基于水力走时反演刻画裂隙含水层非均质性

获取含水层水力参数空间非均质分布信息是研究地下水渗流、地下水污染物运移等诸多地下水问题的重要基础。然而，受常规勘察技术所限，含水层的非均质性难以直接刻画，尤其在裂隙介质含水层中，水力参数分布的非均质性更加突出，进一步增加了刻画的难度。针对该问题，本研究首先通过德国哥廷根大学北校区内的Neutra试验场地进行的64次抽水试验，获取了该场地不同深度观测点的水头响应曲线，然后使用解析方法对64组数据进行分析和参数评估，同时采用水力走时的方法对井间水力参数分布进行反演计算，最后将得到的结果分别与经典解析解参数估计和热示踪试验结果进行对比验证。结果表明，解析解参数估计的结果虽然能够在一定程度上展现含水层的垂向非均质性，但是无法刻画井间含水层水力参数的非均质分布；与热示踪试验结果的对比验证了基于水力走时反演的水力层析法在刻画裂隙介质水力参数的空间非均质分布的可靠性。      

锡林郭勒盟农乃庙井田充水因素分析及涌水量预测

简要介绍了农乃庙井田水文地质概况,井田的充水因素分析,包括含水层、隔水层的分布及断层导水性的分析,并结合相关实际情况利用矿井涌水量预测计算方法对第一水平先期开采地段的矿井涌水量进行预测。此次仅适用于矿井开采初期,后期应根据实际矿井涌水量的变化情况进行合理修改。下一步应探测研究上部间接含水层对矿井开采及坑道系统充水作用的影响,确保安全生产。     

论李雅庄矿区奥陶系峰峰组岩溶含水层贮存规律及富水性特征

李雅庄煤矿2号煤层存在奥灰水带压开采问题,文中参考近期矿区水文地质勘查成果及矿井突水资料,分析了奥陶系峰峰组灰岩含水层的水文地质特征,表明矿区内奥陶系峰峰组灰岩含水层富水性在平面分布上很不均匀,反映了非均质各向异性的特征,同时,奥灰水受断裂构造控制明显。     

新型地下水流速流向测量技术及其在岩溶区调查中的应用

我国南方岩溶区往往水文地质条件复杂,含水层的渗透性具有较强的非均一性。为探究岩溶含水层矢量渗透系数的分布规律,识别多级次岩溶水流系统的特征,利用新型地下水流速流向测量技术,在鄂西香溪河流域的典型水文地质钻孔进行了试验研究。结合地面调查、抽水试验和压水试验等方法,对流速流向测试与分析结果进行了水文地质解释及探讨。结果表明:所选典型钻孔岩溶含水层的垂向渗透系数不均一性较强,新型流速流向测量方法计算得出的渗透系数与抽水试验的计算结果相差５％;与压水试验相比,在钻孔２个不同深度的含水段,２种方法计算的渗透系数分别相差４４％和２％;不同深度的地下水流向测量结果表明,钻孔在垂向上揭示了２个不同层次的岩溶水流系统。新型地下水流速流向测量与分析方法能够较准确地识别岩溶水的优势径流方向和径流层位,对于岩溶含水层渗透性非均一性的定量刻画具有良好的应用前景。      

对东古城煤业矿井水文地质类型划分的研究

通过东古城煤业矿井水文地质条件的分析,掌握了含水层、隔水层的厚度分布,含水层水位、水质、富水性,各含水层之间的水力联系,补给、径流、排泄条件。同时进行了抽水试验,确定了水位标高、降深、单位涌水量等参数,通过对矿井充水条件的分析,明确了矿井充水水源,结合当地的地质构造确定了矿井充水通道。最后对矿井水文地质类型进行了划分,确定为极复杂型。同时对矿井防治水工作提出了合理化建议,为下一步防治水工作指明了方向。     

大同市万泉河流域玄武岩地下水开发研究

玄武岩为一孔隙、裂隙双重介质 ,在特殊的条件下 ,为良好的含水层。大同市万泉河流域玄武岩分布广泛 ,其玄武岩地下水具有良好的开发前景。根据该区玄武岩分布埋藏条件、地下水赋存规律 ,探讨了开发的可能性 ,并用解析法进行了水资源评价。     

