康斯插值及其误差估计

文章研究了康斯插值的基本理论,给出了构造康斯插值曲面的一般方法,对布尔和逼近与误差估计与作了探讨,最后,用双三次康斯曲面拟合１／８椭球面。理论和实践都证明该方法精度高,效果好。     

标准量水槽的误差估计

标准量水槽的误差估计何长辉（四川省万县水文水资源勘测大队）１概述标准量水槽（以下简称量水槽）是一种有矩形喉道断面的量水建筑物，它具有水头损失小、不易淤积和测流精度高等优点。当辅以自记水位计，则可以实现连续测读，测得流量随时程变化的完整过程。因此，在小...     

考虑降雨预报误差的防洪风险调度

本文提出利用２４ｈ降雨预报的水库防洪调度的风险指标及其近似求解方法，即蒙特卡罗和观频率假定法，每种方法都结合丰满水库降雨预报洪水调度进行叙述．     

岩溶隧道涌水对降雨的响应特征

引入时间序列分析方法,以铜锣山岩溶长大隧道为例,采用相关分析和频谱分析,定量研究了该隧道涌水对降雨的响应特征。结果表明,隧址区岩溶地下水系统储量十分丰富,具有很强的调节能力和过滤作用,致使隧道涌水与降雨的相关程度不高,平均滞后时间长达12.62 d,由此推断,隧道涌水与降雨之间的连通性较差。此研究成果可为隧道后期的防排水管理提供科学依据。     

辽西地区降雨径流非线性扰动响应评估研究

根据SLM模型对辽西4个区域的降水径流非线性扰动响应进行模拟分析,结果表明:70年代至今,辽西4个典型干旱半干旱区域降水径流非线性显著,降水变化率在-3.3%~14.2%,径流变化率在-15.1%^-65.8%,径流的非线性变化逐年增强。线性模型下各典型区域NSE和R2的评估值均低于0.6,故采用非线性模型对辽西干旱半干旱区域降水径流进行模拟。     

泰斯公式性态分析与误差估计方法

主要目的是分析在原始数据具有随机误差的情况下,利用泰斯公式进行正逆问题计算时,公式本身对误差的传递作用,即对泰斯公式的性态进行分析。研究中采用了函数对数据随机误差传递作用的随机性分析方法。通过较为简单的数学推导,建立了泰斯公式正逆计算问题的原始数据与计算结果所具有随机误差的统计参数之间的近似关系式,并推导出了两类计算问题的条件数。指出在u值较小的情况下,计算_的问题属于"病态"的;在u=0.438点及其附近,计算T的问题为"病态"的;在u值和_的相对误差与T的相对误差的比值很大的情况下,正问题为"病态"的。其它条件下的计算问题属于"良态"的。据此建议利用抽水试验后期资料计算T值,利用前期资料计算_值。另一方面,还提出了在原始数据的误差为已知的情况下,进行误差估计的方法。      

用相关系数估计导线点误差椭圆参数

用比例误差k和导线边数n所表示的坐标相关系数r,当导线走向α=45°时,误差椭圆大小、形状与相关系数之间存在一个简单的数学关系式,在导线设计时可用作精度估算。     

滑坡对降雨的动态响应及其监测预警研究

以福建德化县彭坑滑坡为例,基于非饱和土力学理论,结合滑坡实际监测数据,利用有限元法对坡体在雨水入渗条件下的渗流、变形特性和稳定性进行计算和分析,研究滑坡对降雨的动态响应和不同工况下安全系数和位移的关系。结果表明:滑体结构松散,易于雨水入渗,改变基质吸力空间分布,弱化岩土体参数; 持续降雨会使地下水位上升,坡脚发生变形,牵引坡体后缘产生拉裂,直至在降雨期间产生以非饱和区域为主的滑坡。强降雨初期,边坡安全系数下降较快,易发生滑坡; 雨停后安全系数会因雨水持续下渗而进一步降低,应注意雨后滑坡的产生; 同样水分在不同坡体部位对稳定性影响不同,安全系数有消有涨,存在时空效应。最后为反映地下水位线和降雨条件变化对边坡产生危害的程度,提出危险系数概念,建立危险系数与增量位移的关系,实现边坡测点位移变化的阶段式预警。研究结果和方法可为类似工程的治理和监测预警提供有意义的参考。     

土坡前端推力对降雨入渗响应的试验研究

降雨入渗可引起坡体前端推力发生显著改变,影响土坡的稳定和安全。利用构建好的降雨模拟和监测系统,对降雨诱发非饱和残积土坡失稳过程进行全方位、多参量的实时监测,着重分析不同位置、坡度、密实度和不同降雨条件下坡体前端推力的时变规律。结果表明:边坡上部土体含水率、吸力、坡体变形和下滑推力变化幅度较大,速度较快,而下部土体变化幅度较小,速度较慢;坡体前端推力变化可分为缓慢增加、加速上升和雨后衰减3个阶段,降雨过程中陡坡和高密实度边坡反映较为强烈,下滑推力峰值大于缓坡和低密实度边坡;降雨作用下新边坡坡体应力状态变化明显,较易失稳,而老边坡则相对比较稳定;高密实度和陡坡坡体内部的高应力区域在二次或多次降雨后可完全释放,边坡具有高水平的雨后剩余下滑力和更显著的土体软化效应。研究成果对进一步揭示闽东南地区降雨入渗对非饱和土坡的影响机制及对非饱和土强度与稳定性的弱化作用具有重要的理论及实际意义。     

