【摘要】：平原水庫是在平原地區(qū)建設(shè)的水資源調(diào)度和儲存工程,其庫容是由地下挖坑、地上筑壩形成的。隨著南水北調(diào)工程的建設(shè),一些大型平原水庫(如大屯水庫)建成并投入運(yùn)營,且工程規(guī)模呈現(xiàn)出越來越大的趨勢。平原水庫多建設(shè)在人口密集的城鎮(zhèn)周圍以便供水,因此保障其正常和安全運(yùn)營對維護(hù)人民生命財產(chǎn)安全具有重要的意義。平原水庫波高是圍壩高度計算的重要組成部分,由于平原水庫圍壩周長較長,圍壩高度略有增大就會導(dǎo)致工程量顯著增加,確定合理的設(shè)計波高對于保證平原水庫的安全和降低成本具有重要意義。工程建成后,圍壩會受到波浪的長期沖刷,因而研究平原水庫波高對運(yùn)行期的維護(hù)與管理也具有重要意義。平原水庫波高研究分為兩方面:一是波高的概率分布研究,二是特征波高的計算研究,這兩方面的研究從不同的角度對平原水庫波高規(guī)律進(jìn)行了描述,在平原水庫工程的設(shè)計以及運(yùn)行期的維護(hù)與管理上都具有重要作用。目前國內(nèi)外對波高概率分布的研究主要集中于海洋,而平原水庫淺水波高概率分布的研究較少;特征波高的計算公式在工程設(shè)計中應(yīng)用廣泛,但目前還沒有專門用于平原水庫的特征波高計算公式。針對以上問題,本文從以下幾個方面對平原水庫淺水波高進(jìn)行了研究:(1)平原水庫波高的最大熵分布及其參數(shù)估計。本文在對常用的波高概率分布進(jìn)行分析比較后,選擇了優(yōu)勢更加明顯的最大熵概率分布(Distribution of Maximum Entropy,簡稱DOME)作為平原水庫淺水波高的分布,并對該分布中四個未知參數(shù)的估計方法進(jìn)行了研究,用K-S檢驗(yàn)方法驗(yàn)證參數(shù)估計結(jié)果的合理性,以離差平方和、均方誤差與最大誤差為指標(biāo),對比不同參數(shù)估計方法計算出的最大熵分布(DOME)與波高數(shù)據(jù)的擬合效果。在應(yīng)用中,得到的波高的最大熵分布的擬合誤差小于其它常見波高分布的擬合誤差。(2)平原水庫淺水波高的DOME統(tǒng)計模型。本文基于淺水波高概率分布符合最大熵分布,為解決復(fù)雜、繁瑣的參數(shù)估計過程,在MATLAB環(huán)境下編譯并集成最大熵分布的四種參數(shù)估計方法的參數(shù)估計程序、假設(shè)檢驗(yàn)程序以及誤差計算程序,建立了波高最大熵分布(DOME)統(tǒng)計模型,實(shí)現(xiàn)了波高最大熵分布的快速準(zhǔn)確計算。利用淺水波高的DOME統(tǒng)計模型計算了某一風(fēng)速下波高數(shù)據(jù)的概率分布,經(jīng)過測試計算結(jié)果,統(tǒng)計量Dn均小于臨界值1.36(顯著性水平為0.05),可知本文所建立的波高的DOME統(tǒng)計模型合理。(3)DOME統(tǒng)計模型在大屯水庫的應(yīng)用。本文將淺水波高的DOME統(tǒng)計模型應(yīng)用于南水北調(diào)東線的平原水庫-大屯水庫,編寫波高測量系統(tǒng)與DOME統(tǒng)計模型的接口程序,按照風(fēng)速分類,計算了大屯水庫定點(diǎn)波高的最大熵概率分布;鑒于目前缺乏專門用于平原水庫的特征波高計算公式,通過求解得到的定點(diǎn)波高最大熵概率分布計算了不同風(fēng)速下的大屯水庫特征波高,并利用代表性特征波高計算公式的結(jié)構(gòu)對風(fēng)速與特征波高進(jìn)行擬合,得到公式中的關(guān)鍵系數(shù),最后推導(dǎo)出大屯水庫特征波高計算公式。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV697;TV139.2
【圖文】：

圖１－１技術(shù)路線逡逑

用三參數(shù)矩方法得到的概率分布和概率密度函數(shù)圖

一用經(jīng)驗(yàn)適線方法得到的概率分布和概率密度函數(shù)圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2763897