水利枢纽外部变形监测技术研究
万凌翔
(广州市水务规划勘测设计研究院，广东广州510000)
摘要：水利枢纽属于水利基础设施建设的一种，在抗洪防涝、防旱减灾中发挥着重要作用。水利枢纽设施在长期
的使用过程中，建筑外部容易发生变形，会对水利枢纽的安全性产生不良影响， 因此水利枢纽工程外部变形监测
对维护水利枢纽的使用安全具有重要的意义。本文介绍和分析了各种常规变形监测的技术以及一些新技术的应
用，指出了变形监测向一体化、自动化、数字化、智能化发展的方向，对水利枢纽外部变形监测技术进行有效的
探究。
关键词： 水利枢纽；外部变形；监测技术；智能化；数字化
中图分类号：TV698．1 1 文献标识码：A 文章编号：1672—2469(2016)01—0080—02
水利枢纽是集防洪、灌溉、发电和航运等各种
功能于一身的综合性工程，在我国经济发展和建设
中发挥着重要的作用。正因为如此，实施水利枢纽
的安全监测是非常重要的。其中变形监测能直观反
映工程运行性态，许多水工建筑物性态出现异常，
最初都是通过变形监测值出现异常得到反映的，因
此将变形监测项目列为安全监测的首选监测项目。
变形监测的主要内容包括几何量监测和物理量
检测，水利枢纽的外部变形监测主要以几何量监测
为主，主要监测的内容包括：水平位移、垂直位
移、倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等。下
面就对一些常规的监测项目进行一些介绍和分析。
1 水平位移监测技术
水平位移监测技术又包括很多具体的方法，其
中包括激光准直法、视准线法、正倒垂线法、引张
线法、前方交汇法以及导线法等等。
1．1 激光准直法
激光具有很多优点，比如方向性强和单色性好
等，激光准直法就是充分利用激光的这种优势，建
立一条视准线，并将这条线作为基准进行测量。测
量时所依据的原理也不同，因此又可以分为衍射法
准直和直接准直。衍射法准直所测得精度要比直接
准直更高。
衍射法准直的传播介质是不同的，根据传播介
质的不同又可以分为真空激光准直和大气激光准直
两种。真空激光准直是将激光放在真空管道中，在
· R0 ．
真空中传播能够减少外界因素的干扰，具有很高的
精度，现在已经应用于很多水利枢纽工程中，主要
是针对长坝和高坝的变形监测。大气激光准直法是
让激光直接在大气中传播，这种方法针对的是小型
坝，大气激光准直法很容易受到外界的干扰，所以
精度相对较低，也很难实现自动化。但是随着科技
的发展，逐渐采用了新的技术， 比如CCD技术，
该项技术的运用能够消除外界因素的影响，精度提
高了很多，也实现了自动化监测，亦被运用到很多
工程中。
1．2 视准线法
对于直线型的大坝，这种方法主要是测量水平
位移；如果是非直线型的大坝，要采用分段的方法
进行测量。视准线法包括两种方法，分别是测小角
法和活动觇牌法，前者的精度要比后者高。视准线
法具有很大的局限性，它的测量精度较低，很容易
受外界环境的影响，不容易实现全自动的监测。但
是它的造价很低。为了能够发挥它的作用必须要采
取相应的措施，尽量选择像TCA2003自动跟踪全
站仪这样精度高的仪器，还要不断改进操作方法和
监测技术，全面提高视准线法的自动化监测水平。
1．3 正倒垂线法
正倒垂线法具有很
