。
只有这样，才能及时发现大坝的异常变化，对其安全性能做出准确的判断，然后采取必要措施，防止事故的发生。
关键词：大坝变形监测；位移量；监测点；近年来，随着我国水利工程建设的快速发展，如何保证水电站施工质量的安全运行已经引起了各大水电站的广泛关注。
在水电站的建设中，大坝的变形监测在水利工程安全监测中尤为重要。
一、大坝变形监测的主要技术1.视准线法，通过视准线或经纬仪建立一个平行或通过坝轴线的铅直平面作为基准面，定期观测坝上测点与基准面之间偏离值的大小，即为该点的水平位移，适用于直线形混凝土闸坝顶部和土石坝坝面的水平位移观测。
当采用这一方法时，主要要求它们的端点稳定，所以必须要作适当的布置，只能定期地测定端点的位移值，而将观测值加以改正。
视准线观测方法具有速度快、精度较高、原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点，在水平位移观测中得到了广泛应用。
不足的是对较长的视准线而言，由于视线长，使照准误差增大，甚至可能造成成照困难。
当视准线太长时，目标模糊，照准精度太差且后视点与测点距离相差太远，望远镜调焦误差较大，无疑对观测成果有较大影响。
2.引张线法。
利用张紧在两工作基点之间的不锈钢丝作为基准线，测量沿线测点和钢丝之间的相对位移，以确定该点的水平位移，适用于大型直线形混凝土的廊道内测点的水平位移观测，主要用于测定混凝土建筑物垂直于轴线方向的（顺水流方向）水平位移。
3.激光准直法。
利用激光束代替视线进行照准的准直方法，使用的仪器有激光准直仪、波带板激光准直系统和真空管道激光准直系统等，适用于大型直线形混凝土坝观测。
对于布设在直线型的土石坝或混凝土坝顶上观测点的水平位移，主要是采用视准线法和激光准直方法观测。
大坝变形监测技术综述
大坝变形监测技术综述大坝是人类用于蓄水、发电、灌溉等目的的重要水利工程。
随着大坝的运行和使用年限的增加，大坝的变形监测逐渐成为确保大坝安全运行的关键任务。
本文将综述目前常用的大坝变形监测技术，包括测量原理、监测方法、优缺点以及应用案例等内容。
1. 测量原理大坝的变形监测通过测量大坝的形变变化来判断其安全性。
常用的测量原理包括全站仪测量、GPS测量、激光雷达测量、振动传感器监测等。
全站仪利用现代光学技术测量地面的三维坐标，可以测量大坝的形变位移。
GPS技术通过卫星信号测定接收器的三维坐标变化，精度较高。
激光雷达利用激光束扫描目标，通过测量反射回来的激光信号来计算目标物体的位置和形状。
振动传感器则通过测量大坝的振动，来判断其变形情况。
2. 监测方法大坝变形监测方法多种多样，可以分为定点测量和连续监测两种方式。
定点测量通常采用全站仪、GPS等测量仪器，在不同的时间点对大坝进行测量。
这种方法适合对局部区域或特定地点的变形进行测量。
连续监测则是采用激光雷达、振动传感器等设备，可以实时地监测大坝的变形情况。
这种方法适合对大坝整体的变形进行长期监测。
3. 优缺点不同的大坝变形监测技术有各自的优点和缺点。
全站仪测量方法精度较高，但需要专业人员操作，且测量时间较长。
GPS技术可以实时监测大坝的变形，但精度受到卫星定位精度的限制。
激光雷达测量方法速度较快，但在大坝表面有遮挡物时会影响测量结果。
振动传感器能够实时监测大坝的振动情况，但只能监测到振动造成的变形，无法测量其他形变。
4. 应用案例大坝变形监测技术在实际工程中得到广泛应用。
例如，中国的三峡大坝项目采用了全站仪、GPS和振动传感器等多种监测技术，对大坝的变形进行定期检测。
根据监测数据，可以及时发现大坝的异常变形，采取相应的维护和保护措施。
在国外，美国的背水坝坝体变形监测系统可以实时监测大坝的变形情况，并通过无线传输技术将数据传输到远程维护中心。
结论:大坝变形监测技术的发展与进步为大坝的安全运行提供了重要的保障。
水库大坝安全监测系统及自动化
水库大坝安全监测系统及自动化摘要：在水库大坝应用过程中,安全监测是保证其安全性、可靠性的重要手段,因此针对水库大坝采用安全自动化监测系统有着重要的现实意义。
文章分析了大坝自动化监测的重要意义,总结我国现阶段大坝安全自动化监测内容及设备发展现状,提出一般的大坝安全自动化监测系统的常规结构及功能,并对其后续的发展做出展望。
关键词：水库大坝；安全监测；自动化引言大坝是水库的关键水工建筑物之一，包括混凝土坝、土工坝两种类别，后者占水库总数的百分之九十以上。
因土工坝为散粒体结构，分析难度大，无法及时获取坝体渗流、坝基渗透压力等参数，对水库大坝安全监测提出了较大难题。
而通过将自动化系统应用于水库大坝安全监测，可以有效解决上述问题。
基于此，对水库大坝安全监测自动化系统的应用进行适当分析具有非常重要的意义。
1 水库大坝安全监测自动化系统的应用背景某大坝监测系统所应用的自动化设备为ROCTEST 监测设备+2380 数据采集系统+ 专业作图软件，可以在独立MCU（测控单元）中存储监测数据，主机则可应用数据采集系统将监测数据传输到计算机中进行分析。
安全监测包括变形监测、渗流监测两个主要部分，前者包括表面竖向位移观测、体内分层水平位移观测、倾斜检测、裂缝检测、挠度检测等；后者包括大坝坝基渗压观测、土坝坝体浸润线观测、大坝坝体渗流量观测等。
