一种高频雷达回波谱反演海浪的新算法

在高频地波雷达海浪谱反演问题中,广泛采用的Barrick后向散射公式属于第一类非线性Fredholm积分方程。此类积分方程的解在本质上是不适定的,加之高频雷达二阶回波信号信噪比较低,使得反演海浪谱存在解不稳定的问题。本文提出一种稳定且低复杂度的反演算法,此算法首先根据高频雷达一阶回波谱测量海浪方向,并将其引入积分方程求解过程,减少求解变量的个数,降低反演算法的复杂度。为解决反演结果不稳定的问题,使用Tikhonov正则化方法并利用广义交叉验证法(GCV)确定其正则化系数。通过在不同测试条件下对反演算法的仿真测试分析,表明此方法具有运算量小、稳定性好的特点。     

基于自适应α—β滤波的HFSWR海上目标航迹跟踪

针对基于α-β滤波的高频地波雷达海上目标航迹跟踪方法跟踪精度较低、工程适用性较差的问题,提出了一种极坐标下α-β滤波自适应系数选取方法,该方法有效利用了高频地波雷达目标量测参数的特点,能够在跟踪过程中根据实际量测对滤波系数进行自适应调整。利用仿真及实测地波雷达数据以及同步AIS航迹对提出方法的航迹跟踪性能进行了实验验证,并与现有自适应系数选取方法的跟踪性能进行了对比,结果表明,本文方法能够得到平滑、持续的航迹输出,跟踪距离远,跟踪率及跟踪精度高。     

海水盐度对沉降泥沙固结过程影响研究

黄河每年输送上亿吨泥沙入海,其中80%以上沉积在河口附近水下三角洲。受黄河入海径流量、气候及海洋动力条件影响,黄河口海域海水盐度变化显著。目前,不同盐度海水环境下入海泥沙沉降形成的海床土,固结过程有何差异尚不清楚。本文在黄河水下三角洲潮坪配制不同盐度的流态沉积物,模拟不同沉积环境下新沉积土的固结过程,利用轻型贯入测试、十字板剪切测试等现场原位试验,实时观测沉积环境盐度对沉降泥沙固结过程的影响。研究发现:随着海水盐度增加,沉积物固结强度增大,沉积环境盐度每增高1‰,沉积物固结后强度可增加0.15倍;海水盐度对沉积物固结速率的影响,在初始阶段表现不明显,在沉积物固结后期,盐度每增高1‰,固结速率可增长1.23倍;海水盐度的增高,还加剧了沉积物固结强度的空间非均匀性。本研究的发现,促进了对河口区海底工程环境的认识。     

武汉市盛夏高温气候特征和成因及预报

利用1950～2005年盛夏(7～8月)逐日武汉市最高温度、2002年和2003年6～8月T213格点风和垂直速度资料,分析了武汉盛夏高温的气候特征,研究了高温过程及西太平洋副热带高压活动特点。分析结果表明:20世纪50年代末至60年代初、60年代中期、70年代后期、90年代和2000～2005年为高温日数偏多的5个阶段。80年代高温日数偏少。对较大的时间尺度而言,强的高温集中在50年代后期至60年代以及90年代后期至2005年。强高温过程集中在7月下旬至8月上旬。西太平洋副热带高压持续稳定控制长江中下游,是造成高温及强高温过程的主要环流系统。选用ECMWF和T213温度和纬向风场预报产品,应用灰色预测方法建立了武汉市盛夏日最高温度预报模型,该模型试用于2003年和2006年盛夏高温预报,检验结果表明该模型提供的高温定量预报有一定的参考价值。     

黄河入海泥沙沉积固结过程抗侵蚀性变化研究

河口入海泥沙沉积固结过程中抗侵蚀性的变化直接决定着沉积物的再悬浮和二次迁移,对河口岸滩的稳定具有重要决定作用。在现代黄河三角洲潮滩模拟入海泥沙快速沉积,现场测试不同固结时间沉积物的抗侵蚀性和物理力学指标的变化。研究发现,黄河入海泥沙沉积物的抗侵蚀性随固结时间增长迅速提高,当沉积固结时间达8h时,其临界侵蚀切应力就超过了原状潮滩表层沉积物;新沉积泥沙的临界侵蚀切应力与其重度、贯入阻力、剪切强度呈良好的正相关关系,与含水率呈良好的负相关关系。黄河入海泥沙临界侵蚀流速的试验值随固结时间的增长速率要高于各泥沙起动公式计算值的增长速率,前者是后者的1.5～4.1倍。     

