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《天津大学》 2006年
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地面沉降预测及经济影响评价研究

张建军  
【摘要】: 地面沉降是天津市主要的地质灾害,这种复杂的环境地质问题严重影响着城市基础设施建设,制约着天津市全局的经济发展。目前已普遍证实过量开采地下水造成地下水文地质力学平衡的破坏是导致地面沉降最主要的原因。因此,借鉴国内外最新的沉降预测模型,开发并建立适应天津市特定区域的沉降预测方法,为下一步天津市地面沉降的有效控制提供科学依据将具有积极而深远的意义。 本研究选择历史观测数据较为完备的塘沽区作为研究示范区域,在对历史数据变化趋势分析的基础上建立了地面沉降的BP神经网络预测模型。模型以地下各含水组年均水位为输入变量,以优化后监测网络的各监测点年沉降值为输出变量。通过对多种网络模式的比较与筛选,最终确定的网络结构为双隐含层,每层8个节点。模型的拟合能力通过后验差检验,符合邓聚龙一级模型精度标准。 经过模型的计算,塘沽区地面沉降强弱与地下水位具有较一致的响应趋势。初期随着地下水位的抬升,地面沉降缓解趋势较为明显,后期作用将逐渐减弱。各含水组对地面沉降的影响强度依Ⅳ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅱ的顺序逐渐减弱。 为了克服BP神经网络模型容易陷入局部最优且收敛速度慢的缺陷,本研究利用遗传算法强大的全局搜索寻优能力,实现了遗传算法与BP神经网络的耦合,应用遗传算法优化神经网络的初始权重。耦合模型拟合过程更为稳定,多次运算结果基本一致,在一定程度实现了预期目标,证明该算法是可行且有效的。 最后,本研究在预测模型的基础上,应用经济学原理对地面沉降进行了经济影响分析,建立了地面沉降经济损失评价指标体系,并应用外部性经济学理论,论证了政府经济管制与激励制度对缓解与控制地面沉降灾害的重要作用。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:P642.26

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