除此之外，还包括上下游库水位、水温、降雨量、气压、气温等数值监测。
2水库大坝安全监测自动化系统的应用过程2.1变形监测2.1.1监测系统水库大坝变形监测系统包括坝体倾斜监测、坝体裂缝监测、挠度监测、水平位移监测几个功能模块。
其中坝体倾斜监测主要采用静力水准仪，坝体裂缝监测则依靠测缝针运行，挠度观测主要通过双向垂线坐标仪，配合六台单向垂线坐标仪（即两组正垂线+三条倒锤线），对坝体垂直度上不同高程测点、倒锤线之间水平位置变化进行不间断监测。
水库大坝水平位移检测主要通过四条不锈钢钢丝制作的引张线（两条位于大坝基础廊道，两条位于主坝坝顶）、一台变位机、二十二台垂线坐标，定期测量大坝在水平方向的位置移动与否（一般规定大坝向上游方向移动为负）。
科技成果——基于北斗高精度定位的大坝变形监测技术
科技成果——基于北斗高精度定位的大坝变形监测技术对应需求水库遥感监测技术成果简介该成果针对CORS系统建设全星座高集成地基增强系统接收机，核心为ZC20PLUS测地型GNSS接收机和ZC-N1-40E高性能GNSS监测站接收机，内置多星多频主板、4G、蓝牙、大容量存储、高容量电池、高清晰显示屏等，具有大坝变形监测功能，可为工程日常管理大坝维护保养等工作提供技术和数据支撑。
适用于水电站边坡、大坝、海塘以及堤防等水工建筑物高精度变形监测。
技术特点该成果采用Linux智能操作系统，设备内置千兆网口、蓝牙、WIFI 等无线接口，支持全网通4GLTE通讯模块，支持WIFI自组网，支持WebUI设置，可远程对接收机进行设置和维护；支持BDS、GPS、GlONASS、Galileo等卫星信号跟踪，并支持单北斗系统/多系统解算，保障测量数据的安全性和可靠性；内置12000毫安时大容量智能电池；系统支持超过100千米的超长RTK基线解算，降低CORS建设的支出成本；小型一体机，高强度工程塑料，合金底座，坚固耐用。
1、通道数：72通道。
2、卫星信号：BDS：B1、GPS：l1C/A；可选（GPS:l1C/A、GlONASS:l1OF 或GPS:l1C/A、Galileo:E1B/C）。
3、定位精度：静态高程精度：5毫米±1体积浓度（RMS）；静态水平精度：2.5毫米±1体积浓度（RMS）；初始化时间：＜25秒，初始化可靠性：>99.9%。
4、设备功耗：<2瓦。
5、数据更新频率：1赫兹。
技术水平实用新型专利2项，软件著作权3项。
应用情况该成果在天荒坪抽水蓄能电站的上、下水库共布设8套北斗高精度监测设备，提高了监测频率和监测精度目前监测结果运行稳定；在椒江区三山北涂海塘安全监测项目应用5套北斗高精度监测设备，提高大坝安全监测的自动化、信息化程度以及大坝管理水平。
已在湖州安吉、广西龙滩等多地水电站大坝应用，产品运行稳定，监测数据及时准确，为工程日常管理、大坝维护保养等工作提供了技术和数据支撑，提升了工程运维的效率。
浅谈大坝安全监测自动化现状及发展趋势
浅谈大坝安全监测自动化现状及发展趋势1. 引言1.1 大坝安全监测意义大坝是水利工程中重要的建筑物，其安全监测是保障人民生命财产安全的重要举措。
大坝安全监测的意义在于及时发现潜在风险，减少事故发生的可能性，保障大坝的安全稳定运行。
通过监测大坝的变形、裂缝、渗漏等情况，可以及时采取预防措施，避免发生灾难性的事故。
大坝对于水资源的调控和利用有着重要的作用，安全监测可以确保水利工程的正常运行，保障水资源的有效利用。
加强大坝安全监测意义重大，不仅可以保障人民生命财产安全，还能维护国家水资源安全和生态环境的稳定。
大坝安全监测的意义不仅体现在防灾减灾方面，还有助于提升科技水平，推动水利工程的发展和完善。
通过自动化监测技术的应用，大坝安全监测将迎来新的发展机遇，实现更高水平的安全监测和管理。
1.2 自动化监测技术重要性自动化监测技术在大坝安全监测中的重要性不言而喻。
传统的人工监测存在诸多弊端，如监测数据不及时、不准确、无法连续监测等问题，无法满足大坝安全监测对实时性、准确性和连续性的需求。
而自动化监测技术通过使用各种传感器、遥感技术、网络通信等手段，可以实现对大坝各项参数的自动、实时、准确的监测，大大提高了监测数据的质量和监测效率。
自动化监测技术可以实现对大坝结构、地质、水文、变形等多个方面的监测，实时掌握大坝的安全状况，及时发现异常情况并做出相应的处置措施，保障大坝的安全稳定运行。
而且自动化监测技术还可以实现数据的实时传输和存储，方便对监测数据的分析和应用，为大坝的安全管理和决策提供科学依据。
自动化监测技术是大坝安全监测的重要支撑，是提高监测水平、保障大坝安全的重要手段。
随着科技的不断发展和进步，自动化监测技术将会在大坝安全监测中发挥越来越重要的作用，推动大坝监测技术的不断创新和发展。
2. 正文2.1 大坝安全监测现状分析随着我国经济的快速发展，大坝建设数量不断增加，大坝存在的安全隐患也日益凸显。
大坝的安全监测变得尤为重要，以确保大坝稳定运行和人民生命财产安全。
大坝变形监测方案
大坝变形监测方案1. 简介大坝是人类工程中保护水源、调节水量的重要设施之一。
由于大坝长期承受水压和地质运动的力量，随着时间的推移，大坝可能会发生变形。
