一、引言
有關資料標明，我國河川年徑流量總量約
水利工程即可以造福人類，如管理不善也會給社會帶來慘重災難和巨大的經濟損失。歷史上因水庫潰壩給下游造成的毀滅性災難并不鮮見。因此加強水庫大壩的安全管理必不可少，其中大壩變形監測就是大壩安全管理的重要內容之一。
二、目前水庫大壩變形監測的主要技術手段
目前，在大壩安全監測技術規范中，主要有《土石壩安全監測技術規范》和《混泥土壩安全監測技術規范》。
1、土石壩安全監測技術簡介
在《土石壩安全監測技術規范》中，把大壩的變形監測內容分為：表面變形、內部變形、裂縫及接縫、混泥土面板變形及岸坡位移。
大壩表面變形監測主要分為豎向位移監測和水平位移監測。
（1）豎向位移監測的方法主要是精密水準法，或連通管（靜力水準）法；
（2）水平位移又分為橫向（垂直壩軸線）位移和縱向（平行于壩軸線）位移。
a. 橫向位移的監測方法主要是視準線法（活動標法、小角法、大氣激光準直法等）；有必要且有條件時，可用三角網前方交會法觀測增設工作基點（或位移測點）的橫向水平位移。
b. 縱向水平位移觀測，一般用因鋼尺測量，或用普通鋼尺加改正系數，有條件時可用光電測距儀測量。
（3）混泥土面板變形及岸坡位移監測的技術方法與大壩表面變形監測基本相同。
2、混泥土壩安全監測技術簡介
《混泥土壩安全監測技術規范》規定：變形監測項目主要有壩體變形、裂縫、接縫以及壩基變形、滑坡體及高邊坡的位移等。
（1）壩體、壩基、滑坡體及高邊坡的水平位移監測
a. 重力壩或支墩壩壩體和壩基水平位移一般采用引張線法、真空激光準直法和垂線法監測。對于短壩，條件有利時也可用視準線法或大氣激光準直法。
b. 拱壩壩體和壩基水平位移宜采用垂線監測。若交會邊長較短、交會角較好，壩體水平位移可采用測邊或測角交會法監測。
c. 近壩區巖體、高邊坡和滑坡體的水平位移，采用邊角網、視準線法和交會法監測。
d. 觀測近壩區巖體、高邊坡或滑坡體的水平位移時，基準點和工作基點應盡量組成邊角網。
（2）壩體、壩基、滑坡體及高邊坡的垂直位移監測
a. 壩體、壩基的垂直位移監測，一般用精密水準法、連通管法（即流體靜力水準法）和真空激光系統
b. 滑坡體及高邊坡的垂直位移監測，一般用精密水準法，也可用三角高程法測定。
3、大壩內部變形監測自動化技術簡介
（1）大壩水平位移監測
傳統的大壩水平位移監測通常采用經緯儀三角測量或視準測量的方法。因混泥土大壩的變形量相對較小，監測精度要求較高，因此近一、二十年來，傳統方法逐漸被垂線、引張線所取代，并在人工觀測的基礎上向自動化方向發展。現在使用較多的是步進電機式、光電式、感應式和激光等自動遙測傳感器設備。
（2）大壩垂直位移監測
大壩垂直位移監測通常采用人工的光學水準測量方法。近年來為了滿足大壩管理部門自動化遙測的需求，出現了靜力水準遙測技術。我國研制的差動變壓器式和電容式等靜力水準裝置在許多大壩中得到了應用。
三、大壩表面變形自動化監測新技術
在中國，絕大多數的水庫大壩為土石壩（約占90%）。一般來講，土石壩的變形量相對較大，對變形監測的精度也相對較低，而引張線、垂線和靜力水準等方法的量程有限。因此在土石壩的表面變形監測中，大都繼續采用視準線法（活動標法、小角法）和人工水準測量法進行水平位移和垂直位移監測。這些方法原理相對簡單，設備費用也較低，但都不是自動化監測。
對于中、大型的混泥土大壩，在壩區較大范圍內還需建立平面和高程監測基準網；部分拱壩壩體、滑坡體及高邊坡等位移點仍大都采用邊、角交會實現平面位移監測，采用三角高程實現垂直位移監測。這些方面也正是混泥土大壩實現全面自動化監測的瓶頸。
隨著自動化全站儀（測量機器人）、GPS、計算機軟件和通信技術的發展，突破大壩（特別是土石壩）表面變形監測自動化的技術手段已成為可能。如目前市場上比較流行的“流動式半自動化變形監測系統”和“固定式全自動化變形監測系統”。
1、流動式半自動變形監測系統
流動式半自動化變形監測系統一方面可用于基點和工作基點三角網的邊角觀測；另一方面還可在基點或工作基點上對變形點進行邊角交會測量。由于自動化全站儀在機載軟件的控制下，可實現對棱鏡目標的自動識別與照準，因此測站工作實現了自動化觀測、記錄與限差檢核。但因多站觀測，需要人工在有關的網點（基點或工作基點）之間搬動儀器。因此，此系統應用的特點是監測方案傳統成熟，但使用的設備是現代化的。該系統的軟硬件主要配置如下：
（1）硬件配置：
1臺NET05或NET1自動化全站儀、若干單棱鏡組（根據監測點位數量而定）及其它附件
（2）軟件配置：
a. NET05、NET1全站儀機載軟件，或PDA、PC機版專業軟件，用于變形監測過程中的基準網點、位移監測點的自動化觀測。軟件功能滿足中國現行規范的要求。
b. 在PC機上運行的變形監測網后處理平差軟件。主要用于測前基準網的精度估計、測后的觀測數據平差處理、基點（工作基點）的穩定性分析、變形監測點的變形計算與分析等。
流動式半自動化變形監測系統方案成熟，設備先進，已在國內許多大型水電大壩的變形監測中發揮了很好的作用。
2、固定式全自動變形監測系統
與流動式監測系統不同，固定式監測系統的最大特點是測量設備（NET05、NET1等自動化全站儀）固定在基點（工作基點）或位移監測點上，需要時建有防護作用的觀測房；測量設備通過通信系統與遠方的控制計算機相聯，在計算機軟件的控制下實現遠程監控化的全自動化變形監測。
如上圖所示，固定式全自動變形監測系統的主要配置為：
（1）硬件配置：1臺或多臺監測設備（主要是自動化全站儀）、若干單棱鏡組（根據監測點位數量而定）及其它附件、監測儀器供電設備、監測儀器與計算機的遠程數據通信設備、監測設備觀測站房等。
（2）軟件配置：
AutoMoS變形自動化監測軟件。主要功能為配置管理NET05/NET1自動化全站儀等測量設備，實現限差檢核，系統運行消息輸出，變形量分析等。
