GNSS在大坝安全监测中的运用

2023年03月02日 10:26

  大坝安全监测是指利用 GNSS (全球卫星定位系统)技术、信息处理技术和精密工程测量技术等,对大坝及周边地区的结构或变形情况进行长期、实时的监测。GNSS测量技术具有作业时间短、测程范围广、测站之间不需要通视,以及精度高等优点。在大坝安全监测中,可以充分发挥 GNSS测量的高精度优势,保障监测数据的准确性、可靠性,提高监测数据处理的效率。GNSS技术在大坝安全监测中的运用主要包括:

  一、基准控制

  基准控制是 GNSS测量的核心,基准控制工作主要包括两个方面:一是建立 GNSS基准站(或基准站网),二是确定基准站与基准站网之间的对应关系。通常情况下, GNSS基准站建立在已知高程的地方,而基准站则建立在已知坐标的地方。对观测环境进行分析,一般情况下,在大坝安全监测中,基准站应处于视野开阔、地势平坦的位置,并应保证周围没有高大障碍物或其他影响观测的障碍物。另外,应定期对基准站进行复测与观测环境变化情况进行对比分析。

  二、测量控制网

  GNSS测量控制网,一般采用三角高程测量的方法进行。由于三角高程测量具有成本低、操作简便等特点,所以在实际的大坝安全监测中应用较为广泛。在进行大坝安全监测中, GNSS控制网的布设应符合国家相关规定。对于 GPS基准站来说,一般应布设在地面点较多、交通方便、地形复杂的地方。

  三、工程变形监测

  变形监测是指对在复杂条件下或地质、气象等自然因素影响下的建筑物或构筑物等的结构或变形进行连续监测,以分析建筑物的受力情况、变形情况等,为分析建筑物的安全状况和安全运行提供依据。

  大坝变形监测的目的是:及时反映大坝结构及周围环境的变化,掌握大坝自身和周围环境的变化规律,并据此预测未来大坝及周围环境变化对其带来的影响。因此,在变形监测过程中应做到:

  1、连续观测、定期分析、及时处理;

  2、监测数据要准确可靠;

  3、及时发现异常情况并处理;

  4、评价建筑物是否安全;

  5、预测建筑物在未来环境变化中可能造成的影响,为采取预防措施提供依据。

  GNSS技术在大坝变形监测中的应用主要包括:

  四、观测数据处理

  为了获取大坝的长期变形数据,需要对观测数据进行处理,并进行长期预报。GNSS技术获取的数据主要包括以下几个方面:①原始观测数据;②大地测量参考框架和三维坐标系统;③数据处理。对上述数据进行处理,主要包括坐标转换、平差、拟合、误差改正等,通过这些处理,可以获取大坝的长期变形结果。

  五、大坝安全状态评价

  大坝安全监测是了解大坝运行状况的重要手段,对大坝安全评价具有十分重要的意义。GNSS技术可对大坝观测数据进行实时监控,实现大坝安全状态评价自动化、智能化。

  通过对长期监测资料的分析处理,可以评估监测资料在时间和空间上的变化规律,从而确定大坝的安全状态,实现对坝体质量的有效评价。可通过对不同时段、不同测值进行对比分析,判断坝体结构是否正常,或结构内部是否发生变化等,从而评价大坝的安全状态。

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