为了保障大坝的安全性，需要进行定期的变形监测。
本文档将介绍一种大坝变形监测方案，帮助工程师进行科学有效的大坝变形监测。
2. 监测目标大坝变形监测的主要目标是提前发现大坝的变形情况，以防止严重事故的发生。
监测的主要内容包括以下几个方面：•大坝的水平位移变形：主要指大坝在水平方向上的位移情况，通过测量水平位移来判断大坝是否存在下滑或滑坡的风险。
•大坝的竖向位移变形：主要指大坝在垂直方向上的位移情况，通过测量垂直位移来判断大坝是否存在沉降的风险。
•大坝表面的裂缝情况：通过监测大坝表面的裂缝情况，可以了解大坝是否存在结构破裂或渗漏的风险。
3. 监测方法3.1 测量仪器选择为了进行大坝变形的定量测量，需要选择合适的测量仪器。
以下是一些常见的大坝变形监测仪器：•GPS测量仪：可用于测量大坝的水平位移变形，具有高精度、实时性强的特点。
•倾斜仪：可用于测量大坝的竖向位移变形，一般采用水平方向和垂直方向两个方向的倾斜角度进行测量。
•应变计：可用于测量大坝表面的应变情况，一般通过电阻、电容或光纤等方式进行测量。
3.2 监测方案设计根据大坝的具体情况，制定相应的监测方案。
以下是一个常见的大坝变形监测方案设计示例：1.确定监测点位：根据大坝的结构和地质条件，确定监测点位，包括水平位移监测点和竖向位移监测点。
2.布设测量仪器：根据监测点位，布设相应的测量仪器。
GPS测量仪可以布设在大坝上不同位置进行水平位移监测，倾斜仪可以布设在大坝表面进行竖向位移监测，应变计可以布设在大坝表面的关键部位进行应变监测。
3.数据采集与处理：定期采集测量仪器的数据，并进行数据处理。
可以使用专业的监测设备自带的软件对数据进行分析和展示，也可以使用MATLAB或Excel等软件进行数据处理。
4.结果分析与报告：对监测数据进行分析，判断大坝的变形情况，并及时生成监测报告。
GNSS技术在水库大坝变形监测分析中应用
GNSS技术在水库大坝变形监测分析中应用摘要：随着科技的发展， GNSS (Global Navigation Satellite System）以其全天候观测、快速定位、连续实时、高度自动化等优点，在工程及灾害监测领域发挥了重要作用，并逐步用于大坝变形监测。
然而，目前该技术在大坝变形监测方面仍有一些缺陷和局限。
本文从 GNSS技术优势及大坝形变的主要因素出发，探索 GNSS在坝体形变监测中的流程，为坝体形变监测提供新思路，促进坝体形变监测理论与技术的创新与发展。
关键词：GNSS 技术；大坝变形监测；应用引言：关于变形测量的技术手段也在持续地进行着更新与发展，其中包含了诸如全球导航卫星技术（GNSS技术）、地面激光扫描等地表变形测量技术，而GNSS技术是目前最为常用的变形监测技术。
全球卫星导航系统（GNSS）的应用，使形变监测技术逐步向自动化、数字化、网络化方向发展，提高了形变监测的水平与精度。
一、GNSS在工程建筑中的作用GNSS是Global Navigation Satellite System 的简称。
当前，国际上使用的 GNSS有四个，分别是美国的 GPS，俄罗斯的 GLONASS，欧盟的 GALILEO和中国的 BDS。
GNSS系统通过一系列卫星的观测数据，如伪距、星历、发射时刻等进行导航和定位。
GNSS具有测量精度高，测量时间短，操作简便等优点。
GNSS系统能够实现全天时的观测，并且不受天气条件的影响，无论是下雨还是下雪，或者是多云，或者是有风有雾。
二个或更多的多个接收机同时进行观测，可极大地提高资料的准确度。
实时动态检测模式是指对坝体的动态变形进行实时监控，其特征是每秒一次取样，并需要计算出各历元的位置。
本文拟利用移动中载波相位模糊度解算出各历元接收点的位置，并对坝体变形特性和成因进行分析。
形变监测对实时性提出了更高的要求，因此，必须构建一套全天候、可实时监测的GNSS自动监测系统，才能及时掌握测点位置的实时变化[1]。
如何进行水库变形监测与评估
如何进行水库变形监测与评估水库是人类用来调节水资源的重要建筑物，但随着时间的推移，水库的变形问题逐渐显现出来。
水库的变形监测与评估是保证其安全运行的关键一环。
本文将探讨如何进行水库变形监测与评估的方法与技术。
一、激光雷达技术在水库监测中的应用激光雷达技术是一种高精度、非接触式的测量技术，可广泛应用于水库的变形监测。
该技术通过测量光波的飞行时间和反射强度，可以获取水库及其周边地形的三维点云数据。
这些数据可以用于检测水库的变形情况，如水位变化、坝体位移等。
二、GPS测量技术在水库监测中的应用GPS测量技术是一种全球定位系统，可用来获取地球上任意点的经纬度信息。
在水库监测中，GPS技术可以用于监测水位变化以及水库周边地形的变形情况。
通过在水库周围设置GPS观测站，可以实时监测水库的变形情况，并及时采取相应的措施。
三、无人机航摄技术在水库监测中的应用无人机航摄技术是一种通过无人机携带相机进行航空摄影的技术，可用于获取水库及其周边地区的高分辨率影像数据。
这些影像数据可以用于监测水库的变形情况，如坝体表面的裂缝、沉陷等。
同时，无人机航摄技术可以提供多期影像数据，以便进行水库变形的时序分析。
四、地形测量技术在水库监测中的应用地形测量技术包括测距仪、经纬仪、水准仪等，可用于获取水库及其周边地点的三维坐标信息。
