基于博弈论的大坝POT预警模型及其应用

引入极值理论,提出了基于博弈论的POT变形预警模型。对于多测点原型观测数据,以博弈论确定其综合权重,以信息熵理论构建多测点的变形熵,通过POT模型设置一定的阈值,选取变形熵的超限值作为建模对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据子样,以失效概率给出其变形预警值。将该方法用于雅砻江流域某混凝土拱坝的大坝预警实践,结果表明,与传统的单测点处理方法相比,该模型可以得出更加合理的结果,更能反映工程实际。     

碾压混凝土坝温度场与应力场全过程仿真分析

 根据碾压混凝土坝的施工特点,基于有限单元法, 对彭水水电站碾压混凝土重力坝溢流坝段的施工期和运行期（共长达2 001 d）的温度场、 应力场进行全过程仿真计算。温度场计算考虑了逐日气温变化、混凝土的水化热以及入仓温 度、库水等对坝体温度的影响;应力场计算考虑了自重、静水压力、温度荷载、混凝土徐变 、随龄期而变化的混凝土弹性模量等因素,对施工过程中渡汛泄洪冷却、施工入仓温度、寒 潮袭击等多种工况进行了分析,提出了合理的施工程序及温控措施。仿真结果表明,环境温 度、入仓温度对碾压混凝土坝的最高温升、温度场及应力场分布有着明显的影响。     

基于融合权重-POT的拱坝变形监控模型

引入极值理论,提出了基于融合权重的POT混凝土拱坝变形监控模型。对于多测点原型观测数据,以融合权重法确定其综合权重,以信息熵理论构建多测点的变形熵,通过POT模型设置一定的阈值,选取变形熵的超限值作为建模对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据子样,以失效概率给出大坝变形监控指标。将该方法用于雅砻江流域某混凝土拱坝,工程实例表明,该模型可以得出更加合理的结果,更能反映工程实际。     

混凝土坝后期温度时空分布动态预测模型探讨

施工期混凝土坝的温度场是复杂的非稳定空间温度场,将混凝土坝中后期冷却期间浇筑仓单测点温度动态预测模型推广为混凝土坝后期水管冷却温度时空分布动态预测模型。结合西南某建设中的混凝土坝典型坝段分布式光纤测温数据,对混凝土坝后期水管冷却温度时空分布进行预测,结果表明,基于分布式光纤测温建立混凝土坝后期水管冷却温度时空分布动态预测模型是可行的,可以方便快捷地对未来7 d的温度时空分布状态和垂直向温度分布进行动态预测。     

亚碧罗水电站碾压混凝土重力坝温度场仿真分析

温控防裂是碾压混凝土坝的核心问题之一.利用三维有限元法,对亚碧罗碾压混凝土重力坝施工期温度场进行仿真计算;计算中考虑混凝土绝热温升随时间的变化、通水冷却、分层浇筑和气温环境的变化等因素,得出了亚碧罗碾压混凝土重力坝温度场分布及其随时间的变化规律.     

Hardfill坝温度场仿真分析

Hardfill坝是一种新坝型,其基本剖面为对称梯形,上游设混凝土防渗面板.由于坝体采用新材料Hardfill(一种超贫碾压混凝土),其温度场与一般的碾压混凝土的温度场有较大的区别,在施工方式上也有很大的不同.目前,对Hardfill温度场以及施工方式的不同给温度场带来的影响的研究尚不深入,有必要对这一问题开展更进一步的分析和研究.运用三维有限元数值模拟方法,对Hardfill坝施工期的温度场进行了仿真分析,并与碾压混凝土重力坝进行比较,得出了Hardfill坝温度场变化规律,为进一步深入研究Hardfill温度场和温度应力场奠定了基础.     

碾压混凝土坝温度徐变应力的研究

本文利用有限元方法,编制了高效率计算程序,对碾压混凝土坝施工期温度和温度徐变应力进行了系统计算,比较全面地研究了碾压混凝土坝温度和温度应力的变化规律;同时还对常态混凝土坝进行了计算,比较了碾压混凝土坝和常态混凝土坝二者在温度和温度应力方面的差异;在大量计算的基础上,整理出一套计算碾压混凝土坝最大温度徐变应力的实用方法及有关的计算图表,可供工程设计之用。     

碾压混凝土坝位移时空监控模型研究

基于单测点的碾压混凝土坝位移监控模型不能很好地监控碾压混凝土坝的安全运行、预测和评价碾压混凝土坝的工作性态,为此分析了与碾压混凝土坝位移相关的水位、温度和时效等时空影响因素的表达式,结合碾压混凝土坝位移观测资料,建立了碾压混凝土坝位移时空监控模型。工程实例表明：该时空监控模型具有很好的拟合效果,可以用来实时监控碾压混凝土坝的运行状态。     

碾压混凝土坝温度场数值模拟及温控措施分析

为探究碾压混凝土坝的温度变化情况,采用数值模拟的方法,对碾压混凝土坝的温度场进行仿真计算,结果表明碾压混凝土坝体内部温度收到外界温度影响,降温速度缓慢,数值模拟方法能够为碾压混凝土坝工程建设提供科学依据,并结合计算结果,对碾压混凝土坝的温度控制措施进行了探讨.     

