大壩變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與預(yù)測(cè)方法分析

顏閩

【摘要】我國(guó)早期潰壩的數(shù)量就超出其他國(guó)家許多，潰壩造成的嚴(yán)重后果就是會(huì)危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，修建堅(jiān)固合理大壩只是維護(hù)它的第一步，還需要后續(xù)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，從而進(jìn)行加固和維修。所以面對(duì)如今的大壩崩潰，就需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行維護(hù)，及采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)于大壩進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，分析大壩的變形狀況及運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩進(jìn)行加固維修的目標(biāo)。只有通過(guò)這種監(jiān)測(cè)才能夠定期掌握大壩的現(xiàn)狀，及時(shí)找到問(wèn)題以維護(hù)大壩及人們的安全，以防止危險(xiǎn)意外的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】大壩，變形，監(jiān)測(cè)技術(shù)，預(yù)測(cè)方法，分析

大壩的外部變形監(jiān)測(cè)技術(shù)是維護(hù)大壩安全運(yùn)行的重要保證。大壩的變形監(jiān)測(cè)技術(shù)近幾年受到國(guó)內(nèi)外業(yè)界的許多關(guān)注，中國(guó)也緊跟現(xiàn)代科技的發(fā)展步伐將人工監(jiān)測(cè)與現(xiàn)代化一體化的監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合。如今的大壩除了在落成之后進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，還需要對(duì)日后的大壩變形進(jìn)行預(yù)測(cè)，提早做好準(zhǔn)備，這樣一來(lái)為維護(hù)大壩提供了許多可選項(xiàng)，使得我國(guó)的大壩建設(shè)能夠取得長(zhǎng)久的發(fā)展和長(zhǎng)足的進(jìn)步。

一、大壩外部變形監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

我國(guó)大壩崩潰，水庫(kù)潰壩等事件在過(guò)去幾年內(nèi)頻頻發(fā)生，以至于危害到了廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，這才引起了相關(guān)部門(mén)對(duì)于大壩安全監(jiān)測(cè)的重視。大壩安全監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)主要是大壩外部變形監(jiān)測(cè)，大壩暴露在外，并且有自己固定的工作狀態(tài)，所以在外力的作用下難免發(fā)生這樣那樣的安全隱患，而且一旦出現(xiàn)問(wèn)題，首先都是通過(guò)大壩的外形體現(xiàn)出來(lái) ，所以在大壩安全監(jiān)測(cè)過(guò)程中其主要作用的就是大壩變形監(jiān)測(cè)。我國(guó)的大壩變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展是循序漸進(jìn)的，首先經(jīng)歷了人工監(jiān)測(cè)階段，但隨著工作量加大，工作精度提高，使得純?nèi)斯せO(jiān)測(cè)已經(jīng)不能滿(mǎn)足高精度的工作要求，如今已經(jīng)進(jìn)入了自動(dòng)化，一體化，媒體化的監(jiān)測(cè)步驟，使得大壩外部變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展迅速。

二、完善大壩變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，提高測(cè)量精準(zhǔn)度

對(duì)于大壩變形的監(jiān)測(cè)技術(shù)大致可以分為內(nèi)部監(jiān)測(cè)與外部監(jiān)測(cè)兩種類(lèi)型。對(duì)于內(nèi)部監(jiān)測(cè)而言，主要就是通過(guò)壩體內(nèi)部的某些特定儀器，如滲壓計(jì)以及壓力盒等，對(duì)大壩進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)。然而對(duì)于外部監(jiān)測(cè)而言，也正是通過(guò)一系列變形監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)特定的位移進(jìn)行測(cè)定，其種類(lèi)如下：

1、常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)

常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)早在上個(gè)世紀(jì)80年代就被廣泛應(yīng)用。這種測(cè)量技術(shù)最主要的就是采用水準(zhǔn)儀和全站儀等測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)上的坐標(biāo)以及高程等信息來(lái)監(jiān)測(cè)變形幅度。這種測(cè)量技術(shù)具有自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，能夠測(cè)量出大壩整體變形的狀態(tài)，并且在靈活性方面也比較強(qiáng)，不論什么形式的變形體都可以進(jìn)行，能夠提供出絕對(duì)的變形信息。但是有利也有弊，它的缺點(diǎn)在于，在野外工作量方面要大很多，而且觀測(cè)的時(shí)間也較長(zhǎng)，受地理環(huán)境的嚴(yán)重影響，在進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)或者自動(dòng)式的全天監(jiān)測(cè)中也較為困難。

2、GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)

GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中被廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)相比而言，GPS通過(guò)計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)通信的有機(jī)結(jié)合，使得監(jiān)測(cè)過(guò)程更為簡(jiǎn)便和靈活，而且運(yùn)行速度也較快，對(duì)于壩體變形的測(cè)量精準(zhǔn)度也有很大的提高。

