一、大壩安全監測儀器的發展
1．變形監測儀器的發展
混凝土大壩上采用正、倒垂線為基準來監測大壩的豎向和水平位移，包括撓度。觀測儀器多采用垂線坐標儀、引張線儀、靜力水準儀等。近年來，這些傳統的觀測儀器得到了很大的發展，主要體現在精度的提高（由原來的1mm級提高到0．1mm級）和遙測自動化的日臻完善和可靠性的不斷提高。
遙測垂線坐標儀已經從接觸式發展到非接觸式，非接觸式儀器已從步進馬達光學跟蹤式發展到CCD式和感應式。感應式遙測垂線坐標儀的顯著特點是技術先進、結構簡單、成本低、防水防潮性能優越等。非接觸式遙測坐標儀目前主要有差動電容感應式、電磁感應式、變磁阻感應式、CCD（電荷耦合）式和步進馬達式等，國內廠家也已達到很高的水平。
遙測引張線儀主要有步進電機光電跟蹤式、電容感應式、電磁感應式和CCD式引張線儀。引張線的自動化測量是近年來我國發展最快、效果最好的領域。
遙測靜力水準儀近年來得到了較快的發展，以前多是采用進口儀器，近年來國內已有多種原理的靜力水準儀。靜力水準儀是應用連通管原理測量測點間的相對位移。一側沉降將引起浮子升降，通過各種量測技術來測量浮子的升降，從而觀測點間的相對位移。目前主要有電容感應式、差動變壓器位移傳感器式、步進馬達式和鋼弦式等靜力水準儀。
2．光纖傳感器的發展
光纖傳感器是新近發展起來的體積小、精度高、不受電磁干擾、抗腐蝕性環境的傳感器，可用以測量溫度、位移、應變、壓力等物理量。該新型儀器最大的優點是不受電磁干擾，目前防雷抗干擾已經成為我國大壩安全監測自動化中最為棘手的問題。光纖傳感器的使用為徹底解決防雷抗干擾的問題創造了條件。
盡管光纖傳感器在國內水利工程上的應用尚處于起步階段，但由于其他傳感器無法比擬的優越性，將使其具有十分廣泛的應用潛力，獨領風騷幾十年的發展前景可能成為不遠的現實。以加拿大ROCTEST公司為例，他們開發的能用于水利工程的傳感器已十數種且逐步系列化，分辨率0.1℃的溫度傳感器、精度達0.02mm的位移計、0.1%F．S．的壓力傳感器等已成功應用于水利工程。國內此方面的研究和研制也已起步，四川大學、長江科學研究院、武漢水利電力大學的有關研究論文近年來也在各專業期刊可見。
3．差動電阻式傳感器的發展
差動電阻式傳感器近年來解決了長導線電阻、總線電阻變差對測值的影響，并實現自動化遙測，得到很大發展。盡管其他儀器的發展和進步，已在某些方面對差阻式儀器的應用產生影響，但從國內工程已經使用萬支級的絕對數量上看，差阻式儀器的自動化測量仍具有重大意義。目前差阻式儀器由3線制改為5線制測量方式，儀器電阻、電阻比測量精度、遙測距離、抗干擾能力均優于國外廠家，處于國際先進水平。
4．弦式傳感器的發展
國內開發研制弦式儀器已有40多年的歷史，隨著大壩監測自動化的發展，弦式傳感器近年也取得一些進步，且品類、系列較齊全，但與國外同類產品相比，仍有一定的差距。至2001年，弦式儀器精度、性能、外觀都有較大的改觀，僅從精度上講，優質產品能夠達到≤1%F．S．，比1992年頒布的“巖土工程用鋼弦式壓力傳感器”（GB/T13606－92）規定的2.5%F．S．，綜合誤差相比，已有較大的提高；同時，大多傳感器已增加測溫功能和對其進行溫度補償修正，率定精度也有所提高。現已有一些廠家通過了ISO9002質量體系認證。
二、大壩安全監測數據采集系統
我國大壩安全監測自動化系統研究工作是從上個世紀80年代初起步的。近年來，隨著科學技術的發展，大壩安全監測自動化系統也得到了長足的發展。
目前，比較有代表性的大壩安全監測系統有南京南瑞公司開發的DAMS－Ⅳ大壩監測系統、南京水文自動化研究所開發的DG型大壩監測系統、南京水利科學研究院開發的IHSMS－Ⅰ大壩監測系統、南京自動化設備總廠開發的FWC2000大壩監測系統。這些系統的共同特點是：
1.分布式的體系結構
采用分布式的結構，測量控制單元可以安裝靠近傳感器的地方，傳感器的信號可以不需要傳輸較遠的距離，信號的衰減和外界的干擾可以大大減輕，系統既適合于傳感器分布廣，分布不均勻，傳感器數量多、種類多、總線距離長的大中型工程自動化監測系統中，也適合于傳感器數量少的小型工程的自動化監測系統中。
2.模塊化
系統由以前的專用型變成了通用型。根據功能的不同，開發不同的功能模塊。DAMS－Ⅳ系統根據測量傳感器的類型的不同，開發了振弦式、電感式、電容式，卡爾遜式等模塊，DG系統也開發了包括步進式在內的模塊，系統可以通過搭積木的方式，組建滿足要求的系統，而IHSMS－Ⅰ系統則采用內部功能模塊化、傳感器接口模塊化的思想，將系統內部功能模塊化，開發了弦式功能模塊、模擬量功能模塊、通信功能模塊等，接口模塊根據傳感器的類型，開發了相應的接口模塊，接口模塊不具有測量功能，這樣保持系統測量的一致性。
3.通信方式多樣化
