全国重要矿产资源潜力评价一些基本预测理论方法的进展

全国25种重要矿产资源潜力评价工作是迄今为止投入最多的矿产预测评价工作,采用的技术方法是基于矿床模型的综合地质信息预测方法。预测工作针对矿产预测的基本问题,如地质工作的不平衡性、三维预测、定量预测与定性预测结合、地物化遥综合预测等问题进行有益探索,提出了新的解决方案。以矿产预测类型为纲,开展建造构造编图,将建造与成矿环境结合;通过矿产预测类型的成矿模式、预测要素研究构建定量预测模型;通过成矿地质体地质参数法预测实现二维到三维的定量预测。     

等权平均组合预测在斜坡变形位移中的应用

单一预测模型仅能体现系统的局部,其预测精度较差。为此,研究了组合预测方法在斜坡变形位移中的应用,它将各种预测方法进行适当的组合,综合利用各种预测方法所提供的有用信息进行预测。首先建立5种单一预测模型分别进行了预测,然后把各个预测模型的预测结果等权平均进行组合预测。并通过对链子崖危岩体监测点 位移值的预测,预测结果表明其绝对误差较低,精度较高,大大地提高了预测的精度和稳健性。     

短期电力负荷的组合预测方法

电力负荷的影响因素很多,用单一预测模型进行预测时,因自身的局限,使其预测精度和稳定性不高。组合预测可以综合考虑各单一预测模型的结果,提高预测精度和稳定性。在电力预测中常用的指数平滑法、趋势分析法、Box-Jenkins时间序列法以及灰色预测法的单一预测基础上,建立组合预测模型,采用最小二乘法确定组合预测模型权重,并对某水电电力公司的上网负荷进行预测。实例表明,组合预测法能在短期电力预测中改善预测精度,提高预测的稳定性。     

地下水动态预测的灰色─周期外延组合预测模型

本文提出的灰色预测与周期外延预测相结合的灰色─周期外延组合预测模型，吸取了灰色预测与周期外延预测的优点，可广泛应用于地下水动态预测及其它序列预测。     

大数据思维下的矿产资源评价

以大数据时代的预测思维方法,结合重要矿产资源潜力评价具体工作,探索了矿产资源预测评价的基本理论基础。认为大数据的相关性预测方法和常用的综合信息矿产预测方法是一致的,矿产预测模型理论、多学科信息相关性分析、预测地质求异理论、矿产区域趋势分析方法是矿产资源评价的四项基本理论。总结了在数字化、信息化时代矿产资源预测评价的主要工作流程。建立数字化预测数据平台、根据预测矿产模型进行数据清洗、编制预测要素图件、建立预测模型、圈定预测靶区和成矿远景区、进行资源潜力估算等是预测评价的基本任务与流程。     

全国重要矿产资源潜力评价模型汇总

模型是矿产资源评价的基础,全国25种重要矿产资源的潜力评价都是以预测地区的矿床预测类型为纲,通过相似类比进行圈定靶区和预测资源量的。由于此次预测涉及全国上千个矿产预测类型,要进行全国性汇总评价则需要形成全国性模型。在原有82个预测评价模型的基础上,通过各省矿产预测类型汇总,建立矿产预测类型谱系,形成了全国汇总模型。     

矿产资源评价理论

矿产资源评价,习惯称“矿产预测”。我国大规模的矿产预测工作都是通过矿产区划实施的。自矿产预测开始之日起,存在矿产预测理论探讨的内容。过去由于受成矿学理论的限制,缺少矿产预测理论的系统总结,预测实际中运用经验达到预测的目的。我国自20世纪80年代至今,已开展过三轮矿产区划,长期的预测实践,积累了丰富的经验,已在多方面探索了矿产预测理论,用理论指导矿产预测。目前已总结了理论上有一定深度、工作中普遍适用、实践中已产生巨大效益的矿产预测理论。     

滑坡变形组合预测方法的研究

为了预测边坡变形大小,以便及时采取防治措施,通过取不同的迟滞时间对原始监测数据进行相空间重置获得新的数据序列,再以这些新的数据序列为基础,采用预测残差平方和最小的线性优化方法,将ARMA时间序列法和GM（1,1）灰色理论的预测结果进行组合,对某矿的边坡变形量进行滚动组合预测。对不同方法的预测精度和预测残差的标准差进行了对比分析,结果对比表明,组合预测较单项预测方法残差标准差明显减小,且相空间重置后的组合预测结果提高了直接预测的平均预测精度,这为边坡变形趋势的预测与防灾预警提供了可靠的方法。     

基于栅格数据的巴东新城区滑坡空间预测

针对滑坡空间预测中遇到的问题,简述了滑坡空间预测的主要过程,首先介绍了栅格数据的准备过程,结合栅格数据的存储特点,提出了基于栅格数据的信息量模型预测流程。以三峡库区巴东新城区为例开展了滑坡空间预测,重点阐述了预测过程中关键技术,如基于栅格数据计算信息量的解决方案、预测因素状态的确定方法以及预测结果的分级方法,同时探讨了影响巴东新城区滑坡的重要因素,在此基础上开展了巴东新城区滑坡危险性预测并对预测结果进行了合理性分析。通过解决这些滑坡空间预测中的关键性问题,为滑坡空间预测提供了一个高效合理的解决办法。     