关中盆地南部含水层间相互关系的环境同位素水文地球化学证据

应用环境同位素水文地球化学方法对关中盆地南部各主要含水层间的水力联系进行了探讨。研究结果表明,关中盆地南部各含水层间不同程度存在水力联系,所调查井泉中半数以上的第三系和上覆第四系下部更新统含水层发生了水力联系。环境同位素水文地球化学研究证实,盆地边缘深大断裂是沟通关中盆地南部各含水层间水力联系的关键因素。在山前断裂带出露的地下热水是地壳内部的热水与各含水层冷水混合的结果,冷水的组成以深层冷水为主,参与混合的冷水为古水,与净热水形成时代相差不大。     

地质统计学在含水层参数空间变异研究中的应用进展与发展趋势

科学合理评价地下水资源,对统筹规划、合理开发利用区域地下水,保障区域生态环境安全至关重要。获取含水层参数空间变异规律是解决地下水渗流、污染物运移、地下水开发利用等诸多地下水问题的重要基础。然而,受常规勘察技术所限,含水层非均质性难以直接刻画。两点地质统计学通过变异函数确定随机变量相关关系,解决地质变量空间线性估计并表征其各向异性;多点地质统计学突破了空间两点间相关关系的局限,通过多点训练图像建模,有效反映含水层参数变量空间分布特征,也更适合模拟复杂结构地质体。据此,本文对常用的两点地质统计学在含水层参数空间变异研究中的实际应用作了简述和探讨,并以含水层渗透系数为媒介,阐述了岩土电阻率和水力梯度或水头与渗透系数在地质统计学中运用的限制性协同关系。应用对比了多点地质统计建模与传统地质统计建模相比所具有的优势,并探讨了后者受自身算法、建模方法等制约现如今仍然尚未解决的问题及未来发展方向。指出在卫星、雷达及遥感技术快速发展背景下,数据同化、机器学习等手段融合、集成和尺度推绎多源、多空间、多分辨率空间数据帮助地质统计学实现数值建模是大势所趋。      

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.     

山东张宝庄铁矿水文地质特征研究

张宝庄铁矿矿床位于当地侵蚀基准面以下,呈似层状,倾角多在45°以上,埋深20～888m。对矿区3个主要含水层及其之间的水力联系进行分析,这3个含水层分别为第四纪全新世冲洪积孔隙水含水层、基岩风化裂隙水含水层和泰山岩群变质岩构造裂隙水含水层,各含水层之间水力联系较弱。另外还研究了矿床充水因素、预测矿床正常涌水量和最大涌水量,在此基础上划分该矿区水文地质条件为中等类型。     

Full waveform inversion with spectral conjugate gradient method

Spectral conjugate gradient method is an algorithm obtained by combination of spectral gradient me-thod and conjugate gradient method,which is characterized with global convergence and simplicity of spectral gradient method,and small storage of conjugate gradient method.Besides,the spectral conjugate gradient method was proved that the search direction at each iteration is a descent direction of objective function even without relying on any line search method.Spectral conjugate gradient method is applied to full waveform inversion for numerical tests on Marmousi model.The authors give a comparison on numerical results obtained by steepest descent method,conjugate gradient method and spectral conjugate gradient method,which shows that the spectral conjugate gradient method is superior to the other two methods.     

基于经验正交函数分解的GRACE时变地球重力场滤波处理

针对传统GRACE去相关滤波方法很难同时完美实现真实信号的保留与条带误差的削弱等问题,提出将经验正交函数滤波与去相关滤波相结合的改进策略。分别对真实GRACE数据和模拟数据进行滤波处理,结果表明,改进的滤波方法继承了经验正交函数滤波方法与去相关滤波方法的优点,能够在尽可能地削弱南北条带误差影响的同时,最大程度地保留真实地球物理信号。     

复数域与实数域最小二乘平差的等价性研究

针对等精度独立观测条件下的同一平差问题,从理论上证明复数域与实数域最小二乘平差结果的等价性,并指出复平差方法在函数模型表达上的简便特点。基于常用的图像几何校正多项式模型构造复数域多项式模型,并设计一阶和二阶多项式图像校正算例。结果表明,两种方法的平差结果完全相同,但复数域平差方法的参数维数和法矩阵阶数仅为实数域平差方法的一半。     

一种改进的北斗三频长基线模糊度固定算法

针对TCAR法在北斗三频长基线模糊度固定中成功率不高的问题,提出采用滑动窗口的方法对EWL、WL和NL模糊度进行固定。通过实验分析窗口大小与模糊度固定成功率的关系得出,在长距离定位中,模糊度固定成功率主要受到电离层延迟和对流层延迟的影响。因此采用滑动窗口固定EWL和WL模糊度后,通过GIF-TCAR法解算NL模糊度,同时使用滑动窗口法来固定NL模糊度。实验结果表明,该方法可用于北斗三频实时定位。     