通信方式一般包括有線、無線、衛星、電話線、光纖等。一般系統提供兩種或兩種以上的通信方式，為系統的組網提供了比較大的便利，目前很多工程采用光纖通信，不僅提高了通信速率，也提高了系統抗電磁干擾能力和抗雷擊能力。
4.供電方式多樣化
系統致力于提高性能，設計了各種電源管理電路，可以利用交流電、直流電、蓄電池、太陽能供電，在土石壩方面，目前更傾向于采用太陽能供電，擺脫交流電帶來的各種干擾，因此必須更進一步降低系統功耗。
5.防雷抗干擾能力得到加強
自動化系統建設的初期，很多系統的工作不穩定、損壞，甚至癱瘓都是由于抗干擾能力不過關，防雷擊性能不夠造成的，通過近幾年的研究和經驗的積累，系統從設計、結構、布局、元器件的篩選、通信、電源、電纜埋設等多個方面得到了改善，系統的可靠性得到了提高。
目前，我國開發的大壩安全監測系統雖然有了較大的提高，某些方面達到了國際先進水平，但是系統總體性能和國際先進產品相比，還存在一定的差距，特別是在可靠性和長期穩定性方面有待進一步的提高。為了縮短與國際先進的大壩安全監測系統的差距，2002年水利部立項批準了南京水利科學研究院開發更適合我國國情、性能達到國際先進水平的大壩安全監測系統。
2001年6月，水利部發布了《大壩安全自動監測系統設備基本技術條件》，這是我國大壩安全監測領域中對監測數據采集系統的第一個行業標準，并于2001年12月實施。從此大壩安全監測數據采集系統將逐步走上標準化、規范化的發展軌道。
三、大壩安全監測數據分析技術的發展
目前，95%以上的水庫大壩安全監測所得的觀測資料無法及時分析，難以及時為大壩安全服務。盡管大壩安全監測已經能夠做到監測數據自動采集，但是監測數據的實時分析、大壩運行性態的實時評價還難以實現。如果做不到這一點，大壩安全監測就沒有真正成為大壩安全的耳目，沒有起到應有的作用。隨著科學技術的飛速發展，在工程技術人員和軟件專家的密切合作下，大壩監測資料的實時分析、評價已經可以實現。這樣的分析評價軟件近年來已有不少單位在研制。這是水庫大壩安全監測技術發展的必然方向。
2001年，南京水利科學研究院承擔的《土石壩安全監測分析評價預報系統》通過了國家電力公司的驗收。該系統建立了土石壩安全監測的數據庫系統，實現了對土石壩所有原始文檔（包括設計、施工、運行的有關文件）的歸檔管理，對所有原型觀測考證資料、監測資料的整編與管理；建立了土石壩安全監測的分析/算法系統；建立了土石壩安全監測的圖形/圖表系統，實現了安全監測資料的圖形化處理；建立了土石壩安全監測綜合分析系統，利用專家知識和評判理論對土石壩各種監測資料、各類資料分析的中間結果進行綜合分析；建立了土石壩安全監測的實時監控平臺系統，能實時動態地反映監控系統的數據采集情況和實時監測土石壩的運行性狀；還建立了土石壩安全監測預測預報系統。本專題的研究成果實現了土石壩安全監測的自動化、網絡化，具備網絡實時監控功能，實現了土石壩安全監測的專家分析評價預報，具備了可靠性、先進性、通用性和可擴充性。
2001年，南京水利科學研究院、水利部大壩安全管理中心承擔的國家防汛指揮系統的《大壩安全管理信息系統示范項目》完成，通過了國家防辦的驗收。該管理信息系統的近期目標是在項目實施的5年左右的時間里完成已建的8座水利部直屬水庫監測設施的更新改造及其大壩安全管理信息入網，在建的部直屬水庫萬家寨、小浪底、三峽大壩安全管理信息入網。遠期目標要將現場監測站擴大至對全國防汛有重大影響的200座重要大中型水庫。該系統包括了數據庫管理系統、安全評價系統、信息傳輸系統和信息服務系統4個子系統，建設了本示范項目需要的大壩中心局域網及網站；實現了水庫到大壩中心的觀測數據自動采集、傳輸，入庫；初步建設了兩示范水庫的工程資料之工程概況、監測資料庫及圖形庫，完成了相應的數據庫管理系統開發；初步建立了依據監測資料分析而做的安全評價系統；初步建立兩水庫工程資料、監測資料圖形及安全評價的信息服務系統。在《大壩安全管理信息系統》項目實施后，該系統可以向水利部建設與管理司、國家防辦實時提供大壩的安全信息和評價結果，供決策參考。
四、大壩安全監測技術發展的展望
水庫在減災防災中起了十分重要的作用，汛期錯峰削峰，旱季供水、灌溉。在水資源日益緊缺的今天，如何在現有工程前提下，利用非工程措施，達到最大的防洪效益和供水效益，是水庫調度中值得研究的一個重要問題。目前，正在研究采用動態汛限水位來爭取最大的蓄水效益。汛期的汛限水位可根據水情、雨情、中長期流域天氣預報和大壩工作性態來動態調度。提高汛限水位，意味著可能逼高洪水位，加重大壩負擔。因此，需要隨時了解大壩性態，在大壩安全的前提下進行汛限水位的動態調度。對于我國這樣水資源緊缺且分布不均勻，這樣的研究是極有意義的。這項研究必須考慮水、雨情、工情的監測自動化，而以往水情和工情自動化是分別考慮的。生產實踐對我們提出了更高的要求，我們不但要實現水庫大壩安全監測的自動化，還應該進一步實現集水情、工情和閘門監控于一體的自動化監控系統，為水庫更科學的調度提供決策依據。
