随着水利资源的深入开发，坝址的地质条件越来越复杂，大坝的规模也向高、大方向发展，如近几年来建成的150m以上的高坝有龙羊峡、乌江渡、东江、白山和刘家峡等大坝。大坝的安全问题已引起了人们的高度关注。

国际大坝会议“关于水坝和水库恶化”小组委员会记录了1100座大坝失事实例，并进行了统计分析。从1950年至1975年大坝失事的概率和成因分析表中可以看出，大坝失事或严重大坝事故主要表现为四种形式：设计洪水偏低引起漫顶；地质勘探不充分造成失稳和渗漏；设计与施工缺陷导致大坝老化加速；遭遇地震等特殊荷载。因此，必须针对不同大坝的具体情况和特点，设置相应的安全监测项目，对大坝变形、渗流、应力应变等进行连续而全面的监测，并对实测数据进行及时的处理和分析，在此基础上实现大坝安全性态的综合评判，以馈控大坝的安全和运行。

大坝安全监测与控制的研究工作可以大致分为四个方面：原型观测资料的处理与分析；原型观测资料的正分析；原型观测资料的反分析；大坝安全综合评判与决策。各个方面的研究相互联系，构成了大坝安全监控的基本理论框架体系。

二、原型观测资料的处理与分析

在利用大坝安全原型观测资料进行正反分析前，首先应对原始观测资料进行处理与分析，一般可将大坝安全监测数据的误差分为系统误差和随机误差两类。在测量过程中，应当xx或削弱系统误差，使观测值中仅含随机误差^[2]。测量误差分析的方法一般有测值范围检验分析法、数学模型分析法及统计检验法等。系统误差可分为定值系统误差和变值系统误差。定值系统误差只引起随机误差在分布曲线位置上的平移，而不改变随机误差的分布规律，一般只能通过分析或试验的方法予以发现和xx。变值系统误差的发现、分离和xx方法与变值的规律有关，常见有残差代数和法、符号检验法、序差检验法等^[3]。系统误差一般通过数学模型结果进行判别，通常的处理方法是设法找出系统误差的函数表达式，然后在观测结果中加以扣除。随机误差由随机因素造成，其符号和{jd1}值大小无规律且不可预料，但随着测次增加，一般认为随机误差呈正态分布，具有零均值。

目前，国内外主要采用最小二乘法对大坝安全监测数据进行处理。自从高斯在1794年提出最小二乘法以来，广大学者对测量平差理论和方法进行了大量的研究。1947年，田斯特拉提出了相关平差法，把对观测值独立的要求推广到随机相关；1962年，迈塞尔提出秩亏自由网平差，把测量平差中的满秩阵推广到奇异阵；卡尔曼等提出了一种递推式滤波方法，已成功应用于航天、工业自动化等方面；1969年，克拉鲁普提出最小二乘滤波、推估与配置，把平差参数从非随机变量推广到随机参数。在具体研究工作方面，Serio GKo reisha 和Yue Fang 对滑动平均模型时序过程（ARMA）的测量误差影响进行了定量分析；岳建平通过对回归分析中观测误差和模型误差的分离，从而更客观地评价测量系统和模型的精度；刘文宝等提出了顾及先验信息的大坝位移反分析方法，探讨了测量误差对位移反演结果的影响规律。

三、原型观测资料的正分析

原型观测资料正分析的主要任务是由实测资料建立数学监控模型^[1]（如统计模型、确定性模型、混合模型，以及模糊数学和灰色系统理论建立的预测模型等）。应用这些模型监控大坝等水工建筑物的今后运行；同时对模型中的各个分量（特别是时效分量）进行物理解释，借以分析大坝等水工建筑物的工作形态。根据建立模型方法不同，可以归纳为：用统计学方法建立的统计模型；应用时间序列法和灰色系统理论建立预测模型；用模糊数学建立预测模型；用有限元方法分析计算，并与实测值拟合，建立确定性模型或混合模型。

四、原型观测资料的反分析

原型观测资料的反分析^[4]，按其实际内涵包含反演分析和反馈分析，两者既有机联系，又有区别，按系统识别理论的概念统称为反分析。

反演分析是依据正分析的结果，通过相应的理论分析，借以反求大坝等水工建筑物和地基的材料参数以及某些结构特性（简称源项）等，以校准影响计算精度的主要因素。

反馈分析是综合应用正分析和反演分析的成果，并通过相应的理论分析，从中寻找某些规律和信息，及时反馈到设计、施工和运行中去，达到优化设计、施工和运行的目的，并补充和完善现形水工设计和施工规范。

五、大坝安全综合评判与决策

综合评判和决策是收集各种类型的资料（包括设计、施工、观测与目测等资料），对这些资料进行不同层次的分析（包括单项分析、反馈分析、混合分析以及非确定性分析），找出荷载集和效应集之间的关系，拼出一幅综合反映大坝运行的图案，然后凭借专家的经验和洞察力，运用归纳、演绎中的逻辑思维和非逻辑思维方式，经过推理评判，找出问题的由来，并以此提出防范决策和处理方案。

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