大坝变形监测自动化系统可行性研究

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。

浅谈大坝安全监测自动化现状及发展趋势大坝是一种重要的水利工程设施，其安全监测是保障大坝安全的重要手段。

随着科技的发展和应用，大坝安全监测自动化技术得到了不断的完善和提升。

本文将就大坝安全监测自动化的现状及发展趋势进行探讨。

一、大坝安全监测自动化的现状1. 传统监测手段存在的问题传统的大坝监测手段主要包括人工巡视和定点监测。

这种监测方式存在着人力资源浪费、监测数据不够及时、监测范围受限等问题。

在面对自然灾害等突发情况时，人工巡视和定点监测无法及时做出反应，容易造成灾害事故的发生。

2. 自动化监测技术的应用随着科技的进步，自动化监测技术被引入到大坝安全监测中，取得了很大的进展。

通过传感器、监测设备等技术手段，可以实现大坝变形、渗流、温度等多个指标的实时监测，并将监测数据传输到监测中心进行分析和处理。

这样能够大大提高监测数据的可靠性和时效性，为大坝安全提供可靠的数据支持。

3. 自动化监测系统的建设目前，我国在大坝安全监测自动化方面取得了很大的进展。

许多大坝已经建立了自动化监测系统，对大坝的安全状态进行实时跟踪和监测。

这些系统不仅可以实现远程监测和数据传输，还可以进行数据分析和预警。

通过这些系统，监测人员能够在第一时间了解到大坝的安全状态，及时采取措施，保障大坝的安全运行。

二、大坝安全监测自动化的发展趋势1. 多元化监测指标未来，大坝安全监测将向多元化发展。

除了地质变形、水压力等基本监测指标外，还将加强对温度、渗流、裂缝等其他监测指标的监测。

这样能够更全面地了解大坝的安全状态，为预防安全事故提供更可靠的数据支持。

2. 高精度监测设备随着科技的不断进步，监测设备的精度也会不断提高。

未来的监测设备将更加精准和可靠，能够实现对微小变化的监测，并提前预警潜在的安全隐患。

3. 数据智能化处理未来，大坝监测数据的处理将更加智能化。

通过人工智能、大数据分析等技术手段，监测数据能够自动进行分析和处理，发现异常情况并做出预警。

浅议自动化技术在大坝变形监测中的应用1. 引言1.1 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已经成为现代大坝监测领域的重要技术手段。

随着科技的快速发展，传统的人工监测方法已经不能满足大坝变形监测的需求。

自动化技术的引入，极大地提高了大坝监测的精度和效率，为大坝的安全运行提供了可靠的数据支持。

通过自动化技术，大坝变形监测可以实现实时监测，无需人工干预即可连续记录变形数据。

传感器网络可以覆盖整个大坝结构，通过远程监测系统，监测人员可以随时随地获取大坝的变形情况。

自动化技术还可以对大量的监测数据进行实时分析和处理，提前预警可能出现的安全隐患。

这样不仅可以减轻监测人员的工作负担，还能够提高监测的准确性和可靠性。

2. 正文2.1 大坝变形监测的重要性大坝变形监测是大坝安全管理的重要环节，其重要性主要体现在以下几个方面：大坝是水利工程中承载水体压力的重要设施，一旦发生变形甚至破坏，将会对周边环境和人民生命财产造成严重威胁。

对大坝进行变形监测能够及时发现大坝的变形情况，提前预警可能发生的安全隐患，保障大坝的安全稳定运行。

大坝是国家重要的水资源调控设施，对于保障水资源的合理利用和生态环境保护具有重要意义。

通过变形监测，可以及时掌握大坝的变形情况和变形趋势，为工程运行提供数据支持，确保水资源调控的有效性。

大坝变形监测也是科学研究的重要方向之一，通过对大坝变形规律的研究，可以为大坝工程设计及相关领域提供重要参考依据，推动大坝建设技术的不断进步和提高。

大坝变形监测的重要性不仅体现在保障大坝安全运行和水资源调控的重要意义，还对科学研究和工程技术发展有着积极的促进作用。

加强大坝变形监测工作，提高监测手段和技术水平，对于维护国家水利工程安全和促进水资源可持续利用具有重要意义。

2.2 传统监测方法的局限性传统监测方法在大坝变形监测中存在着一些局限性，主要表现在以下几个方面：1. 精度不高：传统监测方法通常依赖于人工观测和测量，受到人为因素和环境因素的影响，监测数据的准确性和稳定性无法保证，导致监测结果可能存在较大误差。