在水库变形监测中，地形测量技术可以用于测量水库周边地点的高程变化，从而推测水库的变形情况。
通过多次地形测量，可以获得水库变形的变化趋势，并进行相应的评估和预测。
五、数据处理技术在水库变形评估中的应用对于获得的监测数据，需要进行合理的处理和分析才能得出准确的评估结果。
数据处理技术包括点云处理、影像配准、数据挖掘等。
通过对监测数据进行处理和分析，可以提取出水库变形的特征信息，并进行定量评估。
同时，数据处理技术还可以用于建立水库变形的模型，以便进行预测和仿真。
六、结论水库变形监测与评估是维护水库安全运行的重要工作。
水库大坝变形监测的测绘技术与数据处理方法解析
水库大坝变形监测的测绘技术与数据处理方法解析水库大坝是人类在水利工程中常见的建筑物，它的安全性对于人们的生命财产安全至关重要。
随着时间的推移，大坝可能会发生变形，因此对大坝的及时监测变得尤为重要。
本文将分析水库大坝变形监测的测绘技术与数据处理方法。
一、测绘技术的选择在测绘水库大坝变形时，我们可以采用多种技术，包括全站仪、GPS、激光雷达等。
全站仪是一种常用的测量工具，它可以测量水平角、垂直角和斜距，可以获得较为准确的坐标数据。
GPS则可以提供更精确的位置信息，能够实时监测大坝位置的变化。
激光雷达则可以扫描大坝的表面，获取其形状和尺寸的数据。
二、数据采集与处理在进行测量之前，我们需要进行数据采集的准备工作。
首先，我们需要选择测量的位置，考虑到大坝的结构和地理条件，选取合适的测量点非常重要。
其次，我们需要选择适当的时间进行测量，通常选择在早晨或晚上，避免阳光直射和大气折射等因素的干扰。
在数据采集过程中，要确保测量仪器的准确性和稳定性。
全站仪和GPS的测量结果需要进行校正，根据测量误差进行数据修正和过滤，以提高测量结果的精度。
在数据处理方面，我们可以利用测量得到的数据，绘制出大坝的示意图。
通过对比不同时间点的测量数据，我们可以分析大坝的变形情况。
同时，我们也可以利用数学建模的方法，对数据进行分析和预测，以便及时发现大坝变形的趋势和异常情况。
三、监测结果的分析与应用通过对大坝的变形监测，我们可以得到大坝结构的变形程度和变形趋势。
这些监测结果对于判断大坝是否存在安全隐患非常重要，并为及时采取相应的维修和加固措施提供了依据。
在监测结果的分析中，我们可以采用统计学的方法，对不同测点的数据进行分析，计算出均值、标准差等指标，以了解大坝变形的整体情况。
同时，我们也可以采用时序分析的方法，利用时间序列数据进行趋势预测和异常检测，提前发现潜在的安全问题。
监测结果的应用还可以辅助工程师制定大坝的日常维护计划。
通过长期的监测数据，我们可以在大坝变形逐渐加剧之前，提前预警，采取相应的预防措施，以延长大坝的寿命。
大坝检测技术方案
大坝检测技术方案1. 引言大坝是水利工程中非常重要的设施之一，它的安全问题直接关系到人民群众的生命财产安全。
因此，对大坝进行定期的检测和监测是非常必要的。
本文将介绍一种大坝检测技术方案，以便提高大坝的安全性，预防潜在的安全风险。
2. 技术方案2.1 静态监测技术静态监测技术可以提供大坝的静态变形信息，用于评估大坝的稳定性。
以下是一些常用的静态监测技术：•测量仪器：使用测量仪器（如测量仪，测量仪表等）进行测量，可以获取大坝的表面变形等数据。
这些仪器可以安装在大坝的关键部位，以实时监测大坝的变形情况。
•摄像技术：摄像技术可以通过安装摄像头来实时监测大坝的变形情况。
通过对摄像头拍摄到的图像进行处理和分析，可以得到大坝的位移和形变等信息。
2.2 动态监测技术动态监测技术用于获取大坝在振动荷载作用下的动态响应数据，以评估大坝的动力特性。
以下是一些常用的动态监测技术：•加速度计：通过安装加速度计来测量大坝在振动荷载下的加速度，从而得到大坝的振动特性。
加速度计通常可以通过无线传输方式将数据传输到监控中心。
•振动传感器：振动传感器可以测量大坝的振动位移和响应频率等信息。
通过对振动传感器获取的数据进行分析，可以评估大坝的动力特性。
2.3 远程监测技术远程监测技术可以实时地监测大坝的变形和振动情况，并将数据传输到远程监控中心，以便进行进一步的数据分析和决策。
以下是一些常用的远程监测技术：•传感器网络：通过在大坝上布置传感器网络，可以实时地监测大坝的变形和振动情况。
传感器网络通常可以通过无线通信方式将数据传输到远程监控中心。
•无人机监测：利用无人机搭载测量仪器或摄像设备，可以对大坝进行高空巡航监测。
通过无人机获取的数据可以提供大坝的全面信息，进一步评估大坝的安全性。
3. 数据分析与决策获取到的大坝监测数据需要经过有效的数据分析，并根据分析结果做出相应的决策。
以下是一些常用的数据分析方法：•数据挖掘：利用数据挖掘技术对大量的监测数据进行分析，可以提取出隐藏在数据中的规律和知识，为决策提供支持。
GPS技术在水库大坝变形监测中的应用
GPS技术在水库大坝变形监测中的应用摘要：应用GPS监测技术进行水库大坝变形观测是现阶段的必然趋势，GPS-RTK已逐渐应用于水利水电工程变形监测领域，提高了大坝监测技术的自动化程度和高边坡测量精度。
