基于机器学习与灰色-可变模糊耦合方法的溃坝后果评价研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengyun816ok
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大坝带来效益的同时,其风险问题也一直是人们关注的重点。其中,关于大坝溃坝模式和溃坝概率的研究一直是研究热点,取得了许多成果。但关于溃坝后果的研究,尤其是溃坝生命损失和溃坝风险后果综合评价的研究,成果仍十分匮乏,处于较弱水平。因此,本文对溃坝生命损失以及溃坝后果的综合评价展开研究,这对于提升我国大坝风险管理技术水平和完善风险管理体系有着科学意义。本文通过机器学习和数学评价模型,对溃坝风险后果的生命损失和综合评价展开了系统研究,取得的主要研究成果如下:(1)查阅相关文献和资料,统计了我国历史上(截止2020年)已发生的水库溃坝事件,依据年均溃坝率将我国溃坝历史划分为溃坝高发(1954~1980年)、快速下降(1981~1999年)、趋于平稳(2000~2020年)三个阶段,其中平稳阶段的年均溃坝率为0.45× 10-4,表明我国达到世界低溃坝率水平。并从坝型、库容、坝高、溃坝成因等角度对溃坝事故进行了统计分析,研究发现小型水库、土石坝以及坝高小于30m的大坝更容易溃坝,在日常的水库安全管理中要极为重视,且超标准洪水(2000~2020年占比高达96.15%)导致的水库漫顶是溃坝的最主要原因。同时,近年来中型水库溃坝数量明显增加,这可能与忽视中型水库的安全管理以及极端气候频现有关。此外,对我国一些典型溃坝事故的生命损失进行了统计研究,发现溃坝生命损失与库容和坝高并无直接关系,其除过溃坝洪水因素外,主要与水库的安全管理水平和风险人口的灾害意识以及溃坝发生时间等因素有关。(2)通过研究确定溃坝生命损失影响因素并进行标准等级划分,同时引入模糊理论对其定性与定量因素进行量化处理,建立了一个溃坝生命损失量化数据库,并依据构建的融合支持向量回归机(HHO-SVR)模型和灰色关联度分析确定的模型最佳输入变量,最终建立了基于机器学习理论的溃坝生命损失评估模型。根据模型留一法交叉验证的结果,SVR、GA-SVR和PSO-SVR模型的生命损失率平均绝对误差分别为0.0556、0.0413和0.0411,而HHO-SVR为0.0338,故HHO-SVR模型更优;与经典的Graham法相比,本模型对生命损失估算结果的绝对误差平均值约为786人,而Graham法却高达2529人,这表明本文提出的模型精度更高,可以更加有效地对溃坝生命损失进行估算。(3)针对溃坝后果系统具有的动态模糊性与灰色性,根据建立的评价指标体系和等级标准,以及指标权重计算方法,提出了一种灰色聚类评估和可变模糊评价耦合方法,建立了基于灰色—可变模糊耦合方法的溃坝后果综合评价模型。将模型应用于江西省5座水库大坝,计算得到龙山、石壁坑、灵潭和下栏水库溃坝后果评价等级为Ⅳ级,长龙水库为Ⅲ级,并与其他评价方法进行对比,验证了本模型的适用性和准确性。(4)以射月沟溃坝水库为工程实例,利用建立的模型对其进行研究,验证了所提方法的合理性,揭示了下游群众死亡的主要原因,且其生命损失评估结果的相对绝对误差仅为6.25%,比其他模型精度更高。同时研究确定了其溃坝后果严重性程度等级为Ⅱ级,为“较大事故”。
其他文献
沥青混凝土因其良好的防渗性、快捷的施工速度、较强的适应变形能力以及较好的可塑性等优点已广泛应用于土石坝防渗心墙中。然而随着水电事业的发展,我国适用于修建心墙坝的理想地形条件越来越少,逐渐趋向于岸坡较陡的复杂河谷地形修建。目前,在修建高陡岸坡沥青混凝土心墙土石坝时,沥青心墙与陡岸坡接触面间因发生位错而导致的剪切破坏是工程界所关心的热点话题,为了消除安全隐患,心墙接头设计的尺寸规模相比常规可能较大,引