四川汶川七盘沟“7·11”泥石流破坏建筑物的特征与力学模型

2013年7月11日,四川省汶川县威州镇七盘沟暴发大规模泥石流。通过实地调查和测量,获取了98份建筑物破坏样本。泥石流中大石块、漂木和生活废弃物是参与破坏的主要介质;建筑物长轴方向与流向垂直时,更易遭受破坏;而长轴方向与流向平行且规则分布时,首个遭遇泥石流的建筑物会严重破坏,但也起到阻挡泥石流和耗能的作用,较好地保护了其后的建筑物;当建筑物分布不规则时,首个和凸出的建筑物均遭受冲击破坏;距泥石流出口和主流线越近,建筑物破坏越严重。分析建筑物破坏特征发现:受损建筑物表现的破坏模式因结构类型不同而异;若以梁和柱为承重构件,其破坏主要因柱体受冲后产生塑性铰或被剪断,致建筑物倾斜或倒塌,而以砌体为承重构件者,其破坏表现为承重墙体产生裂缝或垮塌致建筑物整体倒塌。参照建筑物破坏模式,以静力学极限平衡理论为基础,提出建筑物柱体和墙体破坏的临界条件计算公式。最后,依据泥石流的破坏方式和建筑物受损模式,将七盘沟建筑物的破坏划分为5个等级,并讨论了甘肃舟曲泥石流和本次灾害期间建筑物破坏特征的异同。本研究从案例分析的角度,为泥石流危险区城镇及居民点建筑物规划布局和结构设计提供参考。     

基于衰减因子的虚拟应答器信息融合方法研究

针对虚拟应答器(VB)信息融合时使用Kalman滤波易出现滤波发散的问题,提出了基于改进Sage-Husa自适应滤波算法的信息融合方法. 首先采用自适应滤波动态调节噪声统计特性参数,抑制滤波发散,在预测误差方差矩阵中引入衰减因子,减小陈旧数据的影响进而提高滤波精度,最后进行仿真实验,将所提出的滤波算法与Kalman滤波和Sage-Husa自适应滤波在VB的位置误差和速度误差上进行对比. 仿真结果证明:在相同的时间内,本文所述算法在VB的定位误差上具有显著优势,具有较好地稳定性.      

水源热泵井群布置方案对地下水流场影响分析

以某地下水源热泵系统工程为例,依据工程场地实际抽水-回灌试验数据,建立研究区地下水流数值模拟模型,分析该地区适宜的井群布置方案,并定量研究不同井群布置方案对地下水流场的影响范围与程度,为确定合理的井群布置方案提供技术支撑。研究表明：对于同一含水层回灌,随着抽水-回灌时间的延长,就有利于抽水-回灌能力及尽量减小对周边地下水开采的影响而言,抽水井、回灌井交叉布置,部分回灌井集中布置的方案较为合理。     

隧道区滑坡防治方案研究

分析滑坡区隧道的主要病害特征和滑坡与隧道病害的相互关系。对隧道区的滑坡防治进行系统的分析与研究,针对性地提出了安全、经济的防治方案,为今后隧道区的滑坡防治方案提供参考。     

重庆万州区山地分类定量化研究

文章在GIS技术支持下,基于水文分析模型,通过DEM数据,结合山地综合分类模型,以重庆市万州区为例,对山地进行定量化分类研究,结果表明:以负地形洼地贡献区域作为山地相对高程的起算面,完全摆脱了人为因素的影响,解决了一直以来难以确定山地相对高度起算范围的难题;以负地形洼地深度作为山地相对高程是正确可行的,且能快速获取山地的相对高程;以山地表面积代替投影面积计算山地率更切合实际.