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。

大坝安全监测自动化系统应用现状及发展趋势摘要：随着科学技术的发展，我国的大坝安全检测自动化技术有了很大进展。

安全监测可为大坝全生命周期的安全管理提供技术支撑。

对中国大坝安全监测自动化系统发展历程以及采集控制、通讯传输、管理系统三大关键技术进行了介绍，调研了中国典型工程的大坝监测自动化系统实施情况、市场占有率较高的采集控制单元主要参数及变形监测自动化系统的新技术新方法。

本文首先分析了风险评估基本原理，其次探讨了监测自动化关键技术，然后就大坝安全风险评估进行研究，最后论述了监测自动化系统展望，以供参考。

关键词：大坝安全监测；自动化系统；采集控制引言大坝安全风险评估可充分考虑各种环境因素以及大坝结构本身所存在的种种不确定性对大坝安全运行的影响，能反映一旦大坝失事所造成的后果对大坝安全性的要求，能综合考虑大坝运行、社会、环境、经济、人员等方面的要求，因此，对大坝安全状况所做出的评价更符合实际要求。

1风险评估基本原理大坝安全风险评估通过分析与计算，确定各种风险发生的可能性，以及大坝发生风险事故后所造成的损失，由此得出大坝的风险等级，从而依据接受准则制定针对性的应对策略和控制方案。

（1）风险识别。

风险识别用来识别可能引起大坝产生风险的风险源。

风险源可以是内部的，也可以是外部的。

外部的风险源包括地震、台风、强降雨、超标准洪水（含上游非正常泄水）等自然环境因素，也包括上游可能失事的大坝、养鱼的网箱、船只、滑坡体、泥石流沟等；内部的风险源包括组成大坝枢纽建筑物的大坝、泄水建筑物、引水发电建筑物、导流洞堵头（含底孔）、船闸、升船机、鱼道、过木建筑物、工程基础、闸门及启闭机等。

（2）风险分析。

风险分析指对各个风险源推演可能发生的风险事件。

一个风险事件可能产生另一个更为严重的风险事件，建议依据实际情况进行风险事件推演，建立风险路径图，对每个风险事件进行可能性和风险损失分析，确定风险等级。

大坝安全风险事件包括溃坝、漫坝、滑坡、泥石流、水淹厂房、堰塞湖、坝体坝基渗透破坏、坝体坝坡失稳、泄水及消能设施冲刷破坏、泄水建筑物进水口淤堵、泄水闸门启闭设备和电源故障等。

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。

第51卷增刊（2）2020年12月人民长江Yangtze Ｒiver Vol．51，Supplement （Ⅱ）Dec．，2020收稿日期：2019－09－21作者简介：贾飞，男，工程师，硕士，研究方向为水工监测。

E －mail ：1468676477@qq．com文章编号：1001－4179（2020）S2－0334－03大坝变形监测资料分析研究———以蜀河水电站为例贾飞，雷栋，付晓敏（大唐西北电力试验研究院，陕西西安710016）摘要：为了保证水工建筑物的安全运行，了解大坝运行情况，对大坝变形监测资料进行分析是必要的。

考虑气温及库水位影响，运用现代化先进监测技术监测蜀河水电站大坝垂直位移量、水平位移量及坝顶位移年变幅量，通过对监测资料的对比分析，得出以下结论：以2月为起点，大坝垂直位移量和水平位移量均随着时间的变化呈先减少后增加的周期性变化；随着年份的推移，最大抬升高度在减少，最大沉降量在增加，大坝整体在逐年下降；库水位的变化会导致大坝水平位移的变化；坝顶垂直位移年变幅量最大位于大坝中部顶端位置，坝顶垂直位移年变幅量最小位于大坝两侧顶端位置。

关键词：大坝变形；气温；库水位；垂直位移量；水平位移量；蜀河水电站中图法分类号：TV698文献标志码：ADOI ：10．16232/j．cnki．1001－4179．2020．S2．0841研究背景随着我国经济的快速发展，大坝的建设取得了举世瞩目的成就［1－2］，大坝在灌溉、防洪及发电领域发挥了重要的作用，其中年水力发电量位居世界前列，是国民经济发展的重要基础设施［3－4］。

