Luận án – Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý số liệu quan trắc độ lún tuyến đập công trình thủy điện

Năm2021

Lĩnh vựcHạ tầng & Giao thông vận tải

Ngôn ngữTiếng Việt, Tiếng Anh

Xem trước tài liệu

Đang tải tài liệu...

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU QUAN TRẮC ĐỘ LÚN TUYẾN ĐẬP CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN

Ngành:

KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này nghiên cứu giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý số liệu quan trắc độ lún tuyến đập công trình thủy điện. Trong thực tế, công tác quan trắc lún tại các tuyến đập thủy điện được thực hiện thường xuyên để giám sát tình trạng công trình. Tuy nhiên, các kết quả thu được chỉ cung cấp giá trị độ lún theo từng chu kỳ, thiếu thông tin về mức độ ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh hay xu hướng chuyển dịch của công trình, gây khó khăn cho việc giám sát an toàn và cảnh báo sớm sự cố.

Mục tiêu của nghiên cứu là xác lập cơ sở khoa học cho các giải pháp xử lý số liệu quan trắc nhằm nâng cao độ chính xác, độ tin cậy của các đại lượng biến dạng lún, phục vụ hiệu quả công tác cảnh báo sớm và giảm thiểu sự cố tại các tuyến đập thủy điện. Đối tượng nghiên cứu là quan trắc độ lún tuyến đập công trình thủy điện tại Việt Nam, với phạm vi xử lý số liệu hệ thống lưới quan trắc lún và phân tích kết quả.

Nội dung nghiên cứu bao gồm việc xây dựng quy trình xử lý số liệu lưới cơ sở quan trắc lún tuyến đập công trình thủy điện, xác định mức độ ảnh hưởng của độ cao mực nước hồ chứa tới độ lún tuyến đập, và nghiên cứu ứng dụng phép lọc Kalman trong dự báo độ lún công trình thủy điện. Các phương pháp được sử dụng bao gồm thống kê, phân tích, thực nghiệm, so sánh, toán học và ứng dụng tin học.

Luận án đã đóng góp vào việc xây dựng lý thuyết xử lý số liệu hệ thống lưới quan trắc lún công trình thủy điện một cách toàn diện. Các điểm mới bao gồm đề xuất tiêu chuẩn đánh giá độ ổn định mốc và quy trình xử lý số liệu, xây dựng quy trình tính toán giá trị ảnh hưởng của mực nước hồ, và quy trình dự báo độ lún bằng phép lọc Kalman. Kết quả thực nghiệm đã chứng minh rằng độ cao mực nước hồ chứa là yếu tố tác động lớn nhất tới độ lún. Quy trình tính toán xác định ảnh hưởng này đã được kiểm chứng về độ chính xác và tin cậy. Phép lọc Kalman được ứng dụng thành công trong dự báo độ lún tại các điểm quan trắc của đập thủy điện Hòa Bình, cho thấy khả năng dự báo tốt nhất trong khoảng 6 tháng.

Mục lục chi tiết:

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
2. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3. Nội dung nghiên cứu
4. Phương pháp nghiên cứu
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
6. Các luận điểm bảo vệ
7. Các điểm mới của luận án
8. Cấu trúc và nội dung luận án

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ SỐ LIỆU QUAN TRẮC LÚN TUYẾN ĐẬP THỦY ĐIỆN

1.1. Đặc điểm, nội dung và yêu cầu quan trắc độ lún tuyến đập thủy điện

1.1.1. Đặc điểm cấu trúc công trình thủy điện
1.1.2. Yêu cầu quan trắc độ lún tuyến đập thủy điện
1.1.3. Các phương pháp đo độ cao trong quan trắc lún tuyến đập thủy điện
1.1.4. Tổng quan về xử lý số liệu quan trắc lún tuyến đập thủy điện

1.2. Tổng quan những nghiên cứu về xử lý số liệu quan trắc lún tuyến đập thủy điện trên thế giới

1. Nghiên cứu về xử lý số liệu hệ thống lưới độ cao quan trắc: phương pháp bình sai lưới và phân tích độ ổn định các mốc lưới cơ sở.
2. Nghiên cứu về phân tích kết quả quan trắc lún

Phân tích thống kê được thực hiện dựa trên các mô hình như đồ thị, HST, EDF...nhằm đánh giá ảnh hưởng của các tác nhân gây lún tới tuyến đập thủy điện.
Dự báo lún bằng những phương pháp hiện đại như lập trình biểu hiện gen, di truyền thần kinh, EMD...

