一种改进的声发射模板识别流程及其在大尺度页岩水力压裂主被动观测实验中的应用研究

提出一种改进的实验室声发射模板识别流程.该流程联合RMS-AIC算法优化了模板事件的检测效果,将一种改进的绝对离差中位数（观测数据的二分位数与MAD的和）应用于不同时段RMS与互相关序列的动态阈值的设置中,并对声发射模板事件与多通道连续波形数据的互相关叠加方式进行了改进,以避免弱初至延迟量不准确对叠加异常点的影响.我们开展了大尺度龙马溪组页岩水力压裂过程的主动源超声检测与声发射事件联合观测实验,并将该流程应用于主、被动连续观测数据中声发射信号的识别.研究结果表明：利用本文提出的流程检测出1720个声发射信号,数量比声发射模板信号大约多5.54倍.利用更为完备的声发射目录,我们观测到页岩水力压裂过程中的主压裂点大约发生在152 s,且压裂后早期3 s内声发射率呈现出较慢的幂率衰减（p=0.130）,而后以较快速率（p=1.403）衰减至稳定值.此外,我们对多种震相拾取算法的比较、声发射的频-幅分布特征等方面开展了讨论.这一新的声发射识别流程可以有效提高在主、被动联合观测下的声发射识别效果,完备水力压裂过程中声发射的时序分布特征,为页岩气开采及风险评估的实验室研究提供有效支撑.

     

梅雨锋西段持续性暴雨的环境场特征及贵阳极端降水成因

利用高时空分辨率的ERA5再分析资料、湖北省雷达资料、MICAPS实况观测资料,对2020年7月16日鄂东北梅雨锋大暴雨进行综合分析。结果表明：（1）主雨带沿着山脉呈西北—东南向带状分布,具有持续时间长、累积雨量大、强降水范围集中的特点,有典型的β中尺度特征。（2）地面梅雨锋与925—500 hPa层的切变辐合系统形成了北倾切变系统,这一切变系统在16日白天稳定维持在鄂东北,为此次中尺度系统的发生发展和大暴雨的发生提供动力、水汽和热力条件。（3）MCS发展阶段出现了两种后向传播,即对流单体的后向传播和雨带的后向传播。这两种后向传播导致多个近乎平行排列的东北—西南向短雨带生成并维持,这些短雨带沿着MCS移动形成西北—东南向的“列车带效应”。MCS成熟阶段,雨带中单体移动方向和MCS走向一致,形成“列车效应”。（4）鄂东北地形复杂,在地形强迫作用下,桐柏山附近形成气旋性切变,陈巷站附近形成β中尺度辐合线,二者之间的辐合区有利于对流触发,使MCS西侧或西北侧形成新生雨带;桐柏山—大别山西端的地形阻挡作用,使冷堆形成冷出流,加强了925 hPa冷暖气流在山脉南侧辐合,有利于雨带西南侧的对流单体新生。

     

近50年来中国极端降水趋势与物理成因研究综述

2021年8月11日20时—12日20时（北京时,下同）湖北北部发生极端降水,24 h降水量最大达518.5 mm,1 h降水量最大达117.9 mm,造成了严重灾害。基于常规气象观测资料和ERA5再分析资料,采用统计学方法和天气学诊断分析法,对该过程极端降水的特征及天气学成因进行初步分析。利用常规气象观测资料和ERA5再分析资料,对2021年8月12日湖北省北部极端降水特征及其中尺度演变特征、环流形势和物理量极端性的天气学成因进行初步分析。结果表明：（1）不同区域降水性质不同,总体有累计降水量大、小时雨强强、降水时段集中、极端性突出、致灾性强等特点。（2）β中尺度对流云团发展迅速、持续时间长、东移速度慢是造成此次极端降水的主要因素。（3）高层南亚高压、高空急流以及中层副热带高压和低槽是主要影响系统,中低层切变线、低层低涡以及偏东急流是直接参与者。（4）925—850 hPa低涡和偏东急流异常强盛且长时间维持,导致低层形成强动力辐合中心和强水汽辐合中心,有利于700 hPa以下上升运动发展和维持。偏东急流也有利于低层能量锋加强南压以及θ_se高能区和对流不稳定层结的建立,促进对流性强降水的发生发展。（5）925—850 hPa的涡度、垂直速度、比湿和整层可降水量均表现出异常的极端性,且其异常度演变趋势与雨强演变趋势基本一致。

     

质子磁力仪梯度容限增强技术

为解决传统质子磁力仪梯度容限偏低,在地磁场不均匀地区磁测精度得不到保证这一难题,笔者深入研究了改进的信号测周方法提高质子磁力仪梯度容限的可行性,并筛选功能强大的32位嵌入式ARM芯片作为主控单元,研制出新型高精度质子磁力仪。经与CZM?5质子磁力仪对比测试,证明新型高精度质子磁力仪的梯度容限指标不低于8000 nT/m,满足课题任务书设计要求,改进的信号测周方法可显著地提高传统质子磁力仪的梯度容限这一重要技术指标。     