本文论述了GPS在大坝变形监测中的实践，介绍了GPS在短时间观测中的方法和应用手段，以便及时监测库区大坝变形。
关键词：GPS技术；大坝；变形监测；应用1 引言GPS变形监测应用到坝体的变形监测中，对坝体进行变形监测是大型水利工程重要一部分，因此，工作人员应该加强对变形监测的重视，根据水利工程实际情况进行有效测量，确定测量的准确性，从而确保工程质量。
由于GPS自身具有明显的优势，精度高、全天候测量等优点是传统测量方法所无法比拟的，因此，工作人员要改变传统的测量方法，加强对GPS变形监测的重视，提高工作人员工作效率。
应用GPS进行变形监测，不但能够获取大量的变形监测数据，还能对变形进行有效分析，全面了解变形监测系统的信息，能够为大坝变形监测工作提供参考依据，从而确保作业顺利进行。
2 GPS技术在水利工程变形监测中的技术应用现状水利工程的变形监测一般具有实时性、事前性以及可靠性三个属性。
监测的主要内容包括监测和确定大坝变形体的精度指标，监测技术和方法的确定和实施，处理和分析监测数据以及对大坝的安全状况进行诊断和预警。
在进行监测的时候，如何按照变形体确认允许变形值是目前监测的关键，在对监测点周围进行监测，获得真实的变形值，变形值是评价变形体安全性的关键依据，也是确定监测方法的重要指标。
在对大坝进行变形监测的时，设计图纸、地质情况以及施工的具体情况都会影响变形值。
传统的变形值要求精度一般控制在1/10到1/20之间，在实际的监测过程中可以有一定的误差，并在要求的范围内进行消除误差。
目前，基于GPS技术的变形预测数学模型包括灰色系统模型，小波模型，神经网络模型和时间序列模型。
这些模型具有很多优点，但水利水电工程项目运行会受到很多因素的影响，还有不确定性，需要全面分析预测过程以确定选择哪个数学模型。
自动化技术在大坝变形监测中的应用
自动化技术在大坝变形监测中的应用摘要：在水利工程施工中，坝体经常会受到地质等多种因素的影响，并发生各种各样的形变，这对水工程的施工安全和后期的使用安全等造成了很大的影响。
随着信息化的发展，目前，传感器、GPS、激光技术、CT技术、测量机器人监测技术等已在坝体变形监测方面取得了初步成果，并将其推广到坝体变形监测工作中，以保证水库坝体的安全。
所以，本文就如何运用自动化技术，对坝体变形进行监测，以改善坝体的安全系数等问题进行探讨。
关键词：土石坝变形监测；自动控制技术；应用策略引言最近几年，由于技术的飞速发展,大坝变形监测与监控技术也在不断发展,促使了大坝变形监测技术向自动化、智能化的发展趋势,同时呢,我们对大坝变形监测技术的需求也愈来愈多,对于大坝的变形监测，通常是利用相关的传感器，对大坝的坝体、坝肩、坝基等部位进行监测。
所以，进行实时观察显得十分重要，只有借助有关的自动化技术，才能对大坝的变化进行精确地分析，从而制定出相应的对策，提升大坝的质量，产生更好的经济和社会价值。
1 大坝变形监控的重要性大坝是我国水利水电行业中不可忽视的一个重要组成部分，它所保证的水利水电设施对国民经济、人民生活有很大贡献。
但是，在天然及人为因素的作用下，水库大坝会产生一定的变形，有些大坝因设计及施工工艺上的不足，也会产生一定的质量问题。
随着科学技术的不断发展，自动化、信息化、智能化的设施和技术不断涌现出来，但是，我国的大部分水利水电工程大坝的自动化监测水平还是比较低的，一方面是由于监测设施设备的匮乏，另一方面则是由于缺少大坝安全自动化管理思维的原因。
随着库区大坝规模的不断扩大，由于人力的限制，对库区水坝进行监控的速度与质量都产生了很大的影响，因此需要引进自动化监控设备与技术，以提升库区大坝安全管理的有效性。
2 影响坝体安全质量的几个因素2.1坝体变形的因素对坝体、坝肩和坝基等进行监控和观察，如果这几个关键部位与前一个监测部位有差异，应及时上报并进行处理。
大坝安全监测技术的现状与发展
大坝安全监测技术的现状与发展大坝作为水利工程的重要组成部分，其安全稳定运行对于保障人民生命财产安全、促进经济社会发展具有至关重要的意义。
而大坝安全监测技术则是确保大坝安全的重要手段，它能够及时发现大坝存在的问题和隐患，为大坝的运行管理和维护提供科学依据。
随着科技的不断进步，大坝安全监测技术也在不断发展和完善。
一、大坝安全监测技术的现状目前，大坝安全监测技术已经形成了较为完善的体系，包括变形监测、渗流监测、应力应变监测、环境量监测等多个方面。
变形监测是大坝安全监测的重要内容之一，常用的监测方法有水准测量、全站仪测量、GPS 测量等。
水准测量是一种传统的测量方法，通过测量大坝不同部位的高程变化来监测大坝的垂直变形。
全站仪测量具有精度高、速度快的优点，可以同时测量大坝的水平和垂直变形。
GPS 测量则具有全天候、自动化程度高的特点，能够实现对大坝变形的实时监测。
渗流监测主要用于监测大坝坝体和坝基的渗流情况，常用的监测仪器有渗压计、测压管等。
渗压计可以直接测量坝体和坝基内部的渗透压力，从而判断渗流是否稳定。
测压管则通过测量管内水位来推算渗透压力。
应力应变监测用于了解大坝在各种荷载作用下的应力和应变情况，常用的监测仪器有应变计、应力计等。
这些仪器能够实时监测大坝结构内部的应力和应变变化，为大坝的稳定性分析提供数据支持。
环境量监测包括水位、气温、水温、降雨量等参数的监测。
