如何进行大坝位移安全监测？

　　司南导航www.sinognss.com：众所周知，大坝是调控水资源时空分布、优化水资源配置的重要工程措施，也是江河防洪工程体系的重要组成部分。随着世界各国水利、水电事业的发展，水库大坝的安全问题也越来越突出。据水利部统计，据统计，我国大中型水库大坝安全达标率为64.1%，病险率约占 36%，其中大中型水库的病险率接近30%，小型水库的病险率则更高。因此，大坝安全监测受到了高度的关注和重视。

　　近些年来，国家加快病险水库除险加固的步伐，迄今已对7. 2万余座病险水库实施除险加固，显著改善了水库大坝安全状况。但随着运行年限增长，加上水毁、震损等不利因素影响，仍有部分水库陆续进入病险行列，一旦出险乃至溃坝失事，将严重威胁下游安全。

　　一、影响大坝安全的因素

　　1.我国水库众多，工程建设先天不足。我国现有水库9.8万多座。其中，大型水库近800座，中型水库4100多座，小型水库近9.4万座。按坝型分，土石坝9万多座，占92%。这些水库的大坝87%以上修建于上世纪50—70年代，限于当时的经济条件和技术水平，总体建设标准偏低，“先天”工程质量较差。

　　2.工程老化影响。我国水库坝龄平均近50年，经过数十年运行，大部分水库已超过或接近设计使用年限，结构老化、性能劣化和淤积等问题渐趋严重，存在防洪标准不足，建筑物异常变形、渗漏，甚至损毁等安全隐患。

　　3.超标准洪水、强烈地震等自然灾害影响。水库一旦遭遇突发暴雨洪水，超出工程自身防御标准，就可能导致工程严重水毁甚至溃坝。据统计，今年的洪涝灾害，共导致131座大中型水库、1991座小型水库出现不同程度水毁，其中许多被鉴定为病险水库。

　　二 、大坝安全监测系统功能

　　1、系统采用扼流圈天线可达到较高的监测精度(水平精度优于2mm,垂直精度优于3mm，长时间解算高程可达1~3mm)。

　　2、 系统可以实现监测数据的自动化采集、解算、存储。

　　3、系统可以提供变形监测数据的智能化分析，如过程线分析、报警/预警等。

　　4、系统支持网络化管理，支持系统远程管理、报表自动生成等功能。

　　5、系统提供开放的接口开发协议，便于和其他监测方式进行数据整合(如内部位移、应力、温度、水位等)。

　　三.大坝安全监测系统组成

　　1、数据采集子系统：由GNSS接收机及天线组成，GPS+北斗双星系统可以有效提供监测精度及可靠性。

　　2、数据传输通讯子系统：根据现场情况，可以选择光纤、无线WiFi及GPRS等通讯方式进行数据传输。

　　3、数据处理、分析子系统：采用专用CDMonitor解算软件进行自动化数据处理、分析。

　　4、辅助支持子系统：系统具备完善的防雷系统(包括电力线路防雷和直接雷防护)和稳定的供电系统(太阳能供电和市电配合使用)。

　　司南水利水电大坝安全监测系统构成表

　　司南水利水电大坝安全监测系统模拟场景

　　四、大坝安全监测系统特点

　　1、专用的GNSS解算CDMonitor软件内置卡尔曼滤波等算法，可以有效提高监测精度。

　　2、GNSS监测系统在各种气候条件下均可正常运行，提供可靠的24小时监测数据。

　　3、采用我国北斗二代卫星定位系统，进一步保障和提高了整个系统监测的安全性和稳定性，而且更适合山谷中的大坝监测。

　　五、司南大坝安全监测系统应用案例

　　司南大坝安全监测系统可用于大型水利水电大坝(如混凝土重力坝、堆石坝等)的形变安全监测，可以为大坝安全运行提供高精度的监测资料。

　　1、溪洛渡水电站库区滑坡体GNSS自动化监测系统

　　项目背景

　　溪洛渡水电站是金沙江干流下游(攀枝花至宜宾市)河段水电梯级开发中的第三个梯级水电站。水电站坝址位于四川省和云南省永善县接壤的溪洛渡峡谷内，距雷波县和永善县分别为20km和7km。

　　溪洛渡水电站工程蓄水划分为“下闸～560m高程”和“560m高程～600m高程”两个阶段，其中，第一阶段540m、580m高程保持短期水位不变以便于观测分析。溪洛渡水电站于2013年5月下闸蓄水，至8月上旬水位上升至550m左右。由于水位不断抬高，一些不稳定的岩体在水的浸泡下，连同表明覆盖层开始下滑，随着雨季的来临，各位移体存在加速下滑的危险，下滑大的地方已经形成裂缝，而且每天都在变化，用肉眼都可分辨，随时都可能出现滑坡的危险。

　　监测布设

　　为了能够及时掌握各滑坡体的位移量及位移变化速度，成勘院组织相关专家对整个库区的不稳定岩体进行现场勘察，经过分析确定首期选取5个位移较大的滑坡体进行全天候的自动化监测。

　　2、长河坝水电站安全监测

　　项目背景

　　长河坝水电站是大渡河水电基地“川电东送”的骨干电源，总装机容量260万千瓦，总库容10.75亿立方米。其建立在我国地质灾害高易发区，发现地质灾害隐患点就有2212处，同时由于其结构等因素的复杂性，必须要对水电站大坝运行状态进行连续的实时监测，以对其提供安全评估，保证大坝的安全运行。

　　监测布设

　　安全监测系统布设在长河坝水电站的泄洪、防空洞进口，共 38 个监测点，采用 GPS+北斗的监测方式，可实现7×24小时连续监测。利用风光互补的方式进行供电，通过无线网络实时传送到监测办公室服务器，通过解算软件以及分析软件，监测人员可实时了解分析边坡的稳定性，以便做出对应方案，为水电站安全生产保驾护航。