基于GprMax2D的土洞数值模拟与实测研究

文章根据覆盖型岩溶塌陷区第四系内土洞的性质特点及电性特征,使用GprMax2D软件构建多个土洞模型,对土洞探测进行数值模拟,分析不同频率地质雷达波对各种土洞的响应特征,之后与实际探测剖面进行对比.研究结果表明,雷达波频率为80 MHz和200 MHz这2种主频能满足探测浅部土洞分辨率的要求,而80 MHz拥有更大探测深...     

基于正交贴体网格的VTI介质地震波数值模拟

为了解决规则网格有限差分法在处理起伏地表自由边界条件时需进行复杂坐标转换和插值运算的问题,以及对起伏地表进行阶梯状离散近似所产生的虚假散射波问题,将计算流体力学中的正交贴体网格生成技术引入到起伏地表下VTI介质的网格剖分中,采用基于同位网格的DRP/opt MacCormack有限差分法模拟起伏地表下VTI介质中的地震波场。网格的正交性使实施自由边界条件时无需做复杂的坐标转换和插值运算。数值算例表明,本文提出的网格剖分法能够有效消除阶梯状网格产生的虚假散射波,从而提高起伏地表下VTI介质地震波数值模拟精度。     

多普勒天气雷达二维理想均匀风场的数值模拟

对风场结构和信息的探测始终是气象科学的重要研究方向。多普勒天气雷达是研究大气边界层风场的有力手段,有效地利用其径向速度资料分析和推断真实的风场结构,能够大大提高中小尺度天气系统预报的准确度。基于单多普勒天气雷达探测风场反演技术,用Matlab实现二维理想均匀风场的多普勒天气雷达径向速度图模拟。考虑到雷达系统的工作波长和脉冲重复频率的差异可能导致观测结果产生速度模糊的问题,以风向风速各自随高度变化与否以及如何变化的4种风场情况,分别给出了S、C、X波段的多普勒天气雷达径向速度模拟图,并且设计了相应的GUI界面。通过分析模拟的径向速度平面位置显示图,帮助反演真实的风场信息。     

地质模拟中数据插值方法的应用

地质模拟是地学研究的新手段之一。地质模拟需要将离散的有限空间样本点数据转变为连续、可视的地质剖面或地质体。因此,根据有限个空间样本点数据进行外推插值是地质模拟的一个重要问题。防止模拟失真,提高仿真性,是地质模拟的关键,而插值方法的选择将直接影响着模拟的精度和真实性。本文简要介绍了几种主要的地质数据插值方法,对其在地质模拟的数据插值中应用选择作了对比分析。     

基于数值模拟的含水层参数识别

利用地下水流数值模拟软件Modflow耦合大型抽水试验和长观孔水位两个模型的方法,对含水层参数进行了识别与校验,该方法求得的含水层参数避免了只利用抽水试验模型校验所带来的不确定性.同时利用抽水实验数据进行抽水与恢复的全过程曲线拟合,水位降深模拟相对误差小于6%,并且对均衡水量、泉水的溢出量以及末流场拟合程度进行了分析,均衡水量模拟相对误差最大为2.6%,泉水溢出量模拟相对误差最大为8.14%,末流场拟合程度也较好,从而提高了含水层参数的准确性.实例研究表明,这种求参方法精度高、切实可行,可以推广到其他的含水层参数确定中.     

火山地区重力场变化的数值模拟

推导了火山活动引起的重力变化与地面三维位移场变化的表达公式，讨论了火山活动引起重力场变化的时空分布特征。根据火山活动的特点，采用张开型矩形位错理论模型对火山活动过程引起的地面重力场变化进行了数值模拟，并对一些火山地区观测到的重力变化进行理论解释。     

复杂起伏地表的POD数值模拟

对油气勘探和大地测量中的复杂起伏地表采用POD方法进行数值模拟.从大量的观测数据中提取出标准正交的基函数,用这些基函数对起伏地表进行拟合.模型试验表明:这种方法是高效可行的,可广泛应用于数据压缩、图像处理、信号分析和流体的优化控制中.     