通过对环境量的监测，可以分析其对大坝运行状态的影响。
在监测数据的采集和传输方面，自动化监测系统已经得到广泛应用。
自动化监测系统能够实现数据的自动采集、传输和处理，大大提高了监测效率和数据的准确性。
同时，远程监控技术也使得监测人员可以在远离大坝现场的地方实时掌握大坝的运行状况。
二、大坝安全监测技术存在的问题尽管大坝安全监测技术取得了显著的进步，但仍然存在一些问题需要解决。
首先，监测仪器的精度和可靠性有待进一步提高。
部分监测仪器在长期运行过程中容易受到环境因素的影响，导致测量数据出现偏差。
水利工程中的大坝变形监测与维护要点分析
水利工程中的大坝变形监测与维护要点分析水利工程中的大坝是一种重要的水利设施，主要用于调节水流，防洪抗震，发电等多种用途。
然而，随着时间的推移，大坝会面临变形的问题，需要进行及时的监测和维护。
本文将从大坝变形监测和维护两个方面入手，探讨大坝在工程运行过程中的维护要点。
一、大坝变形监测大坝的变形主要有两种类型：一种是弹性变形，另一种是非弹性变形。
弹性变形是指坝体在荷载作用下发生的临时变形。
在荷载去除后，会恢复原状。
而非弹性变形则是指即使荷载去除后，坝体仍存在一定的永久性变形。
大坝的变形监测需要选择合适的监测手段和方法。
以下是常见的大坝变形监测手段：1.杆式变形计：杆式变形计主要作用是监测大坝的垂直位移。
其原理比较简单，就是将一个金属杆固定在大坝上，通过夹具将测量器和杆相连，然后通过读取测量器上的数值来计算位移。
这种变形计精度高，且不受环境影响，长期使用效果比较显著。
2.振弦式变形计：振弦式变形计是通过测量振弦的自然周期，从而来计算大坝的位移变化。
其精度比杆式变形计稍弱，但可以同时监测大坝的水平和垂直位移。
在使用过程中需要对振弦进行校准，以保证测量结果的准确性。
3.卫星定位技术：卫星定位技术是利用卫星系统测量大坝的位置和位移。
这种方法可以全天候、全球范围内进行定位，不受地域、天气、环境等限制，具有比较高的精度和可靠性。
大坝变形监测需要一定的技术条件和设备支持，同时也需要人员对监测数据的处理和分析能力。
建议在监测初期对设备进行反复的校准和验证，以确保监测结果的准确性和稳定性。
二、大坝维护要点大坝的维护主要包括以下几个方面：1.排水系统的维护：大坝的排水系统是大坝稳定性的重要保证。
需要定期检查和清理大坝的水舱、冷却水孔、泄洪孔等设备，以保证其畅通。
特别是在大雨季节，需要更加注意排水系统的检查和维护。
2.监测设备的维护：大坝的监测设备需要定期维护和校准。
要保证设备的正常运行，定期更换易损件和订购备用配件。
3.巡视和巡检：大坝的巡视和巡检是维护的重要内容。
大坝变形监测实施方案
大坝变形监测实施方案一、背景介绍。
随着我国经济的快速发展，大坝建设已成为重要的基础设施建设项目。
然而，随之而来的大坝变形监测问题也日益凸显。
大坝的变形监测是确保大坝安全稳定运行的重要手段，因此，制定科学合理的大坝变形监测实施方案显得尤为重要。
二、监测目标。
1.准确监测大坝的变形情况，包括但不限于位移、应变、裂缝等情况。
2.及时发现大坝变形异常情况，预警并采取相应措施，确保大坝安全稳定。
3.为大坝的维护、修复提供科学依据。
三、监测内容。
1.位移监测，采用全站仪、GPS等设备对大坝的位移进行实时监测，确保数据准确性和可靠性。
2.应变监测，通过应变计等装置对大坝的应变情况进行监测，及时掌握大坝的受力情况。
3.裂缝监测，使用裂缝计等设备对大坝的裂缝情况进行监测，及时发现裂缝扩展情况。
四、监测方案。
1.确定监测点位，根据大坝的具体情况，确定合理的监测点位，确保监测数据的全面性和代表性。
2.选择监测设备，根据监测内容，选择合适的监测设备，并进行设备的校准和调试，确保监测数据的准确性。
3.建立监测网络，搭建大坝变形监测网络，确保监测数据的实时传输和存储。
4.制定监测方案，根据监测内容和监测要求，制定详细的监测方案和操作流程，确保监测工作的科学性和规范性。
五、监测周期。
1.常规监测，对大坝进行常规监测，包括日常、季度、年度等周期性监测。
2.特殊监测，对大坝进行特殊情况下的监测，如大雨、地震等自然灾害发生时的紧急监测。
六、监测数据处理。
1.监测数据采集，对监测设备采集的数据进行及时、准确的采集和记录。
2.数据分析与评估，对监测数据进行分析和评估，及时发现异常情况并作出相应处理。
3.数据报告，定期编制监测数据报告，对监测数据进行总结和分析，为大坝的安全稳定提供科学依据。
七、监测结果应用。
1.监测预警，根据监测数据，及时发现大坝变形异常情况，进行预警并采取相应措施。
2.维护修复，根据监测数据报告，制定大坝的维护和修复计划，确保大坝的安全稳定。
水利工程大坝变形监测
水利工程大坝变形监测1. 引言水利工程的大坝在使用过程中都会经历各种因素的作用，如地震、水压、地质和环境等，这些都会导致大坝的变形，给大坝的安全带来威胁。
因此，及时有效的对水利工程大坝进行变形监测显得特别必要。
本篇文档将介绍水利工程大坝变形监测的意义、主要监测内容和技术手段，通过本文档，希望读者能够更好的了解水利工程大坝变形监测的相关知识。