随着大坝的持续运行，坝体自身裂缝也随之增加，导致溃坝现象时有发生，给国民经济带来了巨大的损失，因此大坝安全监测显得尤为重要。

大坝变形监测是大坝安全监测的重要内容，是保障大坝运行安全的重要指标［5－6］，通过对大坝进行变形监测，及时发现安全隐患，对于大坝安全稳定运行具有重要意义［7－8］。

大坝安全监测与无损检测的现状与研究摘要:大坝安全监测工作虽然存在一定的问题，但是其发展现状是向着自动化的先进模式拓展的，在这样的发展过程中要重视对大坝安全监测自动化系统硬件研发，并实现自动化项目系统的开发和有效利用。

本文探索了当前大坝安全监测中存在的问题，并提出了相应的解决对策和自动化发展建议。

关键词:大坝安全监测无损检测1大坝安全监测中存在的问题1.1监测技术落后大坝安全监测是通过仪器监测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及巡查；“监测”既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。

但是对目前的大坝安全监测工作来讲，仍然是采用传统的监测方式，多数是以人工控制、实地巡查为主，缺乏自动化的先进技术控制，这样的监测技术会对水资源的科学合理利用产生影响，不能全面地保证大坝的安全防洪作用。

1.2监测资料利用率低目前，大坝水工观测人员对观测资料整理分析工作内容包括月报表、日常资料整编以及年度观测成果初步分析等，分析评价深度只停留在短期的定性分析。

这些监测工作缺乏系统性与综合性，使监测成果不能完整、客观地反映大坝安全状况。

这些问题的产生除了与监测技术有关外，也体现了监测技术人员对监测资料的利用不合理，没有将监测到的资料做出明确的、准确的、细致化及规范化的分析，使得监测成果过于简单，无法掌握大坝的运行性态，严重阻碍了安全控制的能力。

因此，有必要进行现代化的计算机分析软件和硬件设施建设，提升监测资料的利用率。

1.3监测资料整理不及时对于一座大型的水电站大坝，监测数据量较大，若没有专业人员及时整理，长期积压，未能及时捕捉到异常的监测数据，使得监测项目形同虚设，发挥不了安全监控的耳目作用。

采用传统的人力收集整理方法难以保证监测资料的及时性，监测资料的整理不及时往往会使得大坝的安全控制处于失控状态。

大坝变形监测系统的设计与应用一、引言随着大坝建设的不断推进，大坝的安全性和稳定性越来越受到人们的关注。

大坝变形是一个重要的监测指标，因为它能够反映大坝的稳定性和安全情况。

本文将介绍大坝变形监测系统的设计与应用。

二、系统设计1. 系统结构大坝变形监测系统主要包括传感器、数据采集设备、数据传输设备和数据处理与显示设备。

2. 传感器选择在大坝变形监测系统中，常用的传感器有测斜仪、应变计和水准仪。

测斜仪用于测量大坝的倾角变化，应变计用于测量大坝的应力变化，水准仪用于测量大坝的高程变化。

3. 数据采集设备数据采集设备的主要作用是将传感器采集到的数据进行处理和存储。

根据实际需求，可以选择单片机、嵌入式系统或者计算机作为数据采集设备。

4. 数据传输设备数据传输设备用于将数据从数据采集设备传输到数据处理与显示设备。

常用的数据传输方式有有线传输和无线传输两种。

有线传输通常使用以太网、RS485等协议，无线传输可以选择蓝牙、Wi-Fi、GPRS等协议。

5. 数据处理与显示设备数据处理与显示设备主要用于存储、处理和展示监测数据。

可以使用计算机、云服务器或者移动终端等设备进行数据处理与显示。

三、系统应用大坝变形监测系统在实际应用中具有重要意义，主要体现在以下几个方面：1. 大坝安全性评估通过对大坝变形的监测，可以了解大坝在不同时间段的变形情况，进而对其安全性进行评估。

一旦发现大坝变形超过安全范围，及时采取措施进行修复，以确保大坝的安全稳定运行。

2. 施工监控在大坝建设过程中，变形监测系统可以实时监测施工过程中的变形情况，及时发现并处理施工中的问题，减少施工风险，保证施工的顺利进行。

3. 运行监测大坝建成后，随着时间的推移，可能会出现一些隐患，如渗漏、沉降等问题。

通过大坝变形监测系统，可以对大坝的运行情况进行实时监测，及时发现问题并进行预防性维修，延长大坝的使用寿命。

4. 灾害预警大坝作为重要的防洪设施，其灾害风险十分重大。