基于分层注水数学模型的油藏数值模拟

为模拟油田注水开发历史,提高分层动用状况及剩余油模拟结果的可靠程度,根据油田分层注水资料,分析水嘴的嘴损特性,建立考虑启动压差、水嘴直径等嘴损特性的分层注水数学模型,计算分层注水井各层段嘴前流压,实现嘴损方程与井—网格压力方程的耦合;考虑分层注水油藏数值模拟线性系统生成,实现井筒流动与井—油藏流动相耦合,提出分层注水油藏数值模拟方法,在PBRS(并行黑油模拟器)实现数值模拟功能.结果表明:模型能够反映分层注水开采开发效果,对缓解油田层间动用矛盾、改善注水开发效果具有指导意义.     

降雨对滑坡的影响与基于ANSYS的滑坡数值模拟研究

分析了四川理县一处山体滑坡2014-08～2015-08的监测数据。结果表明,滑坡处于缓慢发生中,滑移的主要方向指向山体旁的学校;1 a中3个监测点在该方向上的累积位移量分别为180 mm、262 mm和448 mm。分析降雨量资料发现,降雨对山体滑坡有延迟的影响。利用ANSYS软件对滑坡发生的过程进行数值模拟,并计算监测点的位移,结果与实际观测情况吻合较好,得到降雨量与弹性模量、密度、粘聚力、内摩擦角之间的关系。该数值模拟实验提供了一种预测滑坡的新方法。     

植被变化引起我国气候变化的数值模拟

使用区域气候模式RegCM3,进行植被变化对中国区域气候影响的数值模拟试验。模拟结果表明：植被退化使气候变得更加恶劣,退化区降水减少,大气变得干燥,气温升高;而植被增加使得降水增加,大气湿度增大,气温降低。地表植被的变化可通过地气问相互作用激发出大气偏差风环流,从而影响大范围气候,乃至全球气候。     

平阴县前寨-凌庄水源地地下水数值模拟

根据平阴县前寨一凌庄水源地的水文地质条件,建立了裂隙岩溶水的平面二维非稳定地下水流模型,并应用Modflow软件对该区地下水流进行数值模拟。在进行计算区剖分、空间离散、参数分区、边界条件及源汇项处理与模型识别、验证的基础上,通过预测分析得出：该水源地按设计开采量开采后,地下水位不会出现持续下降趋势,最大降深在允许范围之内,因而也不会诱发环境地质问题。     

瞬态地幔对流引起的大尺度核幔边界起伏的数值模拟

利用2个较新的S波层析模型SEMUCB_WM1和S40RTS进行瞬态地幔对流在三维球坐标系下的数值模拟,得到全球大尺度核幔边界(core-mantle boundary,CMB)起伏,其幅度约为-5~5 km,形态分布主要表现为太平洋区域和非洲南部下方核幔边界的隆升及环绕这2个区域的核幔边界凹陷。     

烟台市地质灾害发育现状及影响因素分析

2016年山东省开展各市地质灾害排查工作,烟台市作为地质灾害较发育区,是该次排查重点工作区之一。该文以现状调查为基础,查明了烟台市共发育471处地质灾害隐患点,地质灾害规模以小型为主,主要类型为崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷和岩溶塌陷,其中崩塌隐患点占地质灾害总数的68%,数量最多,其次为泥石流和采空塌陷,各占总数的15%和14%,滑坡数量最少,仅占总数的1%,并介绍了各类地质灾害分布特征。在此基础上,对地质灾害的主要影响因素——地形地貌、岩土体类型、地质构造、降水和人类工程活动等进行了分析。最后提出了在进行工程建设活动的同时重视其引发的地质灾害问题,以减少和预防其带来的次生地质灾害。     