2. 监测意义水利工程大坝变形监测的主要作用是及时预警并处理大坝的变形，保障大坝安全稳定。
一旦出现变形，就说明大坝可能存在破坏的隐患，如果不及时处理，就可能引发灾难性的后果。
因此，对水利工程大坝进行及时、精准的变形监测是十分必要的。
3. 监测内容水利工程大坝的变形监测内容主要包括：3.1 测点及布设监测前需要对大坝进行分析，并根据大坝的特点，合理确定测点及其布设方案。
通常大坝的测点设置包括顶部、坝体和坝底等位置。
3.2 变形量测通过安装测量设备测量大坝的变形量，判断大坝变形的方向和程度。
变形量的测量包括垂直变形量和水平变形量，可以通过改变测点的相对位置和距离来得到不同方向上的变形量数据。
3.3 告警监测在进行大坝变形监测时，监测设备还需具有实时告警监测的功能，及时将变形数据传输到监测中心，对于监测数据偏大或偏小等异常情况，及时发出告警信号。
4. 技术手段水利工程大坝变形监测技术手段主要包括传统的测量手段和现代化的监测技术，下面将介绍几种常见的监测技术手段：4.1 雷达测量雷达测量是一种非接触式的测量方式，它可以通过微波信号扫描大坝表面，获取大坝表面的变形信息。
雷达测量具有高精度、高效率、无需人工采样等优点，因此被广泛应用于水利工程大坝变形监测中。
4.2 光纤测量光纤传感技术是一种新型的测量技术，它利用光纤的传输特性对大坝变形进行精确的监测。
光纤测量具有高精度、高灵敏度、不受干扰等优点，已成为大坝变形监测的重要手段。
4.3 振动式传感器振动式传感器是一种基于振动测量的监测手段，它在大坝表面贴数个振动传感器，通过测量传感器的振动值来判断大坝是否存在变形。
探讨水库大坝外观形变自动监测技术
探讨水库大坝外观形变自动监测技术城市中一般都是以水库蓄水的形式为城市居民提供饮用水，水库蓄水能力的大小与城市发展息息相关，一般大型城市周围都配备几个大型水库，以满足人民生活基本需要。
当雨量丰沛时正是水库蓄水的最佳时机，同时也对水库的安全防御能力提出了新的要求，尤其是实时监测水库大坝外观形变，当外观形变达到警戒范围时，必须开闸放水以减轻对水坝的压力，从而保证安全。
水坝外观形变需要定期、定时进行监测，根据监测结果制定保养和维护措施，以提高水坝抗洪涝、地震、其他自然灾害的能力，对保护人民生命、财产等起到至关重要作用。
1外观形变监测技术精密工程测量和变形监测，是以毫米级乃至亚毫米级精度为目标的工程测量，水利大坝变形是正好适合此领域，通过对大坝上特定位置点位移随时间的变化情况，而得到外观形变。
早期的监测仪器可以完成水平位移检测、垂直位移监测、三维位移监测。
水平和垂直位移监测时采用的仪器主要有侧垂线坐标仪、引张线仪、遥测静力水准仪、激光准直测量仪、自动化全站仪等。
三维位移监测主要采用经纬仪、全站仪等行测量。
上述测量仪器各有优缺点，对水坝变形监测手段有限，费事费力，而且效率不高，尤其对于某些特殊位置点，由于环境特点不适合架设检测仪器，从而形成检测盲区而带来隐患。
上述监测仪器的另一个显著弊端是检测数据不能实时处理，必须对数据进行事后分析，有可能错失最佳保养、维护、处理时机。
GPS是一种新型的外观形变监测仪器，实践已经证明可以在各种精密工程测量和变形检测中应用，借助其精密位置测量技术实现水库大坝外观三维形变监测是其应用的一个主要领域，与其他监测仪器比较，GPS具有精度高、速度快、全天候、实时性好、测量数据全面、便于联网、不需要通视等诸多优点，是实现全自动化检测的必备条件之一。
应用GPS实现测量主要两种模式：一是使用GPS 进行定期、定点人工采集数据，这种模式虽然简单，但是实时性不好；二是在每一个监测点上都安置一个GPS接收系统，此种方式具有实时性，最高可1秒钟更新一次数据，但是这种模式成本较高，制约了监测点的个数，上述两种模式都有具体应用实例。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水库大坝表面变形自动化监测新技术
徐忠阳
（索佳公司北京代表处，北京 100004）
一、引言
有关资料标明，我国河川年径流量总量约2780Gm3，水能资源十分丰富，其中理论蕴藏量为676GW，可开发为378GW，为世界第一位。
为了充分利用这些水利和水能资源，新中国刚成立时，政府就十分注意兴修水利，造福人类，到目前已建水库堤坝约8.7万座，其中绝大部分（约8万座）建于20世纪50～70年代。
但是，由于历史原因，有相当部分水库堤坝未按基本程序办事，是靠群众运动建造的，因此存在工程质量差、安全隐患多的问题。
经过几十年的运行，已经到了病险高发期。
水利工程即可以造福人类，如管理不善也会给社会带来惨重灾难和巨大的经济损失。
历史上因水库溃坝给下游造成的毁灭性灾难并不鲜见。
因此加强水库大坝的安全管理必不可少，其中大坝变形监测就是大坝安全管理的重要内容之一。
二、目前水库大坝变形监测的主要技术手段
目前，在大坝安全监测技术规范中，主要有《土石坝安全监测技术规范》和《混泥土坝安全监测技术规范》。
1、土石坝安全监测技术简介
在《土石坝安全监测技术规范》中，把大坝的变形监测内容分为：表面变形、内部变形、裂缝及接缝、混泥土面板变形及岸坡位移。
大坝表面变形监测主要分为竖向位移监测和水平位移监测。
