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基于北斗卫星导航系统的大坝静动力变形监测

范明杰 李卓

范明杰,李卓. 基于北斗卫星导航系统的大坝静动力变形监测[J]. 水利水运工程学报,2022(3):34-40. doi:  10.12170/20220115001
引用本文: 范明杰,李卓. 基于北斗卫星导航系统的大坝静动力变形监测[J]. 水利水运工程学报,2022(3):34-40. doi:  10.12170/20220115001
(FAN Mingjie, LI Zhuo. Dam static and dynamic deformation monitoring based on BeiDou Satellite Navigation System[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(3): 34-40. (in Chinese)) doi:  10.12170/20220115001
Citation: (FAN Mingjie, LI Zhuo. Dam static and dynamic deformation monitoring based on BeiDou Satellite Navigation System[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(3): 34-40. (in Chinese)) doi:  10.12170/20220115001

基于北斗卫星导航系统的大坝静动力变形监测

doi: 10.12170/20220115001
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2021YFB3900603);国家自然科学基金资助项目(51979193)
详细信息
    作者简介:

    范明杰(2000—),男,江苏南京人,本科生,主要从事水利水电工程及安全监测研究。E-mail:916058021@qq.com

    通讯作者:

    李 卓(E-mail:zhuoli@nhri.cn

  • 中图分类号: TV62

Dam static and dynamic deformation monitoring based on BeiDou Satellite Navigation System

  • 摘要: 常规水库大坝表面变形观测方法无法实现自动观测,精度易受通视和气候条件等影响,且一般采集频率低,仅能进行静力变形监测。通过光学方法与北斗卫星导航系统表面变形监测技术的比较分析,结合某水库大坝实际工程,开展了水库大坝表面静力、动力变形监测的可行性研究。工程应用表明,北斗卫星导航系统可以实现毫米级大坝表面静力变形的监测,同时能进行地震作用下1 Hz采集频率的大坝表面动力变形观测,且大坝表面变形的北斗卫星导航系统观测值与人工观测结果一致,精度可靠,满足规范要求。这为实现地震活跃区水库大坝的静动力变形统一监测提供了有效的技术方案,可用于震后大坝安全评估或应急处置。
  • 图  1  水库自动变形监测点布置

    Figure  1.  Layout of automatic deformation monitoring of reservoir

    图  2  BDS位移监测过程线

    Figure  2.  BDS displacement monitoring process line

    图  3  主河槽段坝顶测点变形

    Figure  3.  Deformation of dam crest measuring points in main channel section

    图  4  大坝中段下部测点变形

    Figure  4.  Deformation of measuring points at the lower part of the middle section of the dam

    图  5  溢洪道测点变形

    Figure  5.  Deformation of measuring points of spillway

    表  1  两种位移观测方法结果比较

    Table  1.   Comparison of results of two displacement observation methods 单位:mm

    测点桩号2021-10-082021-11-122021-12-102022-01-27
    XYZXYZXYZXYZ
    W1-1 0+040 0.3 0.8 −1.4 −0.2 1.1 −0.9 0.8 1.3 −1.4 0.5 1.1 −1.3
    B1-1 0.24 0.88 −1.55 −0.13 1.06 −1.04 0.76 1.12 −1.24 0.46 1.06 −1.11
    W1-2 1.7 −0.2 0.2 −1.0 1.2 0.3 0.2 2.6 0.4 −1.6 2.9 −0.4
    B1-2 1.84 −0.12 0.04 −0.98 0.98 0.14 0.14 2.47 0.18 −1.43 2.92 −0.45
    W1-3 2.4 −2.8 −1.0 2.1 −2.7 −2.3 2.2 −2.2 −0.9 2.3 −1.9 −0.8
    B1-3 2.36 −2.75 −1.04 1.93 −2.54 −2.55 2.24 −1.97 −0.63 2.32 −1.88 −0.85
    W2-1 0+100 0.7 1.7 −0.4 0.7 1.8 0.1 0.9 2.1 −4.8 0.8 2.1 −1.4
    B2-1 0.59 1.66 −0.19 0.65 1.81 −0.13 0.86 1.99 −5.07 0.87 2.14 −1.23
    W2-2 0.4 −2.6 2.6 0.3 1.4 2.1 0.5 0.6 1.2 0.7 0.4 0.9
    B2-2 0.51 −2.40 2.33 0.33 1.48 2.36 0.69 0.36 1.40 0.52 0.21 0.76
    W2-3 0.2 0.7 −0.4 0.4 1.3 −0.4 0.6 1.2 0.3 0.4 1.1 0.5
    B2-3 0.24 0.71 −0.28 0.51 1.38 −0.39 0.48 1.24 0.22 0.38 0.91 0.37
    W3-1 0+160 0.4 1.2 0.6 0.7 0.9 0.6 0.8 0.8 0.5 0.7 1.2 0.7
    B3-1 0.20 0.93 0.45 0.61 0.76 0.72 0.72 0.84 0.61 0.67 1.03 0.82
    W3-2 0.4 1.1 0.3 0.6 1.3 0.3 1.4 1.1 0.6 1.0 1.3 0.6
    B3-2 0.51 0.98 0.51 0.46 1.27 0.42 1.38 1.01 0.37 1.03 1.12 0.47
    W3-3 0.5 1.4 −2.1 0.7 1.7 0.8 1.2 1.4 1.1 1.2 1.6 1.0
    B3-3 0.38 1.21 −1.85 0.68 1.61 0.61 0.95 1.59 0.92 1.04 1.49 0.91
      注:水平位移X向左岸为正,Y向下游方向为正;Z为垂直位移,向下为正。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-15
  • 网络出版日期:  2022-04-20
  • 刊出日期:  2022-07-03

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