【摘 要】电气化测控技术可对大坝安全运行进行有效监测与保障，实时对坝体位移、渗流以及结构应力等关键参数进行监测，为大坝筑牢安全防线。因此，加强对电气化测控技术的研究和应用力度，对提高大坝监测效率与可靠性意义重大。研究对电气化测控技术在大坝自动化监测里的应用展开了探讨，分析现有技术的优点与不足，并提出优化监测效果的办法。

【关键词】电气化测控技术；大坝监测；实时监控；传感器；数据分析

引言

伴随水利工程规模持续扩大，大坝安全监测成为保障水库运行的重中之重。然而，传统人工监测方式存在监测频率低、数据不连贯及响应滞后等问题，无法契合现代大坝安全管理的要求。电气化测控技术借助传感、通信与控制系统的综合运用，达成对大坝运行状态的全天候监测[1]。此技术将物联网、嵌入式系统和信号处理相结合，为大坝安全提供了强大的技术保障。鉴于极端气候变化和大坝老化问题不断加剧，探究电气化测控技术的应用与优化途径，对提高监测智能化程度，对构建主动安全防控体系意义重大。

一、大坝自动化监测中电气化测控技术概述

在大坝自动化监测中，依靠集成传感、通信和控制系统，实时掌握大坝运行状态。此技术融合物联网、嵌入式系统以及信号处理手段，能精准检测大坝位移、渗流和应力等参数。借助布置光纤传感器、激光位移传感器等高精度设备，实时抓取数据，再经无线网络传至监控平台。系统借助智能算法对实时和历史数据展开分析，能够快速识别安全隐患并立即发出预警，守护大坝安全。借助边缘计算与数据融合技术，电气化测控系统可提升数据处理效率，降低响应时长。然而，目前技术仍存在传感器环境适应性差和系统长期稳定性不足等挑战。电气化测控技术中关键传感器的类型及其工作原理详见图1。

图1 电气化测控技术中传感器类型及工作原理

二、电气化测控技术在大坝自动化监测中的应用

借助电气化测控技术开展大坝自动化监测，能实现对坝体位移、渗流场和结构应力等关键参数的实时监测与预警。下面将逐一介绍这项技术在这三个领域的具体应用及实现方法。

（一）坝体位移自动化测控系统

电气化测控技术用于大坝位移监测，主要依靠布设高精度传感器，如光纤传感器、激光位移传感器及应变计等，实时采集坝体的位移和变形数据。光纤传感器基于光纤布拉格光栅原理，利用光纤反射波长的变化对位移进行检测；激光位移传感器通过发射与反射激光束的时间差来精准测量位移。传感器借助无线通信网络将实时数据传送至数据采集系统，随后将数据上传到云平台进行分析处理[2]。此系统可高频、全天不间断地对坝体位移进行监控。系统在大坝关键位置布置位移传感器，利用无线通信技术将数据实时传至中央监控平台。精确记录每个监测点的位移变化，位移数据采集频率能设定为1秒到1分钟的区间，保障数据的及时性。传感器利用内部算法对采集的数据开展初步处理，去除噪音和误差，按照设定的阈值判断位移是否越过安全限值。若数据异常，系统会自行触发报警机制。这项技术存在一定的不足，恶劣天气（如大风或者暴雨）会影响激光位移传感器，造成测量精度下降。另外，光纤传感器虽精度高，但其布设过程繁复，当传感器数量较多时，系统维护和数据管理的压力较大，需定时检查并校准传感器来保证数据精确性。

（二）渗流场实时监测与预警

渗流场监测技术借助传感器对坝体渗透水流量和压力变化进行实时监测，是保障大坝安全的关键一环。在渗流监测中应用电气化测控技术，主要借助孔隙压力传感器和渗流量计采集数据。孔隙压力传感器依据压电效应或电容变化原理，能精准测量坝体内外的水压变化，以此推算渗流情况；渗流量计通过测量水流的流量和速度，实时监控渗流状态。