变权组合预测模型在地下水水位预测中的应用

为探讨变权组合预测模型在地下水水位预测中的应用,以内蒙古通辽市东郊为研究区,利用该区1997-2008年的地下水水位埋深数据,采用基于指数预测法、灰色预测法以及线性回归预测法的变权组合预测方法进行水位埋深的模拟和预测。经计算,以上3种单项预测方法的预测值以及组合预测方法的预测值与实际值的误差平方和分别为5.116 1、5.080 1、4.914 8、4.672 3。这表明,利用变权组合预测方法比单纯运用某一种预测方法预测精度更高。并且,由预测值可以看出,到2015年该研究区水位埋深将达到15.39 m,相比2008年递增幅度将达到20%。     

水环境非线性时序预测的高精度RBF网络模型

为提高水环境非线性时序预测模型的精度,用自相关技术分析水环境时间序列的延迟特性,确定径向基函数(RBF)网络的输入、输出向量,建立了水环境时间序列预测的高精度RBF网络模型.用32年海洋水温时间序列实测资料来训练和检验网络并用于预测.用该模型对长江流域望江楼站8年总硬度、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧、挥发酚、镉、氯化物、硫酸盐等9种水环境要素时间序列进行预测.实例分析表明,所建模型预测误差均较小,好于门限自回归模型,BP神经网络模型和ELMAN神经网络模型.所建模型不仅精度高,而且收敛速度快.     

不流动水与非平衡吸附作用对溶质运移影响的数值模型-MIENESOR

不流动水与非平衡吸附作用对溶质在孔隙介质中的运移有很大影响,“两点-两区”模型是目前研究不流动水与非平衡吸附作用的较为完善和实用的模型。在溶质运移的“两点-两区”模型的基础上,同时考虑了土壤对溶质的平衡和非平衡吸附作用,开发了MIENESOR数值模型,并给出了基于有限差和有限元法联合的数值解,编制了相应的计算机程序。对MIENESOR数值模型的案例验算表明：该模型能很好地揭示溶质在包气带和含水层中运移的规律,所开发的计算机程序稳定性较强,可用于实际。     

基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究

滑坡体的变形表现出复杂的非线性演化特征,为克服传统分析方法在处理系统不确定性方面的不足,引入集对分析（SPA）理论,并结合模糊马尔可夫（fuzzy-Markov）理论来对滑坡SPA模型中的不确定系数进行二次预测,提出了滑坡变形SPA-fuzzy-Markov预测新模型。针对fuzzy-Markov子系统,分别提出了基于相关系数和特征值方差的多维空间模糊马尔可夫链拟合效果检验的两个新方法,并据此定量考察fuzzy-Markov子系统对参数响应的敏感性,用以确定最佳的模型参数组合。运用上述理论模型对刘家沱滑坡变形监测成果进行分析,综合定量考察了模型对模糊区间重合等级和马尔可夫状态转移步数这两个参数的敏感程度。结果表明：该算例条件下状态转移步数为敏感因子;与单纯SPA模型相比,复合模型能够进一步提高整体预测精度,在岩土监测分析领域中具有良好的实用价值;同时fuzzy-Markov理论的引入也为深化SPA基础理论研究提供了一条途径,不仅在岩土监测领域,在其他相关领域也具有理论和实用价值。     

A framework toward developing a groundwater conceptual model

Developing an accurate conceptual model is the most important step in the process of a groundwater numerical modeling. Disorganized and limited available data and information, especially in the developing countries, make the preparation of the conceptual model difficult and sometimes cumbersome. In this research, an integrative and comprehensive method is proposed to develop groundwater conceptual model for an unconfined aquifer. The proposed method consists of six steps. A preliminary step (step 0) is aimed at collecting all the available data and information. The output of the first step as “controlling observations” is conceptual model version 00. This step should be rigorously checked due to its critical role in the controlling of final conceptual model. Step 2 determines the aquifer geometry. The output of this step is conceptual model version 01. Step 3 is responsible to determine hydrodynamic properties and its output develops conceptual model version 02. Step 4 evaluates the surface and subsurface interactions and lateral in/out groundwater flows. The output of this step is conceptual model version 03. Step 5 is to integrate the results from other steps and to deliver the final conceptual model version. The accuracy level of the conceptual model and the annual groundwater balance is also determined at this step. The presented groundwater conceptual model procedure was implemented for the Neishaboor plain, Iran. Results showed its usefulness and practicality in developing the conceptual model for the study area.     

