什么是观测资料分析?

[拼音]：guance ziliao fenxi

[外文]：observation data analysis

对水利工程及有关的各项观测资料进行综合性的定性和定量分析，找出变化规律及发展趋势。其目的是对水利工程系统和各项水工建筑物的工作状态做出评估、判断和预测，达到有效地监视建筑物安全运行的目的。观测资料，包括水工建筑物本身及有关河道、库区的水流、泥沙，冰情、水质等各项观测资料，都要随观测、随分析，以便发现问题，及时处理。观测资料分析是根据水工建筑物设计理论、施工经验和有关的基本理论和专业知识进行的。观测资料分析成果可指导施工和运行，同时也是进行科学研究、验证和提高水工设计理论和施工技术的基本资料。观测资料分析是体现观测工作效果的重要环节，分为定期分析和不定期分析。

20世纪30～50年代，观测资料分析工作全部用人工进行。60年代以来，逐步采用电子计算机辅助进行。80年代初期，工业发达国家如美国、日本、意大利等都已实现观测数据处理自动化。意大利在70年代末80年代初即已采用建模分析方法并实现了混凝土坝的在线安全控制（见大坝安全自动监控系统），处于领先地位。

中国在50～60年代即已进行资料分析工作，主要用人工计算和点图。70年代后期，开始应用电子计算机。80年代中期主要用计算机辅助进行资料分析，并已开始研制大坝安全在线控制系统。

可分为下列几种。

计算分析建筑物在施工期取得的观测资料，可为施工决策提供必要的依据。例如，为了安全施工，水中填土坝的填土速度控制和混凝土坝浇筑时的混凝土温度控制等，都需要有关观测成果作依据。施工期资料分析也为施工质量的评估和工程蓄水运用的可能性提出论证。

从开始蓄水运用起，各项观测都需加强，并应及时计算分析观测资料，以查明水工建筑物承受实际水荷载作用时的工作状态，保证水工建筑物蓄水期的安全。观测资料的分析成果，除做为蓄水期安全控制依据外，还为工程验收及长期运用提供重要资料。

应定期进行（例如5年一次），分析成果做为长期安全运行的科学依据，用以判断闸坝等水工建筑物性态是否正常，评估其安全程度，制定维修加固方案，更新改造安全监测系统。运行期资料分析是定期进行闸坝安全鉴定的必要资料。

在有特殊需要时才专门进行的分析称不定期分析。如遭遇洪水、地震后，闸坝等建筑物发生了异常变化，甚至局部遭受破坏，就要进行不定期分析，据以判断建筑物的安全程度，并为制定修复加固方案提供科学依据。

资料分析工作必须以准确可靠的观测资料为基础，在计算分析之前，必须对实测资料进行校核检验，对观测系统和原始资料进行考证。这样才能得到正确的分析成果，发挥应有的作用。常用的分析方法如下。

将观测资料绘制成各种曲线，常用的是将观测资料按时间顺序绘制成过程线。通过观测物理量的过程线，分析其变化规律，并将其与水位、温度等过程线对比，研究相互影响关系。也可以绘制不同观测物理量的相关曲线，研究其相互关系。这种方法简便、直观，特别适用于初步分析阶段。

用数理统计方法分析计算各种观测物理量的变化规律和变化特征，分析观测物理量的周期性、相关性和发展趋势。这种方法具有定量的概念，使分析成果更具实用性。

将各种观测物理量的实测值与设计计算值或模型试验值进行比较，相互验证，寻找异常原因，探讨改进运行和设计、施工方法的途径。由于水工建筑物实际工作条件的复杂性，必须用其他分析方法处理实测资料，分离各种因素的影响，才能对比分析。

采用系统识别方法处理观测资料，建立数学模型，用以分离影响因素，研究观测物理量变化规律，进行实测值预报和实现安全控制。常用数学模型有三种。

（1）统计模型：主要以逐步回归计算方法处理实测资料建立的模型；

（2）确定性模型：主要以有限元计算和最小二乘法处理实测资料建立的模型；

（3）混合模型：一部分观测物理量（如温度）用统计模型，一部分观测物理量（如变形）用确定性模型。这种方法能够定量分析，是长期观测资料进行系统分析的主要方法。