基于ECMWF和WRF的嘉陵江流域面雨量预报精度评估

将降雨数值预报产品运用到水文预报中已经逐渐成为提高洪水作业预报的预见期的重要手段。为充分了解ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)和WRF(Weather Research and Forecasting model)2种数值天气预报产品对嘉陵江研究区面雨量预报的预报精度和误差分布,且为增强洪水预报精度的稳健性提供科学支持,采用TS评分、空报率、漏报率、正确率等指标,对嘉陵江地区7个气象分区内的2016年汛期面雨量预报结果进行了检验,分析了不同分区内各检验指标与预报时效的关系。结果表明:ECMWF数值预报产品和WRF数值预报产品均可用于该地区晴雨预报,且2种产品的预报精度随降水等级的增大呈增大趋势,随预报时效的增加呈减小趋势。综合而言,ECMWF数值预报产品对嘉陵江研究区的预报效果更好。     

基于小波变换的某重力拱坝背水坡转异裂缝序列的分析

裂缝转异诊断对分析大坝安全稳定运行有重要意义。将小波变换应用于大坝裂缝转异分析中,并结合某重力拱坝背水坡裂缝X18-1的实测数据,分别从小波系数图的过零点和极值点、多尺度下模极大值线及奇异性变化角度讨论其与裂缝转异时刻的关系,最终综合判断出裂缝的转异时刻。分析结果表明,小波系数图、模极大值线和奇异性均可反映裂缝的转异,但各自独立的诊断结果不完全相同,综合分析可准确判定裂缝的转异时刻,为裂缝转异诊断提供了新思路。     

基于无网格NS-PIM与有限元法的边坡应变能及位移上下限解研究

为尽可能精确求解边坡应变能及位移的上下限解的问题,结合无网格NS-PIM方法与有限元法,求解出了离散精度不同的边坡模型的应变能及位移,快速确定了精确解的分布范围,并依据工程精度要求,进一步细化模型以使计算结果逼近精确解。实例计算表明,NS-PIM方法、有限元方法可分别得到应变能和总体位移的上、下限解,为位移监测分析和边坡稳定性评价提供了良好思路。     

洪水不可控特性对水库防洪安全的影响

针对洪水进入不可控阶段给水库防洪安全水平带来的影响,主要探讨了水库洪水调度中反映安全水平的调洪最高水位、最快下泄时间两个参数,重点分析了起调水位、入库洪水量级和洪水是否可控的相互关系,提出判别洪水是否可控的条件,在此基础上提炼了最快下泄时间这个影响防洪安全的综合参数,并分析起调水位、洪水量级、调度方式对其影响的变化情况。实例应用结果表明,起调水位较洪水量级对最快下泄时间的影响大,且预泄对其影响也较为显著,为进一步构建水库洪水调度安全度量化评价系统提供了依据。     

基于改进ANP方法的新沂市水生态文明城市评价

为评价江苏省新沂市水生态文明城市的建设情况,根据指标体系的构建原则,结合地方特色,在现有评价指标的基础上新增四个重要指标。同时,利用熵权法和基于博弈论的综合赋权法改进网络层次分析法(ANP),并结合专家打分的方式对新沂市2012、2015年的建设状况做出评价。结果表明,到2015年,新沂市水生态文明城市建设已取得突出成就,综合得分大幅提升1.37分,各二级指标达标率均超过85%,其中尤以水文化、水安全及水管理方面进步最为显著;针对进步较小的水环境和水生态建设提出了改进措施,对进一步打造水生态文明城市有参考价值。     

基于山坡Pe'clet数推求土壤水蓄水容量

山坡几何形状影响流域水流汇聚,土壤厚度则影响径流生成,在水文过程模拟中考虑山坡地貌因素十分必要。基于山坡单元,通过研究水文相似因子山坡Pe'clet数(Pe数)在不同流域空间分布的规律,发现山坡Pe数的累积分布曲线与流域蓄水容量曲线类似,由此确定两者之间的关系式。实例验证表明,利用山坡Pe数推求流域土壤水蓄水容量的方法可行。利用关系式反推新安江模型中的参数B,对比率定参数B的径流模拟结果与推求参数B的径流模拟结果表明,推求参数B的模拟结果整体较好,避免了新安江模型中参数B的率定,进一步验证了该方法的合理可行性。     

基于IDE-OSVR-ABAQUS的岩土力学参数反演方法

提出引入自适应因子的改进型差分进化算法(IDE),并应用于优化在线支持回归机(OSVR)的核参数和惩罚参数,建立岩土体位移和岩土力学参数之间复杂非线性关系的动态最优IDE-OSVR模型,输入岩土体位移值直接输出岩土力学参数实现参数反演。通过均匀设计方法与ABAQUS正计算构建初始训练集,然后逐次反演并进行验算误差,将误差未达到预定阈值前的验算样本增添至训练集,使得IDE-OSVR模型不断在线学习,提高参数反演精度。将IDE-OSVR-ABAQUS反演方法应用于工程算例,并同几种典型方法对比。结果表明该方法的岩土力学参数反演速度很快,反演精度很高,是一种合理的岩土力学参数反演方法。     

基于分布式光纤传感技术的移动式堆石坝面板塌陷探测方法

混凝土面板堆石坝面板的工作状态直接关系到大坝的安全运行,水下面板缺陷的探测是长期关注的难点问题。利用光纤分布式传感技术,研制了一种新的移动式面板塌陷检测装置,通过特殊光纤布制成的传感布,制作可移动式感知设备,感知面板塌陷处光纤在水压力作用下的应变变化,实现了水下面板塌陷的探测,并可通过光纤的异常应变信号,确定缺陷位置和大小。模型试验结果表明,该方法具有较强的水下面板塌陷探测能力,能检测面板的塌陷位置和范围并可视化。     

基于卡尔曼滤波的云模型在某混凝土重力坝裂缝监控指标拟定中的应用

鉴于传统裂缝监控指标拟定方法利用原始监测数据时存在一定的局限性,采用卡尔曼滤波对原始监测数据进行降噪处理,并通过云模型的正、逆向云发生器产生监测数据的期望、熵、超熵等数字特征,利用这些数字特征计算定量的转换值,从而实现定量—定性—定量的转换,进而确定安全监控指标。对某大坝下游面105m高程#18坝块水平裂缝监测序列的拟定结果表明,利用云模型进行安全监控指标拟定符合客观规律,且较传统的典型小概率法更具优势。     

基于R/S方法的拱坝变形监测资料分析及性态评估

以某混凝土拱坝顺河向水平位移为例,通过R/S方法计算得到不同测点观测数据时间序列的Hurst指数(H)和分形维数(D),根据Hurst指数的值域范围,分析了观测数据的精度,根据分形维数阐述了大坝位移的分形特性,并结合逐步回归分析结果,对大坝的变形性态进行了评估。结果表明,在拱坝变形监测数据分析中,R/S方法能有效挖掘观测数据时间序列所蕴含的内在特征,从而进行准确的安全性态评价。