（1）竖向位移监测的方法主要是精密水准法，或连通管（静力水准）法；
（2）水平位移又分为横向（垂直坝轴线）位移和纵向（平行于坝轴线）位移。
a. 横向位移的监测方法主要是视准线法（活动标法、小角法、大气激光准直法等）；有必要且有条件时，可用三角网前方交会法观测增设工作基点（或位移测点）的横向水平位移。
b. 纵向水平位移观测，一般用因钢尺测量，或用普通钢尺加改正系数，有条件时可用光电测距仪测量。
（3）混泥土面板变形及岸坡位移监测的技术方法与大坝表面变形监测基本相同。
2、混泥土坝安全监测技术简介
《混泥土坝安全监测技术规范》规定：变形监测项目主要有坝体变形、裂缝、接缝以及坝基变形、滑坡体及高边坡的位移等。
（1）坝体、坝基、滑坡体及高边坡的水平位移监测
a. 重力坝或支墩坝坝体和坝基水平位移一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法监测。
对于短坝，条件有利时也可用视准线法或大气激光准直法。
b. 拱坝坝体和坝基水平位移宜采用垂线监测。
若交会边长较短、交会角较好，坝体水平位移可采用测边或测角交会法监测。
c. 近坝区岩体、高边坡和滑坡体的水平位移，采用边角网、视准线法和交会法监测。
d. 观测近坝区岩体、高边坡或滑坡体的水平位移时，基准点和工作基点应尽量组成边角网。
（2）坝体、坝基、滑坡体及高边坡的垂直位移监测
a. 坝体、坝基的垂直位移监测，一般用精密水准法、连通管法（即流体静力水准法）和真空激光系统
b. 滑坡体及高边坡的垂直位移监测，一般用精密水准法，也可用三角高程法测定。
3、大坝内部变形监测自动化技术简介
（1）大坝水平位移监测
传统的大坝水平位移监测通常采用经纬仪三角测量或视准测量的方法。
因混泥土大坝的变形量相对较小，监测精度要求较高，因此近一、二十年来，传统方法逐渐被垂线、引张线所取代，并在人工观测的基础上向自动化方向发展。
现在使用较多的是步进电机式、光电式、感应式和激光等自动遥测传感器设备。
（2）大坝垂直位移监测
大坝垂直位移监测通常采用人工的光学水准测量方法。
近年来为了满足大坝管理部门自动化遥测的需求，出现了静力水准遥测技术。
我国研制的差动变压器式和电容式等静力水准装置在许多大坝中得到了应用。
三、大坝表面变形自动化监测新技术
在中国，绝大多数的水库大坝为土石坝（约占90%）。
一般来讲，土石坝的变形量相对较大，对变形监测的精度也相对较低，而引张线、垂线和静力水准等方法的量程有限。
因此在土石坝的表面变形监测中，大都继续采用视准线法（活动标法、小角法）和人工水准测量法进行水平位移和垂直位移监测。
这些方法原理相对简单，设备费用也较低，但都不是自动化监测。
对于中、大型的混泥土大坝，在坝区较大范围内还需建立平面和高程监测基准网；部分拱坝坝体、滑坡体及高边坡等位移点仍大都采用边、角交会实现平面位移监测，采用三角高程实现垂直位移监测。
这些方面也正是混泥土大坝实现全面自动化监测的瓶颈。
随着自动化全站仪（测量机器人）、GPS、计算机软件和通信技术的发展，突破大坝（特别是土石坝）表面变形监测自动化的技术手段已成为可能。
如目前市场上比较流行的“流动式半自动化变形监测系统”和“固定式全自动化变形监测系统”。
1、流动式半自动变形监测系统
流动式半自动化变形监测系统一方面可用于基点和工作基点三角网的边角观测；另一方面还可在基点或工作基点上对变形点进行边角交会测量。
由于自动化全站仪在机载软件的控制下，可实现对棱镜目标的自动识别与照准，因此测站工作实现了自动化观测、记录与限差检核。
但因多站观测，需要人工在有关的网点（基点或工作基点）之间搬动仪器。
因此，此系统应用的特点是监测方案传统成熟，但使用的设备是现代化的。
该系统的软硬件主要配置如下：
（1）硬件配置：
1台NET05或NET1自动化全站仪、若干单棱镜组（根据监测点位数量而定）及其它附件
（2）软件配置：
a. NET05、NET1全站仪机载软件，或PDA、PC机版专业软件，用于变形监测过程中的基准网点、位移监测点的自动化观测。
软件功能满足中国现行规范的要求。
b. 在PC机上运行的变形监测网后处理平差软件。
主要用于测前基准网的精度估计、测后的观测数据平差处理、基点（工作基点）的稳定性分析、变形监测点的变形计算与分析等。
流动式半自动化变形监测系统方案成熟，设备先进，已在国内许多大型水电大坝的变形监测中发挥了很好的作用。
2、固定式全自动变形监测系统
与流动式监测系统不同，固定式监测系统的最大特点是测量设备（NET05、NET1等自动化全站仪）固定在基点（工作基点）或位移监测点上，需要时建有防护作用的观测房；测量设备通过通信系统与远方的控制计算机相联，在计算机软件的控制下实现远程监控化的全自动化变形监测。
如上图所示，固定式全自动变形监测系统的主要配置为：
（1）硬件配置：1台或多台监测设备（主要是自动化全站仪）、若干单棱镜组（根据监测点位数量而定）及其它附件、监测仪器供电设备、监测仪器与计算机的远程数据通信设备、监测设备观测站房等。
（2）软件配置：
AutoMoS变形自动化监测软件。
主要功能为配置管理NET05/NET1自动化全站仪等测量设备，实现限差检核，系统运行消息输出，变形量分析等。