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研究生: 陳艷星
CHEN, YEN-HSING
論文名稱: 倒傳遞類神經網路法於烏山頭水庫壩體滲流量觀測值分析之研究
Analyzing Observed Seepage of Wushantou Dam Using BP Method
指導教授: 呂珍謀
Leu, Jan-Mou
賴泉基
Lai, chan-Ji
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系碩士在職專班
Department of Hydraulic & Ocean Engineering (on the job class)
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 63
中文關鍵詞: 倒傳遞類神經網路法滲流量烏山頭水庫
外文關鍵詞: Seepage, BP Method, Wushantou Dam
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  • 監測系統及資料分析是水庫安全評估最重要的項目之一。對大壩監測人員而言,觀測壩體滲流水的目的在於能夠對於目前的水庫水位提出預期的滲流水量,並能從各監測儀器監測值(數值曲線) 偏離預期之變化與趨勢現象發現潛在問題,研判蓄水庫是否處於穩定狀態,以作水庫管理單位採取適當因應措施之參考與依據。
    本研究以烏山頭水庫壩體現有4處滲流觀測點(A、B、C、D)自動化觀測後之數值資料為例,採用倒傳遞類神經網路加以分析,建立滲流觀測值驗證模式,期能提供水庫管理單位參考應用。分析結果顯示D點於資料取用訓練、驗證較其他三處為少,模式推估值不理想且均方差(MSE)較大,而A點、B點、C點驗證結果,遇豪、暴雨時之實際滲流值突增向量與模式推估值向量尚屬接近且均方差(MSE)較小,顯示應用倒傳遞類神經網路分析壩體遇豪、暴雨時之實際滲流值突增向量與模式推估值向量初步可行,但應用於降雨較少或不降雨之模式推估向量皆不佳,此部份建議後續研究中加入其他可能影響壩體滲流因子及增加實際觀測值,以提高模式整體分析之精確度。

    Earth fill dam needs to monitor seepage to let supervisors be able to assess dam safety. Since seepage is expected to be accordance with reservoir’s water level and an abnormal value of it indicates a potential danger of the dam, a model that can predict normal seepage based on water level and other parameters is important.

    Wushantou dam’s has four automatic seepage monitoring points, namely A, B, C and D, located at the toe of the dam. Based on the 746 daily records of reservoir water level, rainfall depth and the seepages of the four points, training models are constructed by using the back-propagation neural network. It is expected to use the model to predict reference seepage for the reservoir management unit.

    The result of analysis shows that D point’s values after training and verification are less than other three points and MSE values are bigger thus the mode expecting values are not applicable. Verification with A, B, and C points shows that that the expecting monitoring seepage values are close to the practical monitoring seepage values during heavy rains and MSE values are smaller. It shows that using BP method to analyze dam’s expecting seepage values during sudden encountered heavy rains is basically applicable. However, during dry or less rain days, the expecting monitoring seepage values are with a larger deviation. In order to achieve more accurate expecting values, more potential dam affected seepage factors and practical observation seepage values should be adapted in further investigation.

    目 錄 中文摘要---------------------------------------------------------------Ⅰ 英文摘要----------------------------------------------------------------------------Π 誌謝--------------------------------------------------------------------------------Ⅲ 目錄--------------------------------------------------------------------------------IV 表目錄-----------------------------------------------------------------------------Ⅵ 圖目錄-----------------------------------------------------------------------------Ⅶ 第一章緒論---------------------------------------------------------1 1-1研究動機與目的------------------------------------------------1 1-2文獻回顧------------------------------------------------------2 1-3研究架構------------------------------------------------------5 第二章理論分析-----------------------------------------------------6 2-1倒傳遞類神經網路基本架構-------------------------------------6 2-2倒傳遞類神經網路運算法---------------------------------------9 2-3倒傳遞類神經網路資料處理-------------------------------------13 第三章研究區域與監測資料評析-------------------------------------------16 3-1水庫概況----------------------------------------------------16 3-2滲流監測系統之功能及目的------------------------------------18 3-3監測數據位置及量測方式--------------------------------------18 3-4滲流監測值歷時曲線------------------------------------------22 3-5滲流監測資料評析--------------------------------------------24 第四章建模、驗證與應用、分析-------------------------------------26 4-1滲流量資料之篩選-------------------------------------------26 4-2建模過程及模式選擇-----------------------------------------26 4-3實例分析---------------------------------------------------31 4-4結果與討論-------------------------------------------------36 第五章結論與建議------------------------------------------------45 5-1 結論-------------------------------------------------------------45 5-2 建議-------------------------------------------------------------46 參考文獻--------------------------------------------------------47 附錄A 公式推導----------------------------------------------------49 附錄B 烏山頭水庫興建介紹----------------------------------------------52 附錄C MATLAB程式-----------------------------------------------55 附錄 D 資料正規化分析--------------------------------------------------59

    參考文獻
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    下載圖示 校內:2008-07-26公開
    校外:2008-07-26公開
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