P-Ⅲ型分布参数的矩估计与设计洪水的计算频率

水文频率计算成果的可靠性与防洪安全有直接的关系.如按现行水文频率计算方法推求设计值,则会出现目标设计频率远远小于期望概率的问题,将会造成防洪安全隐患.为提高设计值的精度,在探讨上述问题的同时提出了一种根据计算频率推求设计值的方法.

土石坝动力反应分析的阻尼模型及计算频率

土石坝动力计算中,通常采用基频作为控制频率的Rayleigh阻尼模型。这样处理对50m左右的低坝是基本合适的;而对300m级的高坝,会高估高阶振型的阻尼比,低估坝体的地震反应,使设计偏不安全。研究了Rayleigh阻尼模型2个控制频率的不同取法以及不同特征周期的规范谱人工地震波对坝体地震反应的影响,认为阻尼控制频率的选取应综合考虑坝体动力特性及地震波的频谱特性。

低纬度地区GPS数据处理计算频率及电离层模型的选择

GPS测量具有观测速度快、相对精度高、全天候观测等优点,但在低纬度地区由于地表电离层电离子活动及基线长度的影响,GPS内业数据处理较为困难。本文分析了GPS数据处理中电离层延迟的影响和常见的几种电离层改正模型,并结合工程项目现场情况,探讨GPS观测数据在基线处理时计算频率和电离层模型的处理方法以及对测量成果的影响,本文结论对低纬度地区长大线状工程GPS数据处理具有一定的指导作用和参考价值。

基于两端固支的短吊杆频率计算研究

为了分析抗弯刚度对短吊杆频率的影响,解决短吊杆索力自振频率计算精度较低的问题,基于现有两端固支考虑斜拉索非线性振动的自振频率计算公式,以某实际工程中64 m下承式系杆拱桥为实验分析对象,通过实际张拉测出的实测数据并结合有限元软件建立考虑吊杆抗弯刚度的模型,分析抗弯刚度对不同长度吊杆索力的影响;引入理论自振频率修正公式的方法,拟合出理论频率的修正公式,应用到83 m下承式系杆拱桥施工监控中。算例表明,相较于传统的频率计算公式,使用该方法吊杆张拉误差更小,且对短吊杆的误差均在±5%以内。

特大暴雨重现期不确定性对抽水蓄能电站暴雨频率计算成果的影响

抽水蓄能电站暴雨频率计算中常遇到特大暴雨,特大暴雨重现期存在不确定性。为此,提出了特大暴雨重现期不确定性的确定方法,并研究了其对暴雨频率计算成果的影响。应用实例结果表明:假定的特大暴雨重现期越长,设计暴雨越小,且减小幅度逐渐降低,应加强对特大暴雨重现期的调查考证,尤其是在200 a内;设计暴雨中适线法成果最大,矩法次之,线性矩法最小,且适线法成果比矩法成果大10%~20%,故可采用适线法推求的设计暴雨成果作为抽水蓄能电站的采用值。

变化环境下基于回归分析的非一致性水文频率计算方法

基于非一致性水文频率计算原理的频率计算方法,存在确定性成分参数选取主观性强,无法反映多影响要素的问题。提出了变化环境下基于回归分析的非一致性水文频率计算方法,将该方法应用在鄱阳湖水位非一致性频率计算中。结果表明:鄱阳湖年均水位序列呈现出下降的趋势,枯水期出现的频率有所提升,重现期缩短,导致鄱阳湖干旱情况频发。分析结果与鄱阳湖实际的水位状况较为一致,该方法具有较好的可行性和可靠性。

第一性原理计算约束宏观地质现象的微观机制

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的进步,基于量子力学原理的理论计算方法——第一性原理计算,以精度高、效率高、应用灵活且所得结果可以媲美实验等优势,为构建宏观与微观之间的桥梁提供了一个有力途径。本文归纳总结了第一性原理计算的基本原理,梳理了使用第一性原理计算在研究宏观地质现象的微观机制领域取得的新认识,侧重论述了第一性原理计算在研究矿物物理化学性质、深部熔体性质、同位素分馏机理、元素地球化学行为等方面的应用,并展望了第一性原理计算在未来可能遇到的挑战和发展趋势,为微观机制的计算模拟研究提供帮助。第一性原理计算的发展和应用,增强了人们对地球系统微观机制的理解,为未来地球科学的研究提供了新思路。