学位
本文针对铝合金熔炼过程中产生的氧化夹杂物影响产品质量问题,通过含气量、夹杂物的产生原因分析,提出了控制措施和检测方法。
会议
随着汽车发展,车型轻量化已经成为一种发展趋势,考虑到传统汽车零件内部质量及气密性要求较高,故采用高压铸造工艺来实现产品性能要求。本文主要介绍针对国内某品牌新能源汽车零部件电驱动壳体,通过产品浇注及排溢系统设计,应用铸造仿真软件MAGMA对产品浇排系统分析,不断优化模具设计布局。采用真空、高压点冷等工艺来满足产品质量要求,为同类新能源汽车电驱动壳体压铸工艺设计方案提供参考。
会议
硫酸盐侵蚀是导致西部地区建筑物混凝土结构性能劣化的常见原因之一。其侵蚀机理复杂,侵蚀后果严重,极大影响建筑物的正常使用和寿命。我国西部地区土壤和地下水中存在着大量的硫酸盐,这些地区的建筑物在修建和使用过程中需要考虑混凝土的硫酸盐侵蚀破坏。混凝土遭受硫酸盐侵蚀的情况有多种,其中,位于水位变化区的混凝土结构遭受硫酸盐干湿循环耦合破坏,这使得这些部位的混凝土结构更容易被破坏。本文以西北盐渍区相关水利工程
学位
我国西北地区泄水建筑物的盐冻和冲蚀破坏是水工混凝土修复中所面临的一个严重问题。聚氨酯砂浆与混凝土具有优异的相容性,并且粘结强度高、抗冲磨能力强等优点,可以将其运用到泄水建筑物的混凝土修复工程中。对于聚氨酯砂浆而言,其自身在盐冻作用和水流冲刷作用下的性能劣化严重影响着水工混凝土的修复质量。针对聚氨酯砂浆在盐冻作用下的力学性能和抗冲磨性能劣化问题,本文通过硫酸盐-冻融循环试验和冲磨试验,在宏观尺度上确
学位
介绍了通过轻量化结构设计方式,将钢板冲焊结构减震塔设计成一个压铸件,重量由11.24 kg降到5.06 kg,实现减重55%。并采用高真空压铸工艺完成样件试制,材质选用Al Si10Mg Mn,尺寸范围540 mm×510 mm×300 mm,平均壁厚为3.5 mm,最小壁厚达2.5 mm,最大壁厚达5 mm。通过采用高真空压铸工艺、T7热处理等工艺,实现产品性能要求,本体取样检测力学性能满足屈服
期刊
通过对MQ200变速器壳体结构特点及工艺性分析,并借助AnyCasting软件进行CAE流场数值模拟分析。基于工艺设计和模拟结果,进行压铸模结构设计。浇注系统采用“Y”型填充结构,搭接式内浇口;型腔设计为拼接结构,便于制造、维修;导向机构采用方导柱导套结构,保证模具在热膨胀下的导向精度。针对填充末端和局部厚大处设计局部增压结构,以减少铸件缩孔缺陷的产生。
期刊
为提高输变电线路金具的极端气候条件下的服役性能,在不改变现有架空输电线路耐张金具产品结构的条件下,合理选择高强韧铝合金材料以及研究压铸工艺的优化。首先,提出采用材料的强塑积来评价输变电金具抗冲击和长期失效的材料稳定性,以确定材料选择;其次,通过有限元模拟铸造成形过程,优化模具的进料口和溢出口的位置,避免成形过程中的气体裹挟和输送缺陷,以提高产品的材料强韧性和零件的抗疲劳失效特性;然后,在现有的压铸
期刊
变形作为混凝土重力坝长期运行过程中的重要监测项目,对变形监测数据进行建模分析是掌握混凝土重力坝安全性态的重要手段。统计模型是混凝土重力坝变形建模的重要方法之一,传统的统计模型求解主要基于最小二乘法(LS),回归参数为定值。混凝土重力坝在多重荷载的长期作用下,结构可能出现老化、损伤或材料参数变化,进而导致变形性态发生变化。固定的回归参数不能有效反映混凝土重力坝变形性态的时变特性。基于上述分析,本文利
学位
以变速箱后盖壳体压铸件为研究对象,采用MAGMA软件模拟分析压铸件局部区域存在冷隔和气孔缺陷的原因,并对模具结构、模具局部温度和压铸工艺进行改进,达到批量生产的目的。结果表明,通过工艺参数及模具结构优化可以有效地减少产品的冷隔和气孔缺陷,提高产品质量。
期刊