本文關(guān)鍵詞：汾河水庫土石壩滲流特性多模型預(yù)警研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全球性水資源開發(fā)力度和利用程度的加大，使大壩及其他類型水工建筑物的規(guī)模、數(shù)量擴(kuò)大成為必然，但隨之也帶來了大壩頻頻失事的后果。法國馬爾巴塞雙曲拱壩、意大利瓦依昂拱壩及我國河南板橋、青海溝后水庫等的失事，給國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命安全造成了不可估量的損失。根據(jù)國內(nèi)外對(duì)大壩安全事故的統(tǒng)計(jì)分析，在世界所有壩型中土石壩發(fā)生潰壩最多，這與土石壩數(shù)量最多有關(guān)。土石壩失事的主要原因是洪水漫頂、滲透破壞、管道滲漏，表現(xiàn)為壩體、壩基滲漏、管涌、流土、塌坑等現(xiàn)象。因此，對(duì)土石壩進(jìn)行滲流監(jiān)測(cè)，通過分析滲流監(jiān)測(cè)資料構(gòu)建恰當(dāng)模型來了解土石壩的滲流演變規(guī)律，并對(duì)土石壩異常情況的發(fā)生及未來運(yùn)行性狀做出預(yù)測(cè)意義重大。 本論文以山西省汾河水庫土石壩滲流特性多模型預(yù)警研究為主線，主要研究內(nèi)容包括：（1）滲流具有周期波動(dòng)、隨機(jī)波動(dòng)、趨勢(shì)性等特征，結(jié)合時(shí)間序列模型具有預(yù)測(cè)精度較高、先進(jìn)統(tǒng)計(jì)性的優(yōu)勢(shì)，建立滲流一元非平穩(wěn)時(shí)間序列模型；（2）經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法（Empirical Mode Decomposition，EMD）具有秉留原數(shù)據(jù)屬性的特點(diǎn)，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法對(duì)土石壩滲流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，得到周期項(xiàng)與趨勢(shì)項(xiàng)，結(jié)合時(shí)間序列分析方法建立基于EMD分解的滲流時(shí)間序列混合模型；（3）集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法（EnsembleEmpirical Mode Decomposition，EEMD）具有消除混頻、平穩(wěn)化數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，利用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法對(duì)土石壩滲流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，建立基于EEMD分解的滲流時(shí)間序列混合模型；（4）以山西省汾河水庫為工程實(shí)例，將以上三種模型應(yīng)用于汾河水庫左壩岸滲流量的預(yù)報(bào)中，比較各模型的擬合結(jié)果與預(yù)報(bào)精度，為土石壩滲流模型的構(gòu)建及安全運(yùn)行提供技術(shù)支持。 經(jīng)研究分析，本論文(1)提出了時(shí)間序列模型（ARI）、基于EMD分解的滲流時(shí)間序列混合模型（EMD-ARI）和基于EEMD分解的滲流時(shí)間序列混合模型（EEMD-ARI），并將三種模型應(yīng)用于對(duì)汾河水庫左壩岸滲流量的擬合與預(yù)報(bào)中；（2）采用相對(duì)誤差（RE）、殘差平方和（SSE）、擬合優(yōu)度（R2）、平均絕對(duì)百分比誤差（MAPE）四個(gè)指標(biāo)對(duì)三種模型進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明EEMD-ARI模型的擬合效果與預(yù)報(bào)精度最優(yōu)，EMD-ARI模型次之，ARI模型為三者中最差；（3）結(jié)合模型殘差圖進(jìn)一步驗(yàn)證了EEMD-ARI模型的擬合效果優(yōu)于EMD-ARI模型，EMD-ARI模型優(yōu)于ARI模型的結(jié)論；（4）EEMD-ARI模型可用于汾河水庫左壩岸滲流量的預(yù)報(bào)中，可為大壩滲流混合模型的構(gòu)建及大壩安全運(yùn)行決策支持系統(tǒng)的開發(fā)提供技術(shù)支持。 本論文結(jié)合工程實(shí)際的滲流預(yù)警模型研究成果對(duì)土石壩安全運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及模型構(gòu)建具有一定的借鑒意義，具備一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：汾河水庫 時(shí)間序列分析 EMD分解 EEMDf分解 滲流預(yù)報(bào)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV641
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究目的及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究內(nèi)容13-14
• 1.4 研究技術(shù)路線14-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解理論研究17-26
• 2.1 瞬時(shí)頻率17-19
• 2.2 固有模態(tài)函數(shù)19-20
• 2.3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解20-25
• 2.3.1 EMD 基本理論20-22
• 2.3.2 EMD 方法存在的問題22-23
• 2.3.3 EMD 算法流程圖23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法26-32
• 3.1 EEMD 基本理論26-27
• 3.2 EEMD 參數(shù)討論27-28
• 3.3 工程應(yīng)用28-31
• 3.3.1 EMD 分解28-29
• 3.3.2 EEMD 分解29-30
• 3.3.3 滲流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 時(shí)間序列分析基本理論32-46
• 4.1 時(shí)序分析統(tǒng)計(jì)特征32-36
• 4.2 時(shí)間序列檢驗(yàn)36-38
• 4.2.1 數(shù)據(jù)圖檢驗(yàn)法36
• 4.2.2 自相關(guān)函數(shù)檢驗(yàn)法36
• 4.2.3 ADF 單位根檢驗(yàn)法36-38
• 4.2.4 純隨機(jī)性檢驗(yàn)38
• 4.3 ARMA 模型38-45
• 4.3.1 ARMA 模型結(jié)構(gòu)39-40
• 4.3.2 ARMA 模型識(shí)別40-42
• 4.3.3 ARMA 模型定階42
• 4.3.4 ARMA 模型參數(shù)估計(jì)42-43
• 4.3.5 ARMA 模型檢驗(yàn)43-44
• 4.3.6 ARMA 模型預(yù)測(cè)44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 汾河水庫土石壩滲流預(yù)警模型研究46-77
• 5.1 工程概況46-48
• 5.1.1 汾河水庫工程概況46-47
• 5.1.2 汾河水庫滲流監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀47-48
• 5.2 汾河水庫滲流 ARI 模型48-53
• 5.2.1 ARI 模型建立48-52
• 5.2.2 ARI 模型預(yù)報(bào)52-53
• 5.3 汾河水庫滲流 EMD-ARI 模型53-59
• 5.4 汾河水庫滲流 EEMD-ARI 模型59-64
• 5.4.1 AR/ARI 模型建立59-62
• 5.4.2 EEMD-ARI 模型建立62-64
• 5.5 汾河水庫滲流模型成果對(duì)比分析64-68
• 5.5.1 三模型檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析64-66
• 5.5.2 三模型殘差對(duì)比分析66-68
• 5.6 模擬軟件的功能界面及程序開發(fā)68-76
• 5.6.1 SAS 軟件操作界面68-69
• 5.6.2 ARI 模型程序開發(fā)69-71
• 5.6.3 ARI 模型輸出窗口71-72
• 5.6.4 EMD-ARI 模型程序開發(fā)72-73
• 5.6.5 EMD-ARI 模型輸出窗口73-74
• 5.6.6 EEMD-ARI 模型程序開發(fā)74-75
• 5.6.7 EEMD-ARI 模型輸出窗口75-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論與展望77-80
• 6.1 結(jié)論77-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的主要科研項(xiàng)目85-86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：344188