【摘 要】
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目前,随着监管机构和公众对大坝关注越来越多,大坝管理者不得不加严对仪器仪表规格、仪表测量精度和监测时间间隔的要求.此外,多数20世纪50年代和60年代建造的大型水坝正快速接近其设计年限.在斯堪的纳维亚半岛北部,由于大坝往往建于偏远地区且受其气候条件影响,开发低成本工具来提高大坝检测效率和监测性能已成为研究热点.传统监测大坝变形的手段一般是人工操作的水准仪.然而,近年来,随着人造卫星技术和数据处理技
【机 构】
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瑞典斯德哥尔摩 10026 挪威特罗姆瑟NO-9294研究园
【出 处】
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水电2013大会——中国大坝协会2013学术年会暨第三届堆石坝国际研讨会
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目前,随着监管机构和公众对大坝关注越来越多,大坝管理者不得不加严对仪器仪表规格、仪表测量精度和监测时间间隔的要求.此外,多数20世纪50年代和60年代建造的大型水坝正快速接近其设计年限.在斯堪的纳维亚半岛北部,由于大坝往往建于偏远地区且受其气候条件影响,开发低成本工具来提高大坝检测效率和监测性能已成为研究热点.
传统监测大坝变形的手段一般是人工操作的水准仪.然而,近年来,随着人造卫星技术和数据处理技术的飞速进步以及地面物体卫星定位精度的不断提高,基于卫星的大坝变形监测技术成为可能.其中的一个技术方法就是INSAR(差分干涉合成孔径雷达测量技术),过去十年,该技术已经发展为可操作的成熟技术.INSAR技术通过对比在不同时间获取的两个雷达图像来观察表面变形,精度达毫米到厘米量级.目前,高分辨率卫星的空间分辨率可达1 m.在交通不便的偏远地区或当变形区域面积较大时,基准测量较复杂,此时基于卫星的监测方法尤为有效.
遥感技术用于监测大坝安全方面的例子十分有限,但最近一项挪威Svartevann大坝的试点研究(Voege,Frauenfelder,Larsen,2012年)却获得了可喜的成果.根据这项挪威大坝的试验结果,INSAR方法显然在大坝变形长期监测方面具有应用前景.为了进一步验证该方法的可行性,并准确监测大坝的垂直变形,位于瑞典Tr(a)ngslet的一座高125m的河堤大坝成为2012年试验研究的对象,利用历史数据及INSAR方法对大坝垂直变形模式进行验证.有关测量该大坝垂直位移的历史记录可一直追溯到1961年,但只利用了1993年至2000年的图像来模拟大坝的历史沉降,也就是说1988年至2003年定期监测项目中出现了无相关记录可循的空白.因此,本研究在验证大坝安全卫星监测技术有效性的同时,还将收集历史数据,以填补这些空白.卫星图像结果显示了明显的采样点变化趋势,其中遥感数据趋势与已经监测到的数据趋势的偏差除与大坝建成后只关注读取的相对位移而不关注绝对位移有关外,最可能与大坝使用年限内基准的多次变更有关.另一个影响因素就是之丽的数据是零散地读取的,且没有考虑水坝水位,但当大坝调节幅度较大时,水坝水位可能会影响位移,特别是水平位移.研究结果表明INSAR技术的精度和分辨率足够满足大坝垂直位移监测要求,且该方法是比传统监测方法在成本上更具竞争力.
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