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大坝变形监测技术探析摘要：近年来我国水电事业飞速发展如何确保水电站的安全稳定运行成为目前各大水电站研究的重要课题。在水电站中对大坝安全进行实时监测是保障其经济效益和人民安全的重要手段而变形监测在大坝安全监测体系中又起着尤为重要的作用。关键词：大坝测量；变形监测；水平位移1引言大坝安全监测（SafetyMonitoringofDams）是通过仪器观测和巡视检查对大坝坝体、坝基、坝肩、近坝区岸坡及坝周围环境所作的测量和观察。大坝变形监测是大坝安全监测的重要组成部分它是利用仪器通过一定的观测手段量测出某点某一时刻的位置与起始位置的变化量包括大坝、电站厂房、溢洪道等水工建筑物的变形监测、基岩和滑坡体变形监测以及现场巡视检查等。将这些观测资料进行综合分析比较可以直观地反映大坝的工作状态。由于大坝变形监测在监视大坝安全运行方面发挥着重要作用所以越来越受到水利水电工作者的重视。2大坝变形监测的研究现状和发展趋势2.1大坝变形监测发展现状大坝安全监测是伴随水利水电工程的迅速发展而发展起来的一门涉及电子、光学、传感器、统计学等多个学科的系统工程。它的发展主要经历了两个阶段：第一个阶段为原型观测阶段（1891年～1964年）。观测水平只停留在对大坝原型中设置的观测仪器进行现场测量从而获得一些可以反映大坝结构状态的参数值原型监测的重点是检查设计改进坝工理论。原型观测阶段的典型代表国家主要有德国和澳大利亚的大坝位移观测美国的温度观测、扬压力观测、应力及应变观测等。在此阶段我国的大坝观测才刚刚起步观测仪器以进口为主发展相对落后。第二个阶段为大坝安全监测阶段（1965年至今）。由于大坝失事造成了严重的后果人们逐步将大坝安全运行作为主要目的专业名词也由“观测”发展为“监测”。尤其是近20多年来不仅将安全监测走上正轨而且自动化监测技术飞速发展。国外的大坝安全自动化监测始于上世纪60年代末日本率先将监测数据采集的自动化应用于三座大坝；70年代后期意大利实现了模拟计算机和遥测垂线仪的变形监测；80年代初美国和澳大利亚在多个大坝上引入了数据自动化采集系统。我国在自动化监测技术研究方面也不甘落后上世纪80年代中后期第一批自动化监测项目正式实施但是由于采集系统在稳定性、兼容性等方面存在很多问题项目被迫中断。随着电子技术的不断发展我国认真总结经验教训大胆创新终于在90年代中后期有了突破性进展。目前我国监测自动化系统不论在稳定性、兼容性还是适应性方面都位于世界前列。与此同时国家各个部门也制定了相关制度以保障和推进我国大坝安全监测的发展。2.2大坝变形监测发展趋势随着技术的发展和人们对大坝安全认识的深入监测设计的理念也日新月异。从原型观测到自动化监测从人工巡视的仪器监测到智能化的自动化监控系统从静态点式观测到动态的分布式观测人们对大坝安全监测的精度和自动化的要求越来越高。同时监测仪器自动化采集系统和资料处理分析技术也得到了快速的发展。监测仪器的应用开始出现了多元化的格局一些差动变压器、电容式、电感式监测仪器、振弦式监测仪器以及其他各种类型的仪器得到了广泛的应用并在多个大坝的安全保障领域取得了显著的成效。这些都为大坝安全监测技术的快速发展积累了经验、奠定了基础。虽然大坝安全监测技术得到了空前的发展但对于保证大坝的安全高效运行需求还有很大的发展空间尤其是近年来巨型大坝的相继开工建设给安全监测技术领域提出了新的挑战。如何加强大坝安全监测系统的实时性、无人化、自我诊断能力、预警预报能力以及提高监测设备的精度和稳定性都成为研究的重要课题。3.大坝变形监测主要技术3.1大坝水平位移监测技术大坝的水平位移具有范围大、持续变形、量值小（混凝土坝mm级土石坝cm级）的特点。监测方法主要有引张线监测法、视准线监测法、激光准直监测法、交会监测法、卫星定位法以及导线法等。3.1.1引张线监测法引张线法适用于一般坝体和坝基主要由固定在岸边基点的引张钢丝和固定在坝体上的测量标尺与设备组成。大坝上设有若干观测点测点与读数设备、坝体相连因此测点随坝体变形而移动。通过测定“不变”的引张线钢丝与“变形”的大坝坝体之间的位移变化来反映坝体的变形。该方法成本较低、操作简单、读数直观但是对环境要求高且标尺的选择与测量精度密切相关。3.1.2视准线监测法视准线监测法在大坝两端埋设固定的工作基点在两个固定工作基点上架设经纬仪两个基点的连线构成视准线但其固定不动的“线”为经纬仪的“光线”。因此该监测方法的监测距离不能太大且极易受环境的影响监测成本较高自动化程度低只能适用于监测直