河流生态径流计算的逐月频率计算法

界定了生态径流、最小生态径流、最大生态径流、适宜生态径流的概念,提出了一种新的河流生态径流计算方法——逐月频率计算法,指出了方法的优缺点以及适用范围。以计算洛阳市境内伊河的栾川站和龙门镇站生态径流为例,说明了计算过程,同时用Tennant法作对比。结果表明:运用新的逐月频率计算法比用以往的逐月频率计算法得到的适宜生态径流过程径流量要大,河流的生态状况更好,更有利于河流自身的生态健康和河流周围生物栖息地的保护。

变化环境下非一致性年径流序列的水文频率计算原理

由于受频繁人类活动和气候变化的影响,用于水资源评价计算的天然年径流量序列失去了一致性.为了适应变化环境对水文频率计算的要求,提出了基于时间序列分析的非一致性年径流序列的水文频率计算原理,包括假设前提和一般方法.该方法假设非一致性水文序列由相对一致的随机性成分和非一致的确定性成分两部分组成,采用成因分析法与统计分析法分别对确定性成分和随机性成分进行识别与检验,并对确定性成分进行拟合计算,对随机性成分进行频率计算;根据时间序列分析的分解与合成理论,将确定性的预测值和随机性的设计值进行合成,得到过去、现在和未来不同时期合成序列的频率分布.

历史洪水不确定性对洪水频率计算成果的影响

历史洪水在洪水频率计算中起到了重要作用。估计的历史洪水数量及其重现期均存在不确定性(与真值偏离),以统计试验法研究了不确定性对洪水频率计算成果的定量影响。结果表明:在多数情况下,即使历史洪水存在不确定性,但积极作用是主要的;在历史洪水存在不确定性情况下,以概率权重矩法估计的参数稳健性优于优化适线法。

一种新的水文频率计算方法

简要介绍了当今先进的科学与工程计算软件MATLAB。分析探讨了使用MATLAB进行水文频率计算的原理:借助伽玛分布,采用极大似然法估计P-III型分布的参数;用伽玛累积分布函数计算理论频率;普通频率坐标转化为其位置坐标的方法;以人机交互的方式通过屏幕配线确定模型的参数。最后,通过一个实例说明了水文频率计算的具体方法。应用MATLAB进行水文频率计算,不仅语言简洁、容易操作,而且计算速度快、精度高,并具有较好的实用性和通用性。

Excel在水文频率计算中的应用

为了完善现有水文频率计算软件,针对该软件存在的不足,巧妙地应用Excel表格及图形处理功能,首次开发了Excel水文频率计算软件。该软件的最大特点是根据水利水电工程设计的不同需求,在A3、A4、B5等不同规格的打印纸上,输出横向或纵向的各种比例的水文特征值频率曲线图,操作简单易学,而且输出的成果可以直接制版,成品制作的效果很好。

基于EXCEL的水文频率计算软件开发

以W indow s XP,M icrosoft EXCEL和VBA为开发环境,研制了一套集绘图与计算于一体的水文频率分析软件,其中包含了常用的Γ分布、极值分布、正态分布和对数正态分布4种频率分布线型。该软件采用矩法初估水文系列的均值和变差系数(CV),采用权函数法初估偏态系数(CS),既可进行单水文要素的频率分析,也可进行多水文要素的频率曲线合成。

趋势变异条件下非一致性洪水频率计算方法的择优比较分析——以洞庭湖区弥陀寺站为例

受到全球气候变化和大规模人类活动等变化环境的影响,特别是长江三峡水库、葛洲坝电站等大型水电工程的兴建,洞庭湖区各站点的洪水序列发生了变异,并引发了洪水频率分布的非一致性问题。以洞庭湖区内弥陀寺站为例,采用线性趋势、非线性趋势、小波分析及希尔伯特-黄变换四种考虑趋势变异的非一致性洪水频率计算方法推求了年最大洪峰流量的频率分布,并进行了四种方法的择优比较分析。结果显示弥陀寺站年最大洪峰流量序列的均值存在显著下降趋势变异,四种方法推求的过去和现状条件下频率曲线的差异较小,而对未来时期的预测差异较大;经择优度计算与比较分析,基于非线性趋势方法所得结果为最优,且进一步得出年最大洪峰流量的频率分布在过去、现状和未来三个时期存在显著的差异,将直接影响洞庭湖区内弥陀寺站附近堤防的安全评价和区域防洪规划。