基于改进SVM分类法的SAR图像水体面积提取研究

在复杂地表环境下的多云多雨地区,基于合成孔径雷达（SAR）图像提取水体时容易受到其它地物如水田、山体阴影等干扰,传统的灰度阈值法和SVM法未能考虑水体与其它地物在纹理和地形上的差异,因此水体提取结果精度较差。研究首先用Refined Lee滤波对SAR图像进行预处理;其后通过DEM建模和坡度计算提取地形特征,通过计算图像灰度共生矩阵以提取纹理特征（包括均匀性、角二阶矩和熵）,并结合SAR图像极化信息以及SDWI指数形成针对水体提取的特征空间,通过融合地形特征和图像纹理特征发展了改进SVM 分类法的水体提取模型。在使用Sentinel-1 SAR数据对所发展模型与SDWI水体指数法、传统SVM法水体提取结果进行比对后发现,改进SVM分类法提取的水体结果较好地剔除了水田和山体阴影,且提取的水体水面比传统的SVM法更加完整;该方法在总体精度、Kappa系数、漏分率和错分率指标上均优于SDWI法和传统的SVM法,总体精度达到98.06%,比SDWI法和传统的SVM法分别提高了23.24%和5.49%,有效提高了复杂环境下地表水体的提取精度。研究最后将所发展模型应用于2018年马哈韦利河流域逐月水体提取与变化分析,有效解决了山体阴影和水田误分问题。本文提出的改进SVM法可以实现复杂地表环境下大范围水体信息准确、完整提取。     

一种基于改进外点法的多项式拟合解法

针对多项式模型拟合的参数求解问题,依据最优化方法理论,将其转化为有约束的非线性规划问题进行求解,采用最速下降法进行迭代,从而在不线性化的情况下解决非线性问题。首先通过分析外点法的罚因子、目标函数和迭代初值,说明对外点法改进的合理性;再通过算例,说明该方法的可行性,并与常规方法比较,显示出其精度高、多解性等优点,为研究非线性模型空间数据处理理论提供一种新的思路。     

插补GNSS坐标时间序列的改进DINEOF算法

针对GNSS坐标时间序列插补中数据插值经验正交函数（data interpolating empirical orthogonal functions,DINEOF）算法受低相关度站点影响、连续长空缺插值效果欠佳的问题,提出相关数据插值经验正交函数（coefficient data interpolating empirical orthogonal functions,CDINEOF）算法。首先计算目标站点与其周围站点数据的相关度,然后筛选出相关度较高的数据构建观测矩阵,最后采用DINEOF算法对观测矩阵中的缺失数据进行插补。通过模拟数据和实测数据验证新方法的可行性,并与DINEOF算法和多项式插值法的结果进行对比分析。模拟数据实验结果表明,当观测数据存在连续长空缺时,CDINEOF算法的插值效果优于DINEOF算法和多项式插值法。实测数据实验结果表明,CDINEOF算法在保留方差最大化方面效果最好,与DINEOF算法和多项式插值法相比分别提升了11.8%和6.7%。     

A New Spectrophotometric Method for Measuring COD of Seawater

This research studied a new spectrophotometric method for measuring the chemical oxygen demand （COD） of seawater. In this method, the COD was measured using a spectrophotometer instead of titrating with sodium thiosuiphate. The measuring wavelength was selected to be 470 nm, and the COD of three standard glucose solutions （COD = 0.5, 1.5 and 2.5 mgL^-1, respectively） and two seawater samples （from the South Yellow Sea and Jiaozhou Bay） were measured using the spectrophotometric method and titrimetric method respectively. The results showed that the spectrophotometric method was somewhat better than the titrimetric method. The relative standard deviation （RSD） of the spectrophotometric method was less than 2.7%, and the recovery of seawater samples ranged from 96.3% to 103.8%. In addition, the spectrophotometric method has other advantages such as expeditiousness, operation simplicity, analysis automatization, etc. Therefore the spectrophotometric method can be used to measure the COD of seawater with satisfactory results.     

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PAL法——一种新的黄金选矿方法

ＰＡＬ法是近十年来应用于选治工业中的一种黄金选矿方法,它操作简单,适应性强,尤其能提高含砷、含硫等难处理金矿石的浸出率,从而降低生产成本,经济效益显著。该法在国外应用较普遍,经济效果明显。近年国内也相继对ＰＡＬ法进行了研究与应用,而在我省ＰＡＬ法的应用却相对滞后。因此,应加强对ＰＡＬ法的应用试验研究,从而促进我省的黄金生产的发展