1.3. Tổng quan những nghiên cứu về xử lý số liệu quan trắc lún tuyến đập thủy điện ở Việt Nam

1. Nghiên cứu về xử lý số liệu hệ thống lưới quan trắc lún trong đó quan tâm tới phân tích độ ổn định các mốc lưới cơ sở: các nghiên cứu về ứng dụng phương pháp bình sai lưới tự do trong xử lý số liệu lưới độ cao cơ sở.
2. Nghiên cứu tự động hóa quá trình tính toán thông qua lập trình
3. Phân tích độ lún công trình gồm phân tích trong không gian, phân tích theo thời gian và phân tích thống kê.

1.4. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu và định hướng nghiên cứu trong luận án

1.4.1. Các thành tựu đã đạt được
1.4.2. Các vấn đề còn tồn tại
1.4.3. Các hướng nghiên cứu chính trong luận án

Xây dựng và xử lý số liệu hệ thống lưới độ cao quan trắc lún công trình thủy điện trong đó tập trung nghiên cứu xử lý số liệu lưới độ cao cơ sở.
Phân tích, đánh giá mức độ ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh tới độ lún tuyến đập thủy điện.
Nghiên cứu ứng dụng phép lọc Kalman trong dự báo độ lún công trình thủy điện.

Chương 2: GIẢI PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU HỆ THỐNG LƯỚI ĐỘ CAO QUAN TRẮC LÚN TUYẾN ĐẬP THỦY ĐIỆN

2.1. Đặc điểm thành lập hệ thống lưới độ cao quan trắc lún tuyến đập thủy điện

2.2. Ước tính độ chính xác lưới

2.3. Tiêu chuẩn đánh giá độ ổn định mốc độ cao cơ sở

2.3.1. Một số yêu cầu kỹ thuật đối với lưới độ cao cơ sở
2.3.2. Tiêu chuẩn độ ổn định

2.4. Phương pháp bình sai lưới độ cao tự do

2.4.1. Khái niệm về lưới độ cao tự do
2.4.2. Thuật toán bình sai lưới độ cao tự do
2.4.3. Tính chất nghiệm của bài toán bình sai lưới độ cao tự do
2.4.4. Định vị lưới độ cao tự do

2.5. Nghiên cứu ứng dụng phương pháp bình sai lưới tự do trong xử lý số liệu lưới độ cao cơ sở quan trắc lún công trình

2.5.1. Cơ sở lý luận
2.5.2. Quy trình xử lý số liệu lưới độ cao cơ sở quan trắc lún

a. Bình sai và định vị lưới cơ sở theo nhóm mốc ổn định
b. Bình sai và định vị lưới cơ sở theo mốc ổn định nhất

2.6. Bình sai bậc lưới quan trắc và tính toán độ lún công trình

Kết luận chương 2

Chương 3: PHÂN TÍCH ĐỘ LÚN TUYẾN ĐẬP THỦY ĐIỆN

3.1. Phân tích hình học độ lún tuyến đập thủy điện

3.1.1. Phương pháp đường thẳng xác suất
3.1.2. Phương pháp đường cong
3.1.3. Mặt phẳng xác suất

3.2. Phân tích độ lún tuyến đập thủy điện theo thời gian

3.2.1. Cơ sở lý thuyết
3.2.2. Một số mô hình lún công trình theo thời gian

3.3. Đề xuất phương pháp xác định ảnh hưởng của độ cao mực nước hồ tới độ lún tuyến đập công trình thủy điện

3.3.1. Cơ sở lý luận của bài toán
3.3.2. Quy trình tính toán
3.3.3. Cách chọn bậc đa thức

3.4. Ứng dụng phép lọc Kalman trong dự báo độ lún tuyến đập công trình thủy điện

3.4.1. Tổng quan về lọc Kalman
3.4.2. Ứng dụng phép lọc Kalman trong dự báo độ lún tuyến đập thủy điện

a. Xác lập mô hình dự báo
b. Thành lập mô hình trị đo

Kết luận chương 3

Chương 4: THỰC NGHIỆM XỬ LÝ SỐ LIỆU QUAN TRẮC ĐỘ LÚN TUYẾN ĐẬP THỦY ĐIỆN

4.1. Thiết kế lưới cơ sở quan trắc lún công trình thủy điện Sơn La

4.1.1. Thiết kế lưới độ cao cơ sở (hình 4.2)
4.1.2. Ước tính độ chính xác lưới