3、地面攝影測(cè)量技術(shù)

這種測(cè)量方法就是通過(guò)被測(cè)量物體本身的一些影響，隨后再通過(guò)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(guān)大壩變形的有效數(shù)據(jù)。這種監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于，不需要直接去測(cè)量大壩本身，能夠同時(shí)對(duì)所有的變形點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并且會(huì)獲得相應(yīng)的三維信息。但是由于該種測(cè)量方法的監(jiān)測(cè)儀器較貴，并且很多地方并沒(méi)有考慮應(yīng)用相關(guān)儀器，所以并沒(méi)有得到普及。

4、三維激光掃描技術(shù)

該種監(jiān)測(cè)技術(shù)主要就是通過(guò)激光來(lái)測(cè)量距離的相關(guān)原理，能夠瞬間測(cè)出空間中的一些三維坐標(biāo)，就目前狀況來(lái)看，這種技術(shù)在采集信息的過(guò)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(jiān)測(cè)出一定的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。雖然它已逐漸的應(yīng)用在一些變形監(jiān)測(cè)中，但是由于三維激光掃描一起較貴，所以阻礙了該種技術(shù)的廣泛性應(yīng)用。

三、提高工作人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能，加強(qiáng)測(cè)量準(zhǔn)確性

要想建立起完善的大壩變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無(wú)論是人工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還是自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都離不開(kāi)人員的定期檢查，所以完善的大壩變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是需要工作人員的維護(hù)才能夠建立起來(lái)的，所以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要建立起用人制度，領(lǐng)導(dǎo)班子要有負(fù)責(zé)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，工作人員要有良好的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和一定的操作技能，進(jìn)入工作崗位后還要進(jìn)行定期的專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)。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(zhuān)業(yè)知識(shí)技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度是必不可少的，這就需要對(duì)人員進(jìn)行仔細(xì)篩選和專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)。這樣一來(lái)也是為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了保證。

四、大壩變形預(yù)測(cè)方法分析

隨著我國(guó)水利建設(shè)以及電業(yè)的不斷發(fā)展，興建大壩已經(jīng)是時(shí)代的要求，因此，根據(jù)現(xiàn)如今已經(jīng)掌握的大壩變形監(jiān)測(cè)參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)大壩未來(lái)監(jiān)測(cè)方法實(shí)在有必要。由于如今的大壩在變形上具有不確定的特點(diǎn)，而傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法利用數(shù)學(xué)模型，利用建模的思想來(lái)預(yù)測(cè)往往存在著太多的假設(shè)，與大壩的實(shí)際情況往往相差甚遠(yuǎn)。所以傳統(tǒng)的建模方式早已與時(shí)代脫軌，無(wú)法對(duì)未來(lái)大壩狀況做出正確的預(yù)測(cè)，從而選擇不出合適的方法。如今的高精度儀器已經(jīng)將監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)融為一體，當(dāng)大壩的變形監(jiān)測(cè)分析出現(xiàn)在儀器上時(shí)，大壩的現(xiàn)狀及變形程度儀器已經(jīng)做了參數(shù)分析，將會(huì)對(duì)大壩日后的狀況進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的預(yù)測(cè)，以及預(yù)防措施，從而提早做好準(zhǔn)備，對(duì)大壩的變形預(yù)測(cè)方法進(jìn)行分析。

總結(jié)：

之所以稱(chēng)為變形監(jiān)測(cè)是由于用專(zhuān)業(yè)的測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法，來(lái)測(cè)量建筑物在外力環(huán)境下的變形情況，通過(guò)這種專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)可以得到大壩的穩(wěn)定性以及使用壽命，以便于及時(shí)進(jìn)行維修加固，方便大壩的工作運(yùn)行，另一方面也為人們的出行提供安全保證。大壩的變形監(jiān)測(cè)在我國(guó)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，人工和自動(dòng)化的管理技術(shù)都已經(jīng)能夠游刃有余。大壩的建設(shè)和加固對(duì)我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)起著至關(guān)重要的作用，所以對(duì)于大壩變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求也就相對(duì)較高，應(yīng)及時(shí)掌握最新技術(shù)將其成熟地運(yùn)用到完善大壩建設(shè)當(dāng)中去。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]王南虹，《大壩變形監(jiān)測(cè)的預(yù)測(cè)方法》，[J]，《大眾科技》，2010.06

[2]李超，《淺談大壩變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與預(yù)測(cè)方法》，[J]，《科技世界》，2014（33）

[3]高飛，《時(shí)間序列預(yù)測(cè)法在大壩變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用》，[J]，2012.03

[4]李廣云，《我國(guó)大壩變形監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展》，[J]，2013