青岛市地质灾害现状和风险评价

青岛地质环境条件较复杂,地质灾害隐患点较多,规模主要为小型。已发现的地质灾害种类有崩塌、滑坡和地面塌陷等3种,其中以崩塌为主,地面塌陷次之。地质灾害的形成受到内、外在因素及人类工程活动的影响。总结每个地质灾害隐患点的规模大小、威胁对象、危害程度、发育时间等特征,概算出危险度和易损度,确定灾害风险度,提出防治建议,为地质灾害防治工作提供科学依据。     

论山东省矿山地质环境现状及存在问题

山东省是矿产资源大省,资源储量丰富,开采历史悠久,开发强度较大。矿产资源的开发在保障经济社会发展的同时,也引发了较多的矿山地质环境问题,破坏了局部生态环境,影响了人民生产生活。为推进生态山东、美丽山东建设步伐,谋划一个时期内的矿山地质环境保护与治理工作,根据国土资源部等五部局的统一部署,2017年山东省率先在全国开展了山东省矿山地质环境详细调查工作,共完成高精度遥感解译157 900km~2,矿山地质环境调查34 290km~2,调查矿山9 672座,水土样测试各200余件,取得了大量翔实的矿山地质环境调查数据。该文在深入分析调查成果的基础上,高度概括了由于矿产资源开采引发的地形地貌景观破坏、采煤塌陷、非煤矿山采空区及废弃矿井、占压土地资源等主要矿山地质环境问题的分布、规模、危害和治理工作开展等情况;客观剖析了山东省地质环境保护与治理存在的主要问题;科学预测了矿山地质环境保护与治理工作发展趋势,并针对性地提出了对策建议。     

日照市地质灾害现状及防治建议

日照市地质灾害隐患点共计90处,灾害规模以小型为主。利用地质灾害危害程度评价、地质灾害稳定性、危险性评价及地质灾害易发程度综合分区评价,查明了地质灾害点分布位置,将地质灾害点的基本单元格进行现状、潜在地质灾害强度分析,其他基本单元格进行潜在地质灾害强度分析,确定各基本单元格易发程度。通过MapGIS软件,将相同易发程度的基本单元格合并连接成区,将地质灾害易发程度划分为高易发区、中易发区、低易发区,依据地质环境条件、地质灾害发育现状、灾害变化趋势、灾害危害特征,划分为重点、次重点和一般防治区,提出详细的地质灾害防治目标及对策建议,为日照市开展地质灾害预警预报示范区的建设工作提供了技术支撑。     

基于Visual MODFLOW的地下水数值模拟研究及水位预测

地下水的开发一直是困扰城市发展的难题,过度的、不恰当的地下水开发往往对地下水资源造成不可恢复的损害.济南地区已开发了长孝水源地开采利用岩溶水,研究这一区域适量增采条件的地下水动态响应对地下水的合理开采具有现实意义.本文建立了长清-孝里铺水文地质单元数值模型,并运用Visual MODFLOW软件对模型进行计算.经过对模...     

青岛市黄岛区潮河水源地地下水数值模拟

在分析研究青岛市黄岛区潮河流域水文地质条件基础上,建立了水文地质概念模型和地下水流数值模拟模型,利用地下水水位动态监测资料对模型进行了识别,并预测了三枯一丰一平条件下地下水最大开采量以及水位、降深分布情况。结果表明,模型验证拟合结果较好,地下水最大开采量为2.4万m3/d,地下水开采不会引起地面沉降、海水入侵等问题。     

2018-01-23阿拉斯加海啸的数值模拟研究

利用Okada模型计算2018-01-23 09:31（UTC）阿拉斯加湾7.9级地震引发的海啸的初始场信息,利用COMCOT模型模拟海啸传播。比较海啸首波振幅和到达时间模拟值与实测值显示,振幅差异在4 cm以内,时间差异在4 min以内。模拟结果与观测资料吻合,揭示阿拉斯加地震引发的海啸强度弱,同时反映海啸初始场参数的选择合理有效,海啸模拟计算结果真实可靠。