這就是為什么世界各國(guó)政府要求定期對(duì)大壩進(jìn)行檢查。這是一個(gè)復(fù)雜的過程，旨在發(fā)現(xiàn)大壩周圍土地的微小變化、細(xì)裂縫的出現(xiàn)或其他表明結(jié)構(gòu)承受壓力的跡象。

然而，全球7萬座大壩中有許多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，這使得定期檢查變得困難。

因此，越來越多的大壩檢查數(shù)據(jù)從空中獲取。近年來，無人機(jī)和衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展為大壩檢查提供了新的解決方案，能夠以前所未有的方式監(jiān)測(cè)大壩的完整結(jié)構(gòu)。

“無人機(jī)和衛(wèi)星徹底改變了大壩檢查，提供了能夠進(jìn)入到以前無法到達(dá)區(qū)域的機(jī)會(huì)，并提供了更經(jīng)濟(jì)的方式來監(jiān)控整個(gè)結(jié)構(gòu)，”IEEE終身高級(jí)會(huì)員Raul Colcher說。

大壩面臨的新威脅

雖然很少見，但大壩偶爾也會(huì)失事。國(guó)際大壩委員會(huì)對(duì)世界上最大的大壩進(jìn)行追蹤，該委員會(huì)稱其數(shù)據(jù)庫(kù)中的36,000座大壩里大約有300座曾經(jīng)失事（https://www.icold-cigb.org/gb/dams/dams_safety.asp）。這些事件造成了重大的生命損失和財(cái)產(chǎn)損害。該委員會(huì)指出，盡管歷史上失事率約為1%，但近年來這一比率已大幅下降。

“一般來說，出現(xiàn)問題的主要原因是自然因素——如侵蝕、極端天氣或地震活動(dòng)，以及人為因素——糟糕的項(xiàng)目、施工失誤、維護(hù)不足和老化，”Colcher說道。

一些專家將氣候變化視為大壩面臨的新威脅，因?yàn)樗黾恿舜笠?guī)模降雨事件發(fā)生的可能性（https://www.preventionweb.net/news/dams-increasing-danger-collapse-due-climate-change-and-conflict）。

IEEE高級(jí)會(huì)員Paul Kostek說：“氣候變化導(dǎo)致大壩后的蓄水量增加，這反過來又增加了對(duì)大壩結(jié)構(gòu)的壓力。這凸顯出加強(qiáng)檢查以及利用技術(shù)來擴(kuò)大檢查人員檢查范圍的必要性。”

合成孔徑雷達(dá)（SAR）的出現(xiàn)

近年來，最具價(jià)值的衛(wèi)星檢測(cè)工具出現(xiàn)了：合成孔徑雷達(dá)（SAR）。這種工具利用微波脈沖繪制地面地圖，收集這些脈沖從地球反射回來時(shí)的反射波（https://spectrum.ieee.org/synthetic-aperture-radar-synspective）。合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，它在創(chuàng)建地球物體高度精細(xì)的三維模型時(shí)能夠穿透云層進(jìn)行觀測(cè)。

多年來，已經(jīng)發(fā)射了許多合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，這些衛(wèi)星持續(xù)對(duì)地球進(jìn)行測(cè)量。一個(gè)合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星星座每12天經(jīng)過地球上的同一地點(diǎn)一次。這種持續(xù)測(cè)量帶來了另一項(xiàng)能力，即干涉合成孔徑雷達(dá)（InSAR），它通過比較兩幅合成孔徑雷達(dá)圖像來探測(cè)大壩表面從太空來看小到1毫米的微小變化。

Kostek說，SAR系統(tǒng)也可以安裝在無人機(jī)上，從而能夠從其他角度進(jìn)行觀測(cè)。

“使用無人機(jī)或衛(wèi)星（進(jìn)行檢測(cè)），無需（檢測(cè)人員）前往現(xiàn)場(chǎng)就可以開展檢測(cè)工作，并且在必要時(shí)，可以優(yōu)先檢測(cè)那些需要實(shí)地查看的大壩，”Kostek說道。

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