综合成岩作用和孔隙形状的岩石物理模型及其应用

横波速度对于地震模拟、AVO分析以及流体识别具有重要意义,实际测井数据中横波速度信息缺乏,因此横波速度预测已经成为岩石物理研究的一个焦点。综合Xu-White模型以及Pride模型,提出了一种新的用于计算干岩石模量的岩石物理模型。该模型综合考虑了孔隙形状和成岩作用对干岩石体积模量、剪切模量的影响,因此该模型更加合理并具有更高的精度。同时联合Gassmann理论,建立了饱和流体岩石的纵波、横波速度计算模型。将该模型成功地应用于实验室测量数据和实际测井数据的横波速度预测中,预测结果表明,基于本文提出的岩石物理模型的横波速度预测方法是行之有效的。     

论生态经济型环境水利模式——走水利绿色道路

基于可持续发展思想,创导了一个名为生态经济型的环境水利模式,从热力学上讲这是一低熵模式,从哲学上讲这是一“天人合一”的模式。该模式中的环境水利学为近年来中国专家学者率先提出的全面系统研究水利与环境相互关系的新学科。对该模式中的8个方面进行了详尽的探讨。     

基于建筑信息模型技术的盾构隧道结构信息模型建模方法

为解决隧道工程建设各阶段之间的信息交流和数据共享困难的问题,前期在工业基础类（industry foundation classes,简称IFC）标准的基础上实现了盾构隧道建模数据模型。在此基础上,提出基于建筑信息模型（building information modeling,简称BIM）技术的盾构隧道结构信息模型建模方法。根据扩展的盾构隧道结构信息模型的IFC表达,提出了单个管片块建模方法和隧道线路解算流程和步骤。在此基础上,进行盾构管片拼装与隧道建模,建立了盾构隧道建模流程和参数化建模方法,形成了基于BIM技术的盾构隧道结构信息模型建模方法。最后,通过实例验证了建模方法的可行性。工程应用表明,通过借鉴和引入BIM技术,建立基于统一IFC数据标准的盾构隧道结构信息模型,可以实现盾构隧道信息的无损交换与充分共享,从而进一步验证了前期提出的基于IFC的盾构隧道建模数据模型的正确性。研究成果可为隧道数值计算分析提供初始模型,为实现隧道三维可视化模型和分析计算模型的无缝对接提供基础。     

地下采矿引起的地表下沉的动态过程模型

分析了由地下采矿引起地表下沉的动态过程的Knothe时间函数模型的不足,在原Knothe时间函数中增加了一个以常数k为参数的幂指数,增加参数后的时间函数模型经理论分析符合地表点下沉的动态过程、速度变化过程和加速度变化过程;改进后的时间函数模型中参数c决定地表点下沉过程时间的长短,参数k决定地表点在时间轴上的下沉路径及达到最大速度所需的时间;用改进后的时间函数模型对某矿沉陷盆地倾向主断面上下沉量最大点的下沉过程的观测资料进行了拟合,即用经验方法确定参数c后,再用最小二乘法确定参数k。研究结果表明,该模型可较准确地拟合实测曲线。用改进后的时间函数模型结合沉陷盆地主断面的剖面函数模型,建立了主断面地表下沉曲线变化的动态过程模型,该模型可求出沉陷主断面或沉陷盆地某一点在某一时刻的下沉量、下沉速度和加速度。     

Stochastic finite element modelling of water flow in variably saturated heterogeneous soils

Water flow is greatly influenced by the characteristics of the domain through which the process occurs. It is generally accepted that earth materials have extreme variations from point to point in space. Consequently, this heterogeneity results in high variation in hydraulic properties of soil. In order to develop an accurate predictive model for transport processes in soil, the effects of this variability should be considered. In this study a two‐dimensional stochastic finite element flow model was developed for simulation of water flow through unsaturated soils. In this model, the stochastic partial differential governing equation of water flow, obtained from implementation of the perturbation‐spectral stochastic method on classical Richard's equation, was solved using a finite element method in the space domain and a finite difference scheme in the time domain. The effective hydrological parameters embedded in the mathematical model depend on time derivatives of capillary tension head; this makes possible to consider the hysteresis due to large‐scale variability of soil hydrological properties. The model is also capable of simulating infiltration and evaporation events and rapid change in the land surface boundary condition from one type event to another, based on a scheme used in the model for implementation of land surface boundary condition. The model was validated with the data obtained from a layered lysimeter test. The model was also used to simulate water flow under a long irrigation furrow. The results obtained with this model show better agreement with experimental measurements in comparison with a deterministic model. The possible reason for this agreement is that in the developed model, the influence of the variability of the properties of soil and effects of parameter hysteresis on water flow and water content redistribution are considered. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

A coupled damage–plasticity model for concrete based on thermodynamic principles: Part I: model formulation and parameter identification

The development of a coupled damage‐plasticity constitutive model for concrete is presented. Emphasis is put on thermodynamic admissibility, rigour and consistency both in the formulation of the model, and in the identification of model parameters based on experimental tests. The key feature of the thermodynamic framework used in this study is that all behaviour of the model can be derived from two specified energy potentials, following procedures established beforehand. Based on this framework, a constitutive model featuring full coupling between damage and plasticity in both tension and compression is developed. Tensile and compressive responses of the material are captured using two separate damage criteria, and a yield criterion with a multiple hardening rule. A crucial part of this study is the identification of model parameters, with these all being shown to be identifiable and computable based on standard tests on concrete. Behaviour of the model is assessed against experimental data on concrete. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.