淮河流域极值降雨频率估计时空分布一致性检验和纠正

由于地面雨量站点空间不均及站点资料长度有限、相邻时段和相邻一致区的最优分布函数选择不同,造成降雨频率估计值出现交叉和空间不连续的现象,时空不一致的问题尚没有得到合理的解决。为了获取更加完善合理、时空一致的频率估计值,利用水文气象分区线性矩法计算出的频率估计值,通过误差分摊和二次空间插值及平滑技术对时空分布一致性进行检验和纠正,消除分布曲线的交叉和边界梯度的问题。研究结果表明:通过误差分摊纠正后,消除了交叉异常曲线,各个时段的频率估计值相互制约更加合理;通过空间二次插值纠正后,边界梯度和误差得到明显改善,各站点的频率估计值的经验频率与理论概率更接近,空间分布也更合理。多时段不同重现期下的频率估计值空间分布总体趋势一致,最大值主要分布在淮河流域的东北沂蒙山区,最小值分布在流域的北部平原地区,与站点的实际观测相一致,可为工程设计暴雨和洪水提供基础资料和重要水文依据。     

典型岩溶山坡土壤剖面水分对降雨响应过程研究

为揭示岩溶石山山坡降雨入渗补给机制,选取典型岩溶石山山坡土壤剖面为研究对象,于2015年7-10月期间对不同深度土壤水分进行高分辨率连续监测,研究典型场雨条件下土壤剖面水分对降雨的响应过程,分析土壤剖面水分的动态变化规律及其可能影响因素。研究结果表明:土壤剖面水分对降雨的响应受前期土壤含水量、降雨量、降雨强度的影响,还与土壤所处的地形地貌有关;表层土壤水分对首次次降雨响应的滞后时间与前期土壤含水量有关,响应时间在0.5~4.75 h之间,旱季响应时间比雨季长;降雨阈值是引起土壤水分降雨响应的重要条件,旱季6 mm降雨量是土壤水分响应的降雨阈值。当降雨量补充土壤水分亏缺后,土壤剖面水分对降雨响应迅速,响应时间最小为0.25 h,不同深度土壤水分对降雨的响应时间一致,说明下层土壤水分可能受到优先流或侧向径流补给影响。土壤含水量的变化幅度随土层深度的增加而减小,不同深度土壤水分变化主要受土壤-大气界面、土壤-植被、土壤-基岩界面控制下的气候条件、植被蒸散发和介质渗透性差异影响。      

红岩煤矿岩溶双重介质对降雨响应特征的研究

根据大量监测资料,研究了矿区岩溶管道和溶孔、溶隙流对降雨的不同响应特征,并概化出本区的岩溶地下水系统结构图。最后应用时间序列分析频谱方法研究了３１年来矿井涌水量对降雨量的响应关系,即全矿涌水量滞后于降雨６ｄ。     

降雨及库水位影响下麻地湾滑坡地下水响应特征分析

精细化衡量地下水对外界因素的响应规律对分析滑坡稳定性具有重要意义。考虑库岸边坡的稳定性同时受库水位和降雨作用影响,提出了一种基于数据挖掘的滑坡地下水响应特征的研究方法。以三峡库区麻地湾滑坡为例,首先通过特征时段分析和Granger检验确定地下水响应滞后期,然后基于响应滞后期确定地下水水位的影响因素,结合Apriori数据挖掘算法揭示了麻地湾滑坡地下水的响应特征。研究结果表明:滑坡前缘地下水变化与库水位波动相关性较大,滑坡中后缘地下水变化与降雨相关性较大; 麻地湾滑坡地下水对于降雨和库水位的最佳响应滞后期为1 d;滑坡后缘的地下水水位对降雨响应较为强烈,而前缘的地下水水位对库水位响应更为强烈。     

小流域地下裂隙潜流对降雨入渗补给的响应特性

采用翻斗法自动量水技术和时域反射仪,对“岩土二元结构”小流域降雨过程、流域出口地下裂隙潜流以及坡地岩土水分的变化进行了测定与分析。试验结果表明,小流域坡地特有的岩土二元结构体具有较强的储、透水性能,小流域在前期坡地岩土水分平均为14.48%(埋深100cm范围内)的前提下,发生总降雨量170.25mm,降雨历时31h,平均强度5.5mmh的大暴雨,在小流域出口处未产生地表迳流;地下裂隙潜流对降雨具有明显的响应,起涨和回落过程均较为明显,峰值流量达到810Lh,是降雨前的32.4倍。因此,科学合理地利用“岩土二元结构”的水文地质特性对缓解洪峰的形成,降低洪灾具有重要作用,同时对山区的雨水资源化问题也具有重要的实际意义。     