模拟碾压混凝土坝成层浇筑过程温度场的解析解

本文提出了模拟碾压混凝土坝成层浇筑过程一维温度场的解析解。该解答能够精确地考虑气温日变化、混凝土水化热和浇筑温度对混凝土最高温度的影响。从而为最大温差的确定和温控方案的选择提供可靠的依据。应用本文提出的计算方案，对龙滩碾压混凝土坝进行了仿真计算，得到相应的温度变化过程和最高温度场。计算结果表明，施工期环境温度对碾压混凝土坝最高温升有显著影响，估计厚层浇筑混凝土最高温度的方法一般不适用于薄层连续浇筑碾压混凝土最高温度的计算。     

基于概率熵判据的大坝位移预警概型比较

基于数理统计原理,依据概率分布采用小概率估计方法拟定大坝位移预警指标是实现大坝安全监控的常用手段.借助系统可靠度分析方法,选取能够良好刻画系统服役性态的威布尔(Weibull)分布(三参数及二参数)、伽玛(Gamma)分布和对数正态(Log-normal)分布,针对大坝典型坝段位移监测序列,分别建立其概率分布模型,实现对分布参数的求解,再以最大熵原理为判据,选取能最客观描述大坝服役性态的分布,结合大坝失事概率,完成概率分布模型比较研究和位移预警值估计工作.实例表明:相较于其他分布,三参数Weibull分布能最客观描述典型坝段服役性态,故利用其对坝段位移预警值进行估计更加可靠.     

土石坝风险实时评估与综合预警模型

为探讨土石坝风险实时评估方法,采用点估计法进行土石坝溃坝概率的实时分析。基于BREACH模型与HEC-RAS程序计算溃坝损失,综合前人研究成果提出改进的土石坝风险评价标准及与之相衔接的土石坝风险预警标准,并结合现有突发事件预警标准,构建一种新的土石坝综合预警模型。算例计算结果表明,基于点估计法的土石坝溃坝概率实时分析方法能同时满足风险实时评估对计算精度与计算效率的要求,此综合预警模型可有效提高早期预警能力,并在一定程度上降低过度预警造成的损失,可为土石坝风险管理提供理论依据与技术支撑。     

基于熵理论的锦屏一级拱坝空间变形预警指标拟定研究

锦屏一级拱坝已建成处于初次蓄水阶段,由于左岸边坡的持续变形对坝体弦长变形有一定影响,为使工程安全运行,拟定了弦长的空间变形预警指标。先利用改进的熵值法求得各测点的熵权,然后由信息熵的定义给出单测点变形熵的表达式,在此基础上再构建各测点的空间变形熵,最后运用最大熵理论给出了弦长空间变形熵的概率密度函数,并对弦长空间变形熵预警指标进行了拟定,结果表明该方法高效可行,可为大坝安全运行提供参考。     

基于小概率法的大坝多源监测预警阈值研究

针对大坝预警指标阈值确定方法不完善、监控指标指导作用不强等问题,本文基于霍尔三维结构,系统阐述了大坝预警理论,构建了预警指标体系。通过将大坝监测数据正态分布计算转换成查询柯尔莫哥洛夫分布表,提出了基于小概率法的大坝多源监测预警阈值拟定方法。结合某水库观测数据,拟定该大坝表面沉降及渗流量的预警阈值,分析结果表明,该方法能够有效评估监测指标与历年来抵御不利工况的能力,更好的反映大坝运行状况,极大地提高了监测信息的预警价值。     

A new early warning method for dam displacement behavior based on non-normal distribution function

Traditional methods for early warning of dam displacements usually assume that residual displacements follow a normal distribution. This assumption deviates from the reality, thereby affecting the reliability of early warning results and leading to misjudgments of dam displacement behavior. To solve this problem, this study proposed an early warning method using a non-normal distribution function. A new early warning index was developed using cumulative distribution function (CDF) values. The method of kernel density estimation was used to calculate the CDF values of residual displacements at a single point. The copula function was used to compute the CDF values of residual displacements at multiple points. Numerical results showed that, with residual displacements in a non-normal distribution, the early warning method proposed in this study accurately reflected the dam displacement behavior and effectively reduced the frequency of false alarms. This method is expected to aid in the safe operation of dams.     

