混凝土重力坝作为水系河网中拦洪大坝的主要坝型之一,其安危与否关乎到人民生命财产安全和社会稳定。随着运行服役年限的增加和设计基准期的临近,部分混凝土重力坝已步入高龄渐进老化期,因受到复杂内外环境影响,部分大坝系统出现了整体性能衰退及筑坝材料老化等现象,如何合理感知与把控大坝系统服役性态已成为坝工界尤为关切的科学问题。本文主要针对现存监测资料分析、效力预报与参数识别等方面研究不足,依托混凝土重力坝的动态面板监测数据,运用数理统计、有限元仿真和信号处理等技术手段,通过开展混凝土重力坝变形性态监控方法研究,进而实现大坝变形效应的精准预报与预警,以期为在役混凝土重力坝长效安全运行提供理论依据与决策支持。主要研究内容如下:（1）针对大坝原型观测序列中存在非正常突变现象,在结合经验小波变换理论与局部离群因子识别机制的基础上,构建了用以客观还原监测信息特征的异常点诊疗系统;此外,为解决数据面板的缺失漏空难题,提出了基于马尔科夫链蒙特卡洛理论的多重插补方案。（2）为合理解译环境荷载自变量与结构效应因变量之间的复杂映射关系,并削弱多源驱动所引致的混频信号干扰,从三个不同理论层面分别建立了混凝土重力坝变形体征监控模型,在挖掘其原型监测数据内蕴信息规律的同时,并将其反馈应用于大坝结构变位效应的拟合预报。（3）为进一步外推大坝结构性能时变演化规律,跳出混凝土重力坝力学参数传统反演方法的求解效率欠佳和识别精度不足等局限,在构建其等效多参数反分析函数的基础上,提出了基于人工鱼群算法寻优策略的混凝土重力坝等效力学参数的反演方法。（4）基于大坝参数识别与效力监控数模的计算反馈,运用置信区间估计法、典型监控效应量的小概率法和结构分析法分别进行在役混凝土重力坝水平位移安全监控指标的拟定,为大坝结构运维安全提供了管控依据。