基于多尺度自回归模型体系的混凝土坝位移预报及工程应用

针对混凝土坝位移监测数据的时频非线性特征严重影响到数值模型预报精度的难题,通过小波技术解析原型数据中多重交叉环境驱动的效应实况,有机结合非线性自回归模型(Nonlinear Autoregressive Model with Exogenous Input, NARX)和差分整合移动平均自回归模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA),建立了多尺度组合机制下的自回归模型体系,解决了内蕴复杂混沌特性的监测序列的信息挖掘难点。工程实例分析表明,所建模型的拟合精度及预测能力均得以提升,相比于传统模型具有较好的抗噪性和鲁棒性。此外,所建立的计算模型经一定的优化和拓展,亦可推广应用于其它水工建筑物的效应预报分析。     

基于MikeFlood的组合情景洪水风险分析

针对模拟河道洪水淹没时,干、支流同频率暴雨组合情景不能合理反映洪水漫堤真实情景的缺陷,考虑到洪水汇流淹没过程中干、支流实际降水情况的差异,构建基于干、支流不同频率组合方案下洪水淹没情景的MikeFlood耦合水动力模型。以典型丘陵地貌地区修水为研究对象,模拟研究区域内干流以及主要支流分别发生20年、50年、100年不同频率暴雨时的24种组合情景,选取其中几种情景与干、支流发生同一种频率暴雨的典型暴雨情景进行对比。结果表明,选取的组合情景与典型情景相比,其淹没水深的分布、大小均有较大的变化,可多样性地反映洪水来临时洪水漫堤的情景,为丘陵地区的洪水风险预报和紧急避洪转移工作提供决策依据和技术支撑。     

水利工程施工质量监理专项检测探讨

现行《水利工程施工监理规范》（SL288-2014）在条文说明中首次引用了专项检测的概念,规定了专项检测实施内容,但未对专项检测进行定义,也未制定专项检测的项目、频率及程序,因此专项检测在水利工程中实施效果并不十分理想。本文从专项检测频率、检测费用及检测程序三个方面入手,在总结水利工程及其他行业质量检测频率、检测内容及经验的基础上,提出了针对水利工程施工质量的专项检测实施项目、检测频率及程序,为专项检测在水利工程的推广运用提供参考。     

基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法

拱坝在长期服役过程中受材料老化、环境侵蚀等因素影响,其动弹性模量真实值与设计值存在一定差异,合理确定运行期高拱坝及其地基的原型动弹性模量参数对于监控拱坝的振动安全至关重要。由于模态参数更能从整体上反映结构的振动特性,基于拱坝原型振动模态参数反演拱坝及地基的动弹性模量在理论上更为精确,为此,本文提出了一种基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法。首先,建立了反映拱坝及地基各分区动弹性模量与拱坝模态参数之间非线性映射关系的响应面数学模型,基于正交试验法分析了拱坝及地基的动弹性模量区域对拱坝模态参数的敏感性,并以此确定了待反演的动弹性模量区域。其次,提出了基于响应面数学模型计算模态参数和原型振动模态参数的拱坝及地基分区动弹性模量反演最优化数学模型,将动弹性模量参数反演问题转化为目标函数最优化求解问题。最后,采用自适应惯性权重的粒子群优化算法对目标函数进行寻优求解,反演出各分区实际动弹性模量。通过原型工程实例分析表明,该方法合理可行且具有很好的精度,为反演拱坝的动弹性模量提供了一条新思路。     

混凝土坝变形监测时序中异常突变值的优化诊断

混凝土坝变形监测时序因观测设施故障及人工采集等不确定因素而存有非正常突变现象,致使后续正反分析及综合评判等工作难度剧增。为此,在结合经验小波变换（Empirical Wavelet Transform, EWT）理论与局部离群因子（Local Outlier Factor, LOF）识别机制的基础上,通过引入箱形图方法重新定义检测模型的判断阈值,有效规避了人为主观性,据此构建了客观还原监测信息特征的异常点诊疗体系。工程实例分析表明,所提方案具有完备的理论支撑和优良的离群子集信号识别能力,适合复杂内外多源环境驱动下混凝土坝变形监测信号的前期优化处理。     

基于鸡群算法优化相关向量机的混凝土坝变形预报模型

针对混凝土坝变形监控模型中大坝变形与环境影响因素之间的复杂非线性问题,为提升大坝变形监控模型的预报能力,提出了一种基于鸡群算法(CSO)优化相关向量机(RVM)的混凝土坝变形预报模型。考虑到相关向量机核函数参数的选取直接影响其回归分析性能,采用鸡群算法对其核函数参数进行寻优处理。据此,构造了基于鸡群算法优化的相关向量机模型,进而提升相关向量机的预报精度和泛化能力。以某混凝土坝长期变形监测资料分析表明,基于鸡群算法优化的相关向量机模型预报可有效挖掘大坝变形与环境因素间复杂的非线性函数关系,相比传统的相关向量机模型,该模型的拟合与预报精度更优,有效验证了所提方法的合理性与有效性,为大坝变形分析与预测提供新的模型方法。     

基于Mike Flood模型的丘陵地区叉网式河流洪水风险分析

针对丘陵地区叉网式河流洪水因地形地势复杂和民房散乱等因素引起的控制管理难度较大且居民生命财产安全易受到威胁等问题,以江西省修河郭家滩至安坪港段为研究对象,基于Mike Flood模型将Mike11一维河道模型和Mike21二维洪泛区模型进行动态耦合,对实际洪水在研究区的演进过程进行数值仿真模拟,以及计算出不同频率设计洪水条件下研究区行洪过程和淹没范围,分析可能受灾地区的淹没程度及数种风险要素。结果表明:文中所建模型较好地模拟丘陵地区叉网式河流在5种不同频率下的洪水演进过程,有效预测了相应频率降雨下洪水的淹没范围及流态等情况,可为丘陵地区的洪水风险预报和紧急避洪转移工作提供决策依据和技术支撑。     

基于改进元胞自动机-马尔可夫模型的土地利用格局演变模拟与预测：以新余市为例

针对经典元胞自动机（Cellular Automata, CA）-马尔可夫（Markov）模型在仿真推求土地利用格局时线性演变过程存在技术局限以致预测精度不足的问题,将多指标评价准则（Multi-Criteria Evaluation, MCE）引入经典模型的转化机制,从而构建可以模拟土地利用格局非线性变化的MCE-CA-Markov预测模型。基于中小型城市（以江西省新余市为例）的2008年与2013年遥感影像及数据资料,运用该优化模型模拟和预测研究区2018年及2028年土地利用格局。结果显示：（1）对MCE-CA-Markov模型的可行性进行验证,精度检验系数Kappa值为0.882,说明该模型具有可靠性。（2）改进模型在模拟过程中所产生的漏分错分现象大为减少,优化模拟所得到的水域地类错分误差与耕地漏分误差分别为经典模型的0.5%及10%,模拟精度提高了14.94%。（3）2018—2028年新余市土地利用类型中水域和草地面积基本不变,建设用地面积增加61.86 km²,林地、耕地面积分别减少1.67%、1.24%。研究结果可以为中小型城市土地利用变化、城市建...