岩石高边坡监测预警综合评价方法研究

根据预警指标体系构建方法,充分考虑了某岩石高边坡的实际情况,收集了大量的边坡地质资料和现场监测数据,构建了边坡监测预警指标体系。在此基础上考虑了指标的不确定性特点,分别采用相对比较主观的权重计算方法-层次分析法和客观方法-信息熵法对该边坡预警指标体系进行权重计算,并对指标体系因素层和指标层运用未确知数学理论进行了权重未确知信息的计算,最终判定边坡的稳定状态及其可信度约为92%。计算结果与边坡安全监测成果分析的结果一致,因此,文章提出边坡监测预警综合评价方法是科学、可靠的。     

Comprehensive security risk factor identification for small reservoirs with heterogeneous data based on grey relational analysis model

Identification of security risk factors for small reservoirs is the basis for implementation of early warning systems.The manner of identification of the factors for small reservoirs is of practical significance when data are incomplete.The existing grey relational models have some disadvantages in measuring the correlation between categorical data sequences.To this end,this paper introduces a new grey relational model to analyze heterogeneous data.In this study,a set of security risk factors for small reservoirs was first constructed based on theoretical analysis,and heterogeneous data of these factors were recorded as sequences.The sequences were regarded as random variables,and the information entropy and conditional entropy between sequences were measured to analyze the relational degree between risk factors.Then,a new grey relational analysis model for heterogeneous data was constructed,and a comprehensive security risk factor identification method was developed.A case study of small reservoirs in Guangxi Zhuang Autonomous Region in China shows that the model constructed in this study is applicable to security risk factor identification for small reservoirs with heterogeneous and sparse data.     

Computer-aided monitoring and operation of continuous measuring devices.

Extended studies of measuring and control systems in activated sludge plants at EAWAG revealed that the measuring devices remain the weakest point in control applications. To overcome this problem, a software package was developed which analyses and evaluates the residuals between a reference measurement and the sensor and collects the information in a database. The underlying monitoring concept is based on a two-step evaluation of the residuals by means of statistical evaluations using control charts with two different sets of criteria. The first step is a warning phase in which hints on probable errors trigger an increase in the monitoring frequency. In the second step, the alarm phase, the error hypothesis has to be validated and should allow immediate and targeted reactions from the operator. This procedure enables an optimized and flexible monitoring effort combined with an increased probability of early detection of systematic measuring errors. Beside the monitoring concept, information about the measuring device, the performed servicing actions and the responsibilities is stored. Statistical values for the quantitative characterization of the measuring system during operation will be given. They are needed to parameterise controllers or to guarantee the accuracy of the instrument in order to allow reliable calculations of effluent tax. In contrast to other concepts, not only is the measuring device examined under standard conditions, but so is the entire measuring chain from the liquid to be analysed to the value stored in the database of the supervisory system. The knowledge of the response time of the measuring system is then required in order to allow a comparison of the corresponding values.     

混凝土浇筑仓温度双控指标拟定的最大熵法

结合西南某建设中的混凝土特高拱坝高温季节浇筑仓实测温度,采用最大熵法拟定了混凝土浇筑仓温度双控指标,即混凝土浇筑仓达到最高温度前典型龄期对应的容许温度和容许温度变化率。为了获得高精度的最大熵概率密度函数,采用粒子群算法来优化求解拉格朗日乘子系数。工程实例分析表明:最大熵法不需要事先假设样本分布类型,直接根据各基本随机变量的数字特征值进行计算,就可以得到精度较高的概率分布密度函数,由此求出的温度双控指标是可行的。     

基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型研究

针对山洪灾害预警指标确定方法中产汇流机制复杂,多参数不确定性影响因素较大的问题,依据极端降水与山洪灾害内在响应联系,提出以GPD分布为基础耦合小流域内自然因素和人为因素,构建基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型。选取裴河小流域夏湾组为研究对象,采用时段特征雨量检验法和水位流量反推法与模型计算结果进行对比分析。结果表明:该模型简化预警指标确定过程,合理推求山洪灾害预警指标范围,削弱多参数不确定性影响,计算结果安全可靠,适用于山洪灾害预警预报。基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型完善预警指标计算理论体系,为山洪灾害预警预报提供技术支撑和经验参考。