Page 116 - 2023年第54卷第4期

维数均大于 ３。挡墙测点关联维数较小的原因是，相较于其它位置的测点，挡墙距离引水渠道较远，
影响其变形的因素比较单一。此外，由图 ８也可以看出挡墙 １ － １测点和 １ － ２测点监测序列的非线性复
杂程度明显弱于左岸墙 １ － １测点，说明关联维数越小，泵站变形序列的复杂程度越低。

图 ７ 泵站变形监测序列混沌特性识别

图 ８ 挡墙测点变形监测序列

３．３ 预警指标拟定 根据 ２．４节中划分的变形模式，分别对三种测点集的历史监测数据进行了计算，
相应的 Ｑ指数、Ｒ指数平均值与标准差如表 １所示。可以看出，Ｑ指数、Ｒ指数的大小与泵站变形特
点密切相关。其中，集 Ａ的 Ｒ均值最大，这是因为结构缝吸收了由于温度、荷载等产生的不均匀变
形，导致相对位移较大；集 Ｃ的 Ｒ均值也比较大，其原因是泵房底板上下游跨度较大，在水推力的作
用下，轻微倾斜导致的不均匀变形会被泵房底板大幅度放大；集 Ｂ的 Ｑ均值与 Ｒ均值最小，主要是因
为泵房底板同侧测点受到混凝土协同变形的约束作用较大。
三种测点集的 Ｑ指数和 Ｒ指数的分布形式如图 ９所示。可见，由于测点的荷载、位置等因素不同，
三种变形模式下 Ｑ指数和 Ｒ指数的分布形式、数值范围等差异明显。求出 Ｑ指数和 Ｒ指数的分布函数
后，还需要确定泵站变形转异显著性水平 α 。显著性水平即小概率事件发生的可能性，在统计学中小概
率事件可认为是不可能发生的事件，如果该事件发生，则认为是异常的。在水工建筑物监控指标拟定中
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显著性水平一般取 ０．０１～０．０５ ，为了保守起见，本文选取泵站变形转异显著性水平 α ＝ ０．０５，进而拟定
得出该泵站的预警指标 Ｑ 和 Ｒ（见图 ９）。当 Ｑ指数或 Ｒ指数大于预警指标时，则认为泵站变形转异。
α α
表 １ Ｑ指数与 Ｒ指数的平均值与标准差

集 Ａ 集 Ｂ 集 Ｃ
类型
平均值 标准差 平均值 标准差 平均值 标准差
Ｑ指数 ０．１８４ ０．２０７ ０．１７５ ０．１４０ ０．３６８ ０．２０５
Ｒ指数 ０．６２３ １．６８０ ０．１８５ ０．１５１ ０．６１７ ０．５８４

３．４ 有效性分析 在确定 Ｑ指数和 Ｒ指数的预警指标后，可以根据 ２．４节中构建的方法对测点变形进
行健康诊断。以下选取几种典型测点来验证该方法的有效性：如图 １０所示，从监测数据上来看，站

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