一、引言?

中小型大壩在水資源調控、防洪、灌溉及發電等領域發揮著重要作用。確保其安全運行對保障周邊地區人民生命財產安全、促進經濟社會穩定發展意義重大。大壩安全監測作為及時掌握大壩運行狀態的有效手段，至關重要。全球導航衛星系統（GNSS）位移監測系統憑借高精度、實時性強、自動化程度高等獨特優勢，在中小型大壩安全監測中得到廣泛應用，為大壩安全提供了堅實保障。?

二、GNSS 位移監測系統工作原理?

GNSS 位移監測系統主要基于衛星信號傳播原理工作。系統中的 GNSS 接收機接收來自多顆衛星的信號，通過測量衛星信號到達接收機的時間延遲，計算出接收機與衛星之間的距離。利用至少四顆衛星的距離信息，采用三角測量原理，即可精確確定接收機在三維空間中的位置。在大壩安全監測中，將 GNSS 接收機安置在大壩關鍵監測點上，通過持續觀測其位置變化，就能實時獲取大壩的位移信息。例如，載波相位差分技術（RTK）可使 GNSS 位移監測精度達到毫米級，滿足大壩安全監測對高精度的嚴格要求。?

三、GNSS 位移監測系統在中小型大壩安全監測中的作用?

實時獲取位移數據?

1. 高頻次監測：相較于傳統監測方法，GNSS 位移監測系統能夠以較高頻率采集數據，通常可實現每秒甚至更高頻率的監測。這使得大壩在各種工況下的細微位移變化都能被及時捕捉。在洪水期，大壩承受巨大水壓，壩體位移變化可能較為頻繁，GNSS 系統能夠實時跟蹤這一過程，為大壩安全評估提供密集的位移數據序列。?
2. 全天候監測：不受天氣條件、光照等因素限制，GNSS 系統可實現全天候 24 小時不間斷監測。無論是烈日炎炎的白天，還是風雨交加的夜晚，都能穩定地獲取大壩位移數據。在暴雨天氣下，大壩面臨較高安全風險，此時 GNSS 系統持續工作，為防汛指揮部門及時提供準確的大壩位移信息，助力科學決策。?

準確分析位移趨勢

1.高精度定位：如前所述，借助先進的測量技術，GNSS 位移監測系統能夠達到毫米級定位精度。這對于準確分析大壩位移趨勢至關重要。通過長期積累的高精度位移數據，可繪制出大壩位移隨時間變化的精確曲線，清晰展現大壩的變形趨勢。例如，若發現大壩某一部位位移曲線呈現持續上升且斜率逐漸增大的趨勢，可能預示著該部位存在安全隱患，需進一步深入排查。?

2.多維度分析：GNSS 系統不僅能監測大壩的水平位移，還能精確測量垂直位移。通過對水平和垂直方向位移數據的綜合分析，可了解大壩的變形特征。某些情況下，大壩可能同時存在水平方向的側向位移和垂直方向的沉降，GNSS 系統提供的多維度數據為準確評估大壩的整體穩定性提供了有力支撐。?

及時發出安全預警?

1.閾值設定與比對：根據大壩的設計參數和安全標準，在 GNSS 位移監測系統中預先設定合理的位移閾值。當監測到的大壩位移數據超過預設閾值時，系統會立即觸發預警機制。一旦大壩位移超過正常運行允許的范圍，系統將迅速向相關管理部門發送預警信息，以便及時采取應對措施，防止事故發生。?

2.早期隱患識別：通過對實時位移數據的連續分析，GNSS 系統能夠發現大壩早期潛在的安全隱患。即使位移尚未達到預警閾值，但如果出現異常變化趨勢，如位移變化速率突然加快或呈現異常波動，系統也能及時發出警示，提醒管理人員關注并進行深入檢查，實現對大壩安全隱患的早發現、早處理。?

提升管理效率與決策科學性?

1.自動化監測與數據傳輸：GNSS 位移監測系統實現了監測過程的自動化，無需人工頻繁到現場進行測量操作。監測數據通過無線通信技術實時傳輸至數據管理中心，提高了數據獲取的效率和準確性。管理人員可隨時隨地通過網絡訪問監測數據，及時掌握大壩運行狀況，節省了大量人力、物力和時間成本。?

2.輔助決策支持：基于 GNSS 系統提供的豐富、準確的位移數據，結合專業的大壩安全分析軟件，能夠對大壩的安全性進行多方面、科學的評估。在制定大壩維護計劃、應急處置方案等決策過程中，這些數據和分析結果為管理人員提供了可靠的依據，有助于做出更加合理、科學的決策，保障大壩的安全運行和周邊地區的安全。?

四、結論?

GNSS 位移監測系統憑借其在實時數據獲取、準確位移分析、及時預警以及提升管理決策水平等方面的突出優勢，已成為中小型大壩安全監測不可或缺的重要工具。隨著技術的不斷發展和完善，GNSS 位移監測系統將在大壩安全監測領域發揮更為重要的作用，為保障中小型大壩的安全運行、促進經濟社會可持續發展做出更大貢獻。加強對 GNSS 位移監測系統的應用推廣和技術創新，對于提升我國大壩安全監測整體水平具有深遠意義。?