基于TFPW-MK-Pettitt和EEMD的非一致性水文频率计算方法

近年来,受气候变化及人类活动的影响,使水文情势发生变化,导致频率计算中水文资料不再满足一致性的前提假设。为进行非一致性条件下的水文频率计算,提出基于TFPW-MK-Pettitt和EEMD的非一致性水文频率计算方法,首先应用去趋势预置白Mann-Kendall-Pettitt方法对水文序列进行一致性检验;其次应用EEMD方法对非一致水文序列进行修正;最后对修正的序列进行水文频率计算。统计试验和实例证明,TFPW-MK-Pettitt方法适用于我国水文序列的一致性检验;该方法运用于1956～2012年宜昌站径流序列,检验出有下降趋势;运用EEMD方法对该序列进行修正后,频率计算得出各设计值较未修正的设计值小10%左右。

GA适线法软件设计在水文频率计算中的应用

提出用遗传算法实现水文频率计算参数优化的新方法，给出了遗传算法的具体寻优步骤以及软件设计的新思想．仿真研究的结果表明该优化算法搜索效率高，具有很强的鲁棒性．

基于希尔伯特-黄变换的非一致性洪水频率计算方法——以西江大湟江口站为例

西江流域由于大量兴建堤防工程而导致天然河道洪水槽蓄关系发生了改变,进而使得洪水序列失去了一致性。针对西江洪水归槽问题,提出基于希尔伯特-黄变换的非一致性洪水频率计算方法,该方法假设非一致性年最大流量序列由非一致的确定性成分和相对一致的随机性成分两部分组成。将该方法应用于西江大湟江口站,结果表明:(1)1953-2008年最大流量序列经Hurst系数变异分析方法诊断为中变异,说明该序列不满足一致性的要求;(2)同频率同重现期情况下,过去、现状和未来三个时期的最大流量呈增长趋势;(3)Cv在过去(1953年)、现状(2008年)和未来(2015年)三个时期的评价结果为:0.334、0.257、0.25,呈减小趋势,说明年最大流量在多年情况下变化浮动减弱,洪峰流量趋于稳定波动。(4)浔江堤防大湟江口站现有堤坝的防洪标准在过去能达到10年一遇的防洪标准,但现状和未来达不到10 a一遇的要求;(5)典型洪水重现期呈逐年缩短的趋势;(6)相同区间范围内的洪水,过去、现状和未来条件下的洪水发生的概率呈增加趋势。

基于正多面体算法的水文频率自动计算研究

基于正多面体算法能有效地解决包括带约束的非线性规划的最优化问题在内的各种类型的优化问题,将正多面体方法引入到水文频率计算领域,用来自动获得皮尔逊Ⅲ型分布3个参数E(X),Cv,Cs的最佳估计值,使经验点据尽可能地接近理论曲线,从而取代目估适线,实现了频率参数的自动优化.以洛阳地区水资源评价为例,验证了本文方法在理论和应用研究中取得较好的效果.

基于MATLAB GUI技术的水文频率计算

结合MATLAB的GUI技术制作了水文频率计算的图形化界面,实现了人机交互操作、进行分布函数的参数计算、频率曲线绘制、给定频率设计值的查询等功能。应用结果表明:运用该系统进行水文频率分析,可以迅速地计算出不同分布参数、频率曲线的离(残)差平方和,同时能够得到清晰的频率曲线,大大降低了水文频率计算的工作量,提高了工作效率;在计算机图解配线的过程中加入人工适线的功能,将进一步提高该系统的实用性。

城市设计暴雨频率计算问题

城市设计暴雨，具有历时短、设计标准较低的特点，与常用的频率计算方法不尽相同。简述了暴雨系列的取样问题；改正了与经验频率有关的计算公式；提出以经验适线法来拟合暴雨系列是反Ｓ形的分布；比较了推求设计暴雨的几种方法，认为超定量综合法有偏于安全的结果；列述了我国一些城市的暴雨强度公式，其中的参数无一定的规律性，期望进一步工作，在点面上进行协调。