内蒙古额济纳旗沙坡泉地区发现中生代逆冲推覆构造及其控矿作用

北山地区发育中生代逆冲推覆构造及相关的成矿作用,但相应的研究工作一直薄弱,限制了找矿勘探进展。内蒙古额济纳旗沙坡泉地区的大比例尺地质填图及钻探工作发现,该区存在一条北西向逆冲推覆构造带。地层层序关系表明,逆冲推覆作用发生在早侏罗世-早白垩世之间,逆冲推覆构造及其派生构造控制了多金属矿体的形成和分布,其中北东向网状断裂裂隙系统是最主要的导矿、容矿构造。该推覆构造的发现指示了沙坡泉地区还有较大的找矿潜力,同时也启示在研究中应注意北山中南带中生代的逆冲推覆构造及相关的成矿作用。     

汉江流域硫铁矿区厚子河支流水质评价研究

为查明厚子河不同区域河水受硫铁矿污染的程度,在厚子河支流4个典型河流断面采集水样,开展水质全分析测试,并采用单因子评价法和综合水质标识指数法进行评价分析.研究结果表明:(1)运用单因子评价法对硫铁矿区厚子河水质评价的结果无差异,均为劣Ⅴ类水;而运用综合水质标识指数法的评价结果显示,距离硫铁矿开采区由近及远的4个断面HZ001、HZ002、HZ003、HZ004的综合水质标识指数逐渐下降,水质类别分别为劣Ⅴ类且黑臭、劣Ⅴ类但不黑臭、Ⅳ类、Ⅲ类,符合现场调查的实际情况,能够反映距离污染源越远时河水水质趋好的总体态势;(2)综合水质标识指数法不仅可以客观反映同一河流各个断面所处的综合水质类别、同一水质类别中受污染的不同程度以及与水环境功能区类别的比较结果,而且能够实现对劣V类水质污染程度的精细划分,相较于单因子评价法更加客观、科学、全面,适用于矿山开采等重污染区域河流断面水质污染情况的研判.     

利用元胞自动机和模糊C均值进行图像分割

提出了一种基于元胞自动机和模糊C均值思想的图像分割方法。该方法以模糊C均值算法为基础定义目标函数,以灰度级为对象,应用一维元胞自动机自迭代求取最小目标函数,实现对图像的初步分割;在此基础上,以二维空间邻域信息对原分割结果进行净化。该方法不仅可以用于普通灰度图像的分割,也可用于遥感影像图的分割。     

新疆罗北洼地湖相沉积物有机碳同位素的变化序列及其古环境意义

测定了新疆罗布泊地区湖相沉积物CK-2钻孔样品的总有机碳含量（TOC）及其同位素组成、碳酸盐含量和C/N比值等环境代用指标,以及石膏矿物的质谱-铀系年龄。测试结果表明,20～9kaB.P.期间沉积物δ13Corg.在-23.4‰～-16.1‰之间波动且阶段性明显,与TOC呈现良好的相关关系,整体变化趋势同南极Dome C冰芯中记录的全球大气CO2浓度一致;C/N比值表明有机碳来源主要是陆生高等植物。因此大气CO2浓度变化是影响20～9kaB.P.期间罗布泊湖相沉积物δ13Corg.值变化的主导因素,周围山体上C3/C4植物相对生物量的变化则是另一重要因素。依据δ13Corg.的变化序列将此时间段湖区古环境的演化分成6个阶段:20.0～14.1kaB.P.期间受到末次盛冰期的影响,气温偏低,湖水丰沛;14.1～13.3kaB.P.是一个气候不稳定期,冷暖波动较频繁,但以暖为趋势;13.3～12.8kaB.P.期间经历了一段冷期,于12.8kaB.P.结束了末次冰期,随后气候开始转暖至11.8kaB.P.;其后气温再次变冷并维持到10kaB.P.;最后从10kaB.P.进入全新世暖期。δ13Corg.序列明显向偏负方向变化,表明该地区变暖的趋势相当明显。罗布泊地区日益干旱化是全球气候变化的结果,尤其是受到全球CO2浓度的不断升高所制约。     

一种基于噪声统计特性的改进EMD降噪方法

GPS高程时间序列中通常都含有噪声,容易对GPS信号解算精度造成影响。针对这一问题,本文基于噪声统计特性,提出了一种改进的EMD降噪方法。首先将信号进行EMD分解,得到低频信号与高频噪声两个部分;然后将高频噪声部分随机打乱两次,并与原始高频噪声累加,求取平均值;最后与低频信号累加,构成一个新的信号再次进行EMD分解,提取出有用信号。最终利用模拟数据和WUHN站实测GPS高程时间序列数据对该方法进行验证。试验结果表明,当信噪比较高时,本文方法得到的降噪效果更佳。     

南京市区建筑场地地下水腐蚀性评价

本文介绍南京市区地下水的化学成分和建筑场地地下水腐蚀性评价以及腐蚀性原因分析。