大壩變形監測技術與預測方法分析

顏閩

【摘要】我國早期潰壩的數量就超出其他國家許多，潰壩造成的嚴重后果就是會危及人們的生命財產安全，修建堅固合理大壩只是維護它的第一步，還需要后續進行變形監測，從而進行加固和維修。所以面對如今的大壩崩潰，就需要采取相應的措施進行維護，及采用先進的監測技術對于大壩進行變形監測，分析大壩的變形狀況及運行狀態，從而實現對大壩進行加固維修的目標。只有通過這種監測才能夠定期掌握大壩的現狀，及時找到問題以維護大壩及人們的安全，以防止危險意外的發生。

【關鍵詞】大壩，變形，監測技術，預測方法，分析

大壩的外部變形監測技術是維護大壩安全運行的重要保證。大壩的變形監測技術近幾年受到國內外業界的許多關注，中國也緊跟現代科技的發展步伐將人工監測與現代化一體化的監測技術相結合。如今的大壩除了在落成之后進行變形監測，還需要對日后的大壩變形進行預測，提早做好準備，這樣一來為維護大壩提供了許多可選項，使得我國的大壩建設能夠取得長久的發展和長足的進步。

一、大壩外部變形監測的現狀

我國大壩崩潰，水庫潰壩等事件在過去幾年內頻頻發生，以至于危害到了廣大人民群眾的生命財產安全，這才引起了相關部門對于大壩安全監測的重視。大壩安全監測的重點主要是大壩外部變形監測，大壩暴露在外，并且有自己固定的工作狀態，所以在外力的作用下難免發生這樣那樣的安全隱患，而且一旦出現問題，首先都是通過大壩的外形體現出來 ，所以在大壩安全監測過程中其主要作用的就是大壩變形監測。我國的大壩變形監測技術的發展是循序漸進的，首先經歷了人工監測階段，但隨著工作量加大，工作精度提高，使得純人工化監測已經不能滿足高精度的工作要求，如今已經進入了自動化，一體化，媒體化的監測步驟，使得大壩外部變形監測技術的發展迅速。

二、完善大壩變形監測技術，提高測量精準度

對于大壩變形的監測技術大致可以分為內部監測與外部監測兩種類型。對于內部監測而言，主要就是通過壩體內部的某些特定儀器，如滲壓計以及壓力盒等，對大壩進行自動化的監測。然而對于外部監測而言，也正是通過一系列變形監測儀器，對特定的位移進行測定，其種類如下：

1、常規大地測量技術

常規大地測量技術早在上個世紀80年代就被廣泛應用。這種測量技術最主要的就是采用水準儀和全站儀等測量工具進行測量，對觀測點上的坐標以及高程等信息來監測變形幅度。這種測量技術具有自身獨特的優點，能夠測量出大壩整體變形的狀態，并且在靈活性方面也比較強，不論什么形式的變形體都可以進行，能夠提供出絕對的變形信息。但是有利也有弊，它的缺點在于，在野外工作量方面要大很多，而且觀測的時間也較長，受地理環境的嚴重影響，在進行連續監測或者自動式的全天監測中也較為困難。

2、GPS監測技術

GPS監測技術在現代社會中被廣泛的應用，與傳統的監測技術相比而言，GPS通過計算機與數據通信的有機結合，使得監測過程更為簡便和靈活，而且運行速度也較快，對于壩體變形的測量精準度也有很大的提高。

3、地面攝影測量技術

這種測量方法就是通過被測量物體本身的一些影響，隨后再通過一些圖像的處理以及攝影方面的處理，從而逐漸獲取到有關大壩變形的有效數據。這種監測技術優點在于，不需要直接去測量大壩本身，能夠同時對所有的變形點進行測量，并且會獲得相應的三維信息。但是由于該種測量方法的監測儀器較貴，并且很多地方并沒有考慮應用相關儀器，所以并沒有得到普及。

4、三維激光掃描技術

該種監測技術主要就是通過激光來測量距離的相關原理，能夠瞬間測出空間中的一些三維坐標，就目前狀況來看，這種技術在采集信息的過程中速度很快，并且信息也十分的豐富，不需要接觸到大壩本身就可以監測出一定的準確數據。雖然它已逐漸的應用在一些變形監測中，但是由于三維激光掃描一起較貴，所以阻礙了該種技術的廣泛性應用。

三、提高工作人員專業知識技能，加強測量準確性

要想建立起完善的大壩變形監測系統，無論是人工監測系統還是自動化監測系統都離不開人員的定期檢查，所以完善的大壩變形監測系統是需要工作人員的維護才能夠建立起來的，所以監測系統要建立起用人制度，領導班子要有負責嚴謹的態度，工作人員要有良好的專業知識和一定的操作技能，進入工作崗位后還要進行定期的專業知識培訓。由于工作期間接觸的都是高精度的工作儀器，所以工作人員的專業知識技能和嚴謹的工作態度是必不可少的，這就需要對人員進行仔細篩選和專業培訓。這樣一來也是為監測系統提供了保證。

四、大壩變形預測方法分析

隨著我國水利建設以及電業的不斷發展，興建大壩已經是時代的要求，因此，根據現如今已經掌握的大壩變形監測參數來預測大壩未來監測方法實在有必要。由于如今的大壩在變形上具有不確定的特點，而傳統的預測方法利用數學模型，利用建模的思想來預測往往存在著太多的假設，與大壩的實際情況往往相差甚遠。所以傳統的建模方式早已與時代脫軌，無法對未來大壩狀況做出正確的預測，從而選擇不出合適的方法。如今的高精度儀器已經將監測和預測融為一體，當大壩的變形監測分析出現在儀器上時，大壩的現狀及變形程度儀器已經做了參數分析，將會對大壩日后的狀況進行分析，采取相應的預測，以及預防措施，從而提早做好準備，對大壩的變形預測方法進行分析。

總結：

之所以稱為變形監測是由于用專業的測量儀器和測量方法，來測量建筑物在外力環境下的變形情況，通過這種專業監測可以得到大壩的穩定性以及使用壽命，以便于及時進行維修加固，方便大壩的工作運行，另一方面也為人們的出行提供安全保證。大壩的變形監測在我國技術已經較為成熟，人工和自動化的管理技術都已經能夠游刃有余。大壩的建設和加固對我國的現代化建設起著至關重要的作用，所以對于大壩變形監測技術的要求也就相對較高，應及時掌握最新技術將其成熟地運用到完善大壩建設當中去。

【參考文獻】：

[1]王南虹，《大壩變形監測的預測方法》，[J]，《大眾科技》，2010.06

[2]李超，《淺談大壩變形監測技術與預測方法》，[J]，《科技世界》，2014（33）

[3]高飛，《時間序列預測法在大壩變形監測數據處理中的應用》，[J]，2012.03

[4]李廣云，《我國大壩變形監測技術現狀與進展》，[J]，2013