产流误差比例系数的系统响应修正方法

为提高洪水预报的精度以及修正的稳定性,在产流误差动态系统响应曲线修正方法的基础上,提出了产流比例系数的系统响应修正方法.将产流系列按照一定原则分成若干组,假定每组存在系统误差,通过引入一个比例系数来表示,应用系统响应理论,选择适当的参数率定方法确定最优比例系数,进而对时段产流量分组进行修正.将产流误差比例系数的系统响应修正方法应用于滩坑流域,并与产流误差动态系统响应曲线修正方法相比较,结果显示,对于流域的17场历史洪水,二者均能提高洪水预报的精度,但前者的修正效果更好,修正稳定性更强,适用范围更广.     

电性源瞬变电磁响应计算中的误差研究

电偶源瞬变电磁测深具有工作效率高,对地电断面分辨能力强的特点,越来越受到地球物理学家的关注。但在电偶源测深时直接将具有一定长度的接地导线看作偶极子源会带来一定的计算偏差,影响了探测精度。偶极子响应近似解与精确解存在一定的误差,这里分析这些近似可能带来的计算误差。时域与频域的转换过程在目前的数值计算手段下还无法做到完全的无误差,通过均匀半空间下的场值响应解析解和采用目前常用的线性数字滤波方法计算的均匀半空间的场值响应进行对比,分析使用数值计算方法计算层状介质场值响应可能存在的计算误差。同时,在常规电偶源测深时,往往采用远区场计算公式,以满足偶极子近似的条件。远区场公式的推导过程中存在着幂级数展开的近似,通过对各展开项的分析,指出该近似过程可能得到的计算误差,最后,针对各种计算误差的存在,提出了新的研究方向和思路。     

粤西封开地区花岗岩斜坡变形破坏与降雨响应关系研究

本文在2017~2019年地质灾害调查的基础上,结合降雨监测数据,系统分析了粤西封开地区斜坡变形破坏与降雨的响应关系。结果表明,斜坡变形破坏多发生在汛期（5~8月）,且变形破坏模式为“滑移”、“崩落（坠落）”和“倾倒”三种类型,规模均为小型。“软化崩解”、“渐进性破坏”和“刚性破坏”是花岗岩斜坡主要的变形破坏机理。斜坡变形破坏与单日降雨量和累积降雨量密切相关。斜坡变形破坏多发生在单日降雨量为30 ~ 90 mm区间内,其中与50 ~ 60 mm降雨量响应关系最为显著。斜坡变形破坏与累积降雨量具有明显的相关性;在累积降雨量150 ~ 250 mm区间内响应关系最为显著。相对于降雨,部分斜坡变形破坏有一定的滞后性,滞后期为5~7天。因此,在上述降雨阈值区间,区内花岗岩斜坡隐患点应进入应急预警状态。     

山区流域高盖度斜坡对极端降雨事件的地下水响应

受到日益加剧的全球变暖趋势的强力驱动,极端降雨及与之相伴的山区流域植被发育斜坡的群发性失稳事件在包括中国在内的多山国家的发生频率越来越高,因此对这一问题的深入研究具有重大的现实意义.到目前为止,降雨-滑坡领域的现有研究成果主要集中在并无成因联系的降雨事件与滑坡事件之间的相互关系及斜坡岩土体水岩相互作用方面,而降雨→滑坡...     

降雨诱发堆积体滑坡水土响应与稳定性时空演化试验研究

降雨在松散堆积土中入渗引起内部水土力学的变化是影响稳定性的关键。目前研究多侧重考虑颗粒粒径、含量等因素对斜坡破坏的影响,但是针对斜坡体内部水土响应及稳定性时空演化方面的研究存在不足。基于野外滑坡案例,通过室内降雨滑坡模型试验、土力学试验和理论分析手段,研究了降雨触发松散堆积体斜坡变形破坏过程及模式,采用Van Genuchten模型（VG模型）重构了土体的土-水特征曲线,重点探究了斜坡内部水土力学变化以及稳定性时空演化规律。结果表明：（1）堆积体斜坡破坏经历了微裂隙发育-局部破坏-整体破坏3个阶段,呈现出“初期拉裂-坡面坍塌-塑性滑动”的破坏模式;（2）入渗过程斜坡体积含水率以及孔隙水压力急速增加,而土颗粒之间基质吸力下降甚至消散,促进了斜坡破坏发展;（3）土体力学强度随体积含水率升高呈指数下降,体积含水率为36.3%时,有效黏聚力和有效内摩擦角仅为0.27 kPa、3.39°;（4）基于极限平衡理论和斜坡土水特征监测数据,构建了斜坡稳定性时空演化图谱,与模型试验破坏特征有较好的一致性。研究结果对降雨作用下的堆积层斜坡监测预警与防灾减灾提供理论支撑。