淺議自動化技術在大壩變形監測中的應用

王麗蕊

摘? ? 要：就目前我國水利水電事業發展的現狀來看，水利工程的建設在技術上已經比較成熟，并且逐漸的成為人們生活以及社會經濟建設的重要組成部分。大壩在水利水電工程當中是非常重要的一部分，它具有非常重要的作用。為此，如何能夠保證壩體安全，是大壩能夠正常運行的首要問題。隨著我國水利事業的高速發展，自動化技術在大壩的運行管理中將逐漸被采用，文章就自動化技術在大壩安全監測當中的應用為中心而展開討論和分析。

關鍵詞：自動化技術;大壩變形監測;應用研究

1? 引言

大壩在水利水電工程當中是非常重要的一部分，因為它具有非常重要的作用。大壩不僅可以攔洪蓄水，還可以進行起到灌溉、改善航運環境等作用，從而推動經濟發展。現如今，我國的水利水電事業的發展情況比較良好，大壩的種類也在逐漸的增多，但是大壩會隨著時間的推移受到自然和壩體自身原因等因素的影響而產生變形，給壩體安全帶來隱患。因此，為保證大壩的安全，如何做好變形監測工作是一個非常重要的問題。隨著科學技術的不斷發展，自動化技術在水利工程中也逐漸被采用，大壩變形監測自動化程度逐漸提高。

2? 自動化技術在大壩變形監測的作用以及影響

大壩通常情況下會受到荷載、自然災害等條件的影響發生一定程度的變形，嚴重了會造成潰壩，從而影響工程的安全運行，甚至會對下游的人民生命財產造成危險。因此大壩的變形監測工作非常重要，也是非常必要的。以往的大壩變形監測是通過水準儀、經緯儀多人配合野外作業觀測數據，回來后再進行相關的內業數據計算，觀測精度不能保障，工作量大，而且費時費力。我國自動化技術還在不斷的發展當中，自動化的程度還有待提高，但也有部分工程設施已經將其應用到工程的管理維護當中，尤其是壩體變形監測方面，不但省時省力，而且監測精度和效果大幅提高。

3? 自動化技術在大壩變形監測中的應用

3.1? 全站儀在變形監測中的應用

用全站儀測量是在大壩變形監測當中非常實用的一項技術。全站儀是一種集光、機、電為一體的高新技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。全站儀的監測準確性更加高一點，這樣的監測技術在經濟上的投入比較少，而且操作起來也比較簡單，但是在人力上的投入比較大，耗費的時間也比較長。因此，由于耗時比較長就會增加環境對監測結果的影響，比如：路上的非原生石板、石塊、雜草、風吹以及其他外界因素等都會造成影響，尤其雨后天晴不宜使用，要防日曬、防雨淋、防碰撞震動，嚴禁儀器直接照準太陽。這樣的監測方式只適合用于一些部分的小規模、耗時短的監測任務。

隨著我國在科學技技術方面的不斷探索和創新，全站儀在智能化監測方面也有了很大的進步，并且這種智能的監測技術使得精準程度更高。第一是全站儀的的自動化設計。全站儀的自動化包括很多組成部分，比如全站儀、數據處理軟件以及棱鏡等。其中棱鏡的位置在選擇時，需要結合所處的地形和環境合理的設置其位置。第二就是機器人自動化監測。這種監測方法是讓機器人來進行搜索監測工作，這種監測方式主要對監測環境條件要求比較低，無論什么樣的監測環境都可以通過機器人來完成，而且在數據的記錄上也是非常精準，可以有效避免出現數據上的誤差情況，這種監測方式應用于大壩的監測工作中是非常的方便和實用。在進行監測的時候可以不用專門去確定點，隨便的兩點之間設置一線就可以得出控制點的坐標，而且還可以測量平面監測點。

3.2? 三維激光掃描監測

激光探測就是一種將激光信號轉化為一種電信號的監測方式。電信號、回波信號會通過掃瞄鏡、聚光鏡搜集獲得。進行測試的站點和被測的點之間的距離是用激光方式來進行測量的，通過激光發射的時間和最后反折回來接收的時間計算出來，其中也會涉及到速度的計算。在進行搜集的過程當中用到的坐標是儀器坐標，通過一系列的計算之后才得出三維的坐標。

隨著三維激光掃描的技術不斷的發展，目前這項監測技術還在不斷的發展當中。國外發明了一種掃描儀，這種掃描儀掃描的點密度會更大一點，甚至可以輕松的達到微米的級別，而且是不需要網格化的，但是這種監測方式也有一定問題存在，比如說，這種監測就需要大量的數據模型，因此，只是適合用在小型的建筑上。技術原理是通過掃描建筑得到一定的數據和信息，該監測方式主要是應用在一些地質災害上的監測。在大壩的監測工作當中，如果是對整體進行全面的監測，由于工程較大，數據量太大，不太適用。

3.3? GPS監測的應用

GPS監測的方式一般是應用在比較復雜一點的地質環境當中，這種監測方式主要是用衛星信號來監測位置，不會被通信的條件而影響，在這種的監測方式當中只要可以使用無線的通信技術就可以達到監測的目的。這項技術將自動化的監測、通訊以及信息技術結合在了一起，在數據的收集方面做的很好，而且可以快速將數據進行整合計算出來。其中的數據采集系統是一個非常關鍵的組成部分，因為它連接終端以及數據處理系統，這部分的主要功能是接收數據并且將接收到的數據進行轉化，轉化為之前設定好的格式并存儲在計算機系統當中，這些數據將作為之后進行數據計算和分析的依據。在大壩安全監測當中應用非常方便，現在也比較多的被應用于壩體變形監測當中。

3.4? 光纖變形監測

在大壩的變形監測當中最常用的監測方式就是光纖變形監測，并且這項技術非常方便而且抗干擾能力比較強，監測的形式主要是通過光的參數的變化來進行數據的測量。這種監測技術中最重要的就是光纖，它在這項技術當中發揮著舉足輕重的作用。在大壩的變形監測過程當中主要是通過光纖的反射來進行數據的搜集。光纖變形監測技術的特點就是感應能力非常強，兼容分布式測量。光纖監測技術在我國的大壩建設當中應用的已經比較普遍，但是技術還不完善，還需要不斷進行改進和創新。

3.5? 計算機軟件技術

自動化的技術一般情況下都離不開計算機技術的支持，因此，自動化技術通常是以計算機技術為基礎條件進行工作展開的。自動化主要是將不同的數據搜集的方式進行了綜合，然后通過計算機進行計算，從而得出最終想要的結果。就我國目前的自動化變形監測發展的情況來看，數據搜集的方式逐漸變多，其中主要是在三維的基礎上進行數據的分析，然后得出對大壩變形的監測數據。還有一種方式是通過計算機技術的配合可以將大壩的具體狀態以模型的方式呈現出來，這項技術對于大壩的監測來說是有非常大幫助的，管理人員對大壩的情況就可以更近一步的掌握，從而得出對工程更加合適和更科學的運行管理、維護手段。

4? 結束語

總而言之，隨著自動化技術不斷的發展和創新，在大壩變形監測方面的應用會更加的便利。但是，就目前的應用情況來看，這些自動化的監測技術還是需要不斷地進行改進和創新，也需要積極的進行宣傳和推廣，讓相關的工作人員更加清晰的了解應用自動化監測技術的好處，并將其應用于水庫大壩的管理運行中，達到更安全、精確、快捷地監測壩體的變形情況，掌握其變形規律，保證大壩的安全運行的目的。

參考文獻：

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