一、常規(guī)的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

(1) 水平位移監(jiān)測(cè): 對(duì)水工建筑物的順?biāo)鞣较蚧蝽樰S線方向的水平位移變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。常用觀測(cè)方法分基準(zhǔn)線法、大地測(cè)量方法兩大類。

基準(zhǔn)線法是通過一條固定的基準(zhǔn)線來測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移，常見的有視準(zhǔn)線法、引張線法、真空激光準(zhǔn)直法、垂線法。

大地測(cè)量方法主要以外部變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)點(diǎn)為基準(zhǔn)，以大地測(cè)量方法測(cè)定被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的大地坐標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移。常見的方法有交會(huì)法、精密導(dǎo)線法、三角測(cè)量法、極坐標(biāo)法、GNSS 觀測(cè)法等。

(2) 垂直位移觀測(cè): 對(duì)水工建筑物垂直方向的位移變化進(jìn)行測(cè)量，用以了解水工建筑各個(gè)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)部位的垂直位移變化情況，進(jìn)而確定水工建筑隨著施工及蓄水等因素變化、基礎(chǔ)的沉降抬升情況，從而掌握水庫(kù)大壩的狀態(tài)。常用的方法有幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法、三角高程測(cè)量法、液體靜力水準(zhǔn)法、雙金屬標(biāo)法、水管式沉降儀法等。

(3) 撓度觀測(cè): 一般用于混凝土壩，以壩體內(nèi)置的鉛垂線 (正垂線和倒垂線) 為基準(zhǔn)，測(cè)量壩體不同高度相對(duì)于鉛垂線的水平位置變化，從而確定壩體的撓曲變化。

(4) 裂縫觀測(cè): 對(duì)建筑物產(chǎn)生的裂縫或庫(kù)岸邊坡裂縫進(jìn)行位置、長(zhǎng)度、寬度、深度、錯(cuò)距等監(jiān)測(cè)，以了解裂縫的變化情況。

一般采用丈量方式，可采用檢定過的鋼尺、銦鋼尺等進(jìn)行精密量距，也可在內(nèi)部壩塊接縫處埋設(shè)測(cè)縫計(jì)，在壩趾和混凝土面板接縫之間還需要埋設(shè)三向、雙向測(cè)縫計(jì)，在山體或基礎(chǔ)應(yīng)力較大處埋設(shè)裂縫計(jì)，用于監(jiān)測(cè)施工縫、周邊縫等開合情況。

(5) 滑坡及崩岸觀測(cè): 滑坡體崩岸區(qū)應(yīng)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行巡視檢查，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)警，減少突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的損失。

二、變形監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

(一) 設(shè)計(jì)不足

水庫(kù)大壩在初期勘測(cè)設(shè)計(jì)階段，由于未考慮到運(yùn)行期周邊市政工程的影響，將部分控制網(wǎng)點(diǎn)、視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)、水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)、水準(zhǔn)工作基點(diǎn)等布設(shè)在高邊坡或公路旁邊，以便不遭受人為破壞，也便于觀測(cè)人員到達(dá)。但部分邊坡在電站施工后期，因邊坡出現(xiàn)塌方、道路進(jìn)行拓寬等原因，造成基點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)破壞，需要進(jìn)行測(cè)點(diǎn)重建和數(shù)據(jù)引測(cè)。

(二) 維護(hù)不當(dāng)

水庫(kù)大壩監(jiān)測(cè)人員缺少專業(yè)的監(jiān)測(cè)知識(shí)，運(yùn)行期間對(duì)變形監(jiān)測(cè)設(shè)施儀器維護(hù)不當(dāng)，保護(hù)措施不到位，導(dǎo)致部分儀器設(shè)備失效、自動(dòng)化系統(tǒng)癱瘓，或存在缺陷卻依然采集 “正常數(shù)據(jù)”。

(三) 管理不嚴(yán)

(1) 水庫(kù)大壩進(jìn)入運(yùn)行期后，一般管理單位僅投入較少的人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理，安全監(jiān)測(cè)專業(yè)技術(shù)人員缺失。大量的監(jiān)測(cè)工作需要具備專業(yè)技術(shù)能力的人員來完成，主管人員經(jīng)常身兼數(shù)職。

(2) 監(jiān)測(cè)工作實(shí)施過程中極少能按照國(guó)家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，導(dǎo)致采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)粗差、誤差較大，不能滿足監(jiān)測(cè)分析要求。

(3) 許多變形監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備需要定期檢定，部分電站主管部門監(jiān)測(cè)管理不嚴(yán)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)儀器多年未進(jìn)行檢驗(yàn)、率定，其測(cè)量數(shù)據(jù)可信度不高。

(四) 技術(shù)落后

隨著社會(huì)的進(jìn)步和技術(shù)的革新，安全監(jiān)測(cè)技術(shù)也有了很大發(fā)展。新儀器、新方法、新軟件等一系列新技術(shù)的出現(xiàn)，極大地減小了安全監(jiān)測(cè)人員的工作強(qiáng)度，也有利于科學(xué)、高

效地進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)施工、實(shí)施以及最終分析。部分水庫(kù)大壩管理方由于資金不足、觀念落后等因素，至今仍采用老舊的設(shè)備、方法進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)工作，不僅精度滿足不了要求，有時(shí)受天氣影響，甚至無法完成觀測(cè)任務(wù)。

三、變形監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)

(一) 建立多導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的實(shí)時(shí)變形監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)對(duì)于區(qū)域性橋梁或者是地殼的變形監(jiān)測(cè)，可以采用多星實(shí)時(shí)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能自動(dòng)的分析和處理變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的能力，從而對(duì)變形體的監(jiān)測(cè)做出科學(xué)合理的預(yù)測(cè)。未來衛(wèi)星將不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間的融合用于變形監(jiān)測(cè)。因此，研究GNSS 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)大型構(gòu)筑物也是一個(gè)主要的研究方向。

(二) 建立 GNSS/GNSS 集成的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前變形監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅需要獲取變形體的大小，還應(yīng)該對(duì)變形體做出一定的預(yù)測(cè)和解釋。雖然 GNSS 技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中的觀測(cè)精度較高，自動(dòng)化水平較高以及數(shù)據(jù)處理軟件也較完善。但是仍無法對(duì)變形體的信息做出合理分析，所以可以考慮將兩者進(jìn)行有效的融合。

總而言之，隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，大壩變形監(jiān)測(cè)技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了信息智能化，對(duì)大壩變形監(jiān)測(cè)資料分析提出更高的要求。為此，應(yīng)進(jìn)一步研究解決監(jiān)測(cè)資料分析中存在的問題，為大壩安全建設(shè)及安全評(píng)估提供更有價(jià)值的科學(xué)依據(jù)。不斷深化監(jiān)測(cè)分析成果在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)水電行業(yè)的發(fā)展。