[发明专利]基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法

权利要求书

1.基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、长期水位观测资料收集整理；

S2、定义Mann-Kendall趋势检验统计量S；

其中，

h—地下水年最高水位标高(m)；

n—地下水年最高水位标高数据样本长度(n＞10)；

j、k—地下水年最高水位标高序列的第j、k个数据值；

Sign()—符号函数；

S3、计算Mann-Kendall趋势分析统计变量Z值；

其中，Var(S)＝n(n-1)(2n+5)/18；

S4、判定Z值的范围，确定抗浮设防水位；

Z值为负，且|Z|≥1.64，则场地抗浮设防水可按下式计算：

H0＝H1+H2+Δh；

H0—场地抗浮设防水位(m)；

H1—勘察期间实测场地最大静止水位(m)；

H2—意外补给带来的地下水升高值(m)；根据地区经验取值；

Δh—场地地下水位最大年变幅(m)；

统计变量Z值为其他情况，场地抗浮设防水位取长期观测水位最大值，也就是历史最高水位。

2.根据权利要求1所述的基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：在步骤S1中，数据收集需要满足以下要求，

S11、地下水年最高水位标高应采用水位观测井内一年中实测地下水水位的最高标高；

S12、收集的资料需消除一、二等水准复测平差的影响，统一到同一高程系统；

S13、收集的地下水位长期观测资料应大于10年。

3.根据权利要求1所述的基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：定义Mann-Kendall趋势检验统计量S中，原假设h1，h2，h3，…，hn，为n个独立、随机、同分布的地下水位时间序列数据，即不存在变化趋势；备择假设是双边检验，对于所有的j、k≤n，且j≠k，地下水位hj、hk的分布是不相同的，即存在变化趋势。

4.根据权利要求1所述的基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：计算Mann-Kendall趋势分析统计变量Z值中，地下水年最高水位标高数据样本长度n＞10时，S服从正态分布，其方差Var(S)＝n(n-1)(2n+5)/18。

5.根据权利要求1所述的基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：Z值为负，且|Z|≥1.64，即水位呈下降趋势且通过了信度为95％的显著性检验。即在给定α＝0.05的置信水平上，作双边趋势检验，当统计变量|Z|≥Z1-0.05/2＝1.64时，原假设不成立，该地下水时间序列数据存在明显的上升或下降趋势。当统计变量Z为正值时，地下水时间序列数据有上升趋势且通过了信度为95％的显著性检验；当统计变量Z为负值时，地下水时间序列数据有下降趋势且通过了信度为95％的显著性检验。

6.根据权利要求1所述的基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：H1—勘察期间实测场地最大静止水位(m)，岩土工程现场勘察结束后统一量测，可在钻孔、探井或测压管内直接量测；对于砂土和碎石土，量测的间隔时间不少于30分钟；对于粉土和粘性土，量测的间隔时间不少于8小时；水位量测精度不低于±20mm。

7.根据权利要求1所述的基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：H2—意外补给可能带来的地下水升高值(m)，根据地区经验取值；意外补给可能带来的地下水升高值通常由非本地区大气降水、水库放水、引水工程(如南水北调)等引起，该值的确定应在对场地环境条件、区域水文地质条件进行分析后，根据区域经验取值，通常对于无意外补给可能的地区，该值取0m。

8.根据权利要求1所述的基于Mann-Kendall趋势分析的场地抗浮设防水位确定方法，其特征在于：Δh—场地地下水位最大年变幅(m)；根据地区经验取值，枯水期勘察时取地下水年变幅大值，丰水期取小值，不同地区受大气降水、区域地层等影响，场地地下水水位最大年变幅一般不同，且随季节更替呈现出一定的变化规律；丰水期地下水位一般会出现年内峰值，枯水期一般会出现年内低值，因此在丰水期期间勘察，Δh应取小值，枯水期期间勘察，Δh应取大值。