强风影响下的工程设防标准研究

论文摘要

近年来,随着中国城市化速度的加快、人口增长及社会的快速发展,台风在我国所引发的各种灾害造成的损失也以较快的速度增长。为减少灾害造成的损失,对处于强风影响范围内的工程设防标准进行研究是非常必要的。本文选取福建省第二大河流九龙江流域的22年的水文资料,针对台风影响下的河道水位设防标准利用包括规范推荐的单因素适线方法以及复合极值分布模型等多种极值概率预测模型进行了计算,并比较了计算结果,完成了针对本资料特点的极值概率预测模型的评价。针对本资料单因素适线法Possion-Gumbel极值分布拟合的最好,误差相对较小,拟合结果相对稳定。Pearson-Ⅲ曲线方法拟合的最不好,误差相对较大,拟合结果也最不稳定。所以针对本资料的单因素适线方法本文建议选用Possion-Gumbel极值分布。复合极值分布模型相比单因素适线法,考虑了更多更全面的影响因素,计算结果也更加符合实际情况,结果更加稳定。针对本文所采用的资料,建议使用三维复合极值分布模型所得的结果。本文对潮涟岛26年的风速资料进行了统计分析,以我国规范为依据,采用不同的概率预测模型对极值风速进行了预测,将复合极值分布预测值与传统的单因素年极值序列拟合极值结果进行了比较,得出了Possion-Gumbel极值分布拟合的最好,误差相对较小,拟合结果相对稳定。同时,考虑到复合极值分布在样本选取方面的优势,针对本资料的极值风速预测方法建议选用Possion-Gumbel极值分布。在仔细比较我国规范和国外规范对于极值风速预测方法的不同规定之后,本文针对不同风向单独的进行极值风速预测,对每个风向分别利用多种极值概率预测模型进行计算,并与同等情况下遵循国内规范规定的预测值进行比较,提出了极值风速预测的一种新思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 传统方法
• 1.2.2 变量构造法
• 1.2.3 基于联合概率的方法
• 1.3 本文工作的内容和意义
• 2 台风及台风灾害概述
• 2.1 台风概述
• 2.2 影响我国台风的主要特点
• 2.2.1 影响我国台风的时间特点
• 2.2.2 影响我国台风的地域特点
• 2.2.3 影响我国台风路径的特点
• 2.3 台风引起的自然灾害类型
• 2.4 典型台风简介
• 2.4.1 超强台风“桑美”简介
• 2.4.2 强飓风“卡特里娜”简介
• 3 常用的概率分布模型
• 3.1 样本的选取方法
• 3.1.1 年极值法
• 3.1.2 阈值法
• 3.1.3 年N 大值法
• 3.2 复合极值分布模型
• 3.2.1 一维复合极值分布模型
• 3.2.2 二维复合极值分布模型（BCED）
• 3.2.3 三维复合极值分布
• 3.2.4 多维复合极值分布
• 3.3 其他常用的几种概率分布模型
• 3.4 参数估计的方法
• 3.4.1 矩法
• 3.4.2 极大似然法
• 3.4.3 最小二乘法
• 3.4.4 皮尔逊III 型分布的适线法
• 3.5 拟合度最优检验
• 2 检验'>3.5.1 χ²检验
• 3.5.2 柯尔莫哥洛夫检验法（K-S 检验）
• 3.5.3 A-D 检验
• 3.5.4 拟合平均差
• 3.5.5 拟合标准差
• 3.6 本章小结
• 4 复合极值分布理论在河道设防标准计算中的应用
• 4.1 资料简介
• 4.2 三维复合极值分布模型的建立
• 4.3 三维复合极值分布模型参数计算
• 4.3.1 台风发生频次的泊松分布
• 4.3.2 三维复合极值分布模型参数计算
• 4.4 三维复合极值分布联合概率的求解
• 4.4.1 随机模拟解法
• 4.4.2 解析解法—泊松-嵌套Logistic 复合极值分布模型计算
• 4.5 不同方法计算结果的比较
• 4.6 本章小结
• 5 复合极值分布理论在极值风速预测中的应用
• 5.1 基于我国规范的极值风速预测
• 5.1.1 极值风速样本的选取
• 5.1.2 大风发生频次的泊松分布
• 5.1.3 不同概率模型的极值风速预测
• 5.1.4 计算结果
• 5.2 中国及澳大利亚风荷载规范简介
• 5.2.1 中国风荷载规范简介
• 5.2.2 澳大利亚风荷载规范简介
• 5.3 常风向与强风向的确定
• 5.4 常风向的极值风速预测
• 5.4.1 极值风速样本的选取
• 5.4.2 大风发生频次的泊松分布
• 5.4.3 不同概率模型的极值风速预测
• 5.4.4 计算结果
• 5.5 强风向的极值风速预测
• 5.5.1 极值风速样本的选取
• 5.5.2 大风发生频次的泊松分布
• 5.5.3 不同概率模型的极值风速预测
• 5.5.4 计算结果
• 5.6 本章小结
• 6 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文