能量平衡融雪模型在乌鲁木齐河源区的应用

山区融雪是内陆河流域重要的径流补给来源,融雪径流模拟是干旱区水文预报的研究热点。针对山区积雪消融的不确定性过程,根据能量平衡原理,以乌鲁木齐河源区融雪性洪水多发期为研究时段(2010年3月14日~4月12日),结合MODIS积雪产品和气象观测数据,采用GIS空间分析平台,阐述了融雪过程中能量平衡各收支通量变化的计算过程,并分析了融雪水量空间分布特征。模拟计算结果表明:乌鲁木齐河源区显热通量和潜热通量的日空间变化波动相似,但方向相反;日融雪量数值波动不大,但日融雪量空间分布不均,日平均融雪水量约为8.6 kg/m~2;融雪产流模拟结果和同期出山口水文站监测结果相吻合,Nash-Sutcliffe系数(R~2)和径流体积差分析(D_v)分别为0.76和6.72%,满足精度要求。该研究结果对干旱区内陆河流域融雪型洪水预报具有参考意义。     

基于预分类策略的激光诱导击穿光谱技术用于岩石样品定量分析

岩石样品中复杂的基质效应严重影响激光诱导击穿光谱（LIBS）定量分析的准确性,其原因是目标元素的发射特性会受到基质的影响,导致其发射强度偏离理想的规律。为提高定量分析准确性,本文提出一种基于岩性基质特性的预分类定量分析方法。该方法首先构建基于k近邻（kNN）与支持向量机（SVM）算法的多层分类模型识别样品的岩性进行分类,通过kNN算法将样品分成碳酸盐和硅酸盐两大类,再利用SVM算法将大类细分成6类,而后针对不同岩性样品分别构建元素定量模型。通过采用预分类方法,可以确保分析的样品具有相似的化学成分,更好地确定分析时的基准线和校准曲线,从而减少分析中的不确定度,提高定量准确性。kNN算法通过交叉验证选取最优的k值,同时使用网格寻优方法确定了SVM算法中关键惩罚参数C和RBF宽度参数γ,利用该分类模型对来自6类岩性的39个国标岩石样品和国标岩石混合样品中的Si、Ca、Mg和K元素进行分析,岩性识别的准确率达100%,保证了后续定量分析的准确性,并针对不同岩性中的不同元素采用了合适的预处理方式提升光谱数据的稳定性。相比于传统标准曲线定量方法,采用预分类方法可以减少不同岩性基质之间的相互影响,从而减小样品基质非均匀性带来的误差。对比两种方法进行数据分析,测试集样品的预测值与参考值相关性分析系数从0.231～0.664提高至0.994～0.999,平均相对标准偏差从38.2%降低至8.6%。与传统定量分析方法相比较,采用预分类定量分析方法所构建模型对上述4种元素定量分析结果准确性有着明显的提高,为提高岩石元素定量分析准确性提供新的思路,拓宽了LIBS技术的实际应用范围。     

考虑水体面积变化的鄱阳湖平原区地表-地下水相互作用模拟

湖泊的水情变化会影响其与地下水之间的物理水文过程和生态行为,鄱阳湖独特的“河湖相”转换特征使得该地区地表-地下水交换过程更加复杂。采用Visual MODFLOW构建三维非稳定流地下水流数值模型,利用LAK3子程序模块,通过输入五河入湖以及鄱阳湖流入长江的水量,实现湖水面积的动态模拟。结果表明,2019年湖水位模拟值与实测值的均方根误差为0.225 m,地下水水位模拟值与实测值的均方根误差为0.571 m;模型模拟鄱阳湖水面积环比变幅−41%~83%,与遥感影像结论吻合。该模型减少了湖泊作为边界条件的约束,可以有效刻画鄱阳湖频繁变化的湖水位和水体面积,准确模拟地下水流场和地表-地下水相互作用关系对湖泊水体高度动态变化的响应。枯水期主要由地下水补给湖水,交换量为2.03×107~10.58×107 m3/mon;丰水期湖水补给地下水,交换量为2.04×107~16.53×107 m3/mon,湖区及周边地下水水位相比枯水期平均抬升2~3 m,地下水由湖区流向周边地区。本研究为地表水体剧烈变化地区提供了有效的数值模拟方法,研究结果可为鄱阳湖平原区未来水资源管理和环境评价提供基础。     

2013年吉林前郭-乾安震源区中强地震矩张量反演与区域孕震环境研究

2013年10月31日11时03分,在吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县发生MS5.5级地震,11时10分,震区再发生MS5.0级地震.截止2013年11月23日,吉林前郭-乾安地区（本文统称为前郭-乾安震源区）已经发生MS5.0级以上地震5次.虽然震源区外围中强地震活跃,但在前郭-乾安震源区内,据历史地震资料记载,仅2006年3月31日在距离本次地震序列以西8 km处发生过一次乾安、前郭交界MS5.1级地震.除此之外,距离震源区90 km处,曾于公元1119年2月发生过M6.7级地震.为了更好地认识区域孕震环境,本文利用吉林、辽宁、内蒙古以及黑龙江数字地震台网的三分向宽频带波形资料,建立了适用于这些台站的分区速度结构模型,反演了2013年10月31日-11月23日前郭-乾安震源区ML≥4.5级中强地震的矩张量解.结果显示,几次中强地震均呈现逆断层兼少量走滑性质,其中NW走向的节面Ⅰ为此次中强地震序列的断层面,发震断层的优势走向集中在320°左右,优势倾角分布在38°~65°.根据矩张量反演结果,结合地震序列重新定位（郑钰,待发表）后的空间分布情况,我们推测此次地震序列的发震构造可能是震源区基底深部一条NW向隐伏逆冲断层,这条断层延伸至地表的位置可能位于震源区北侧靠近124°经度隆起带附近.此外,震源区的发震构造和浅部应力场可能是在西太平洋板块俯冲产生的挤压应力场背景下,受控于郯庐断裂带右行走滑的次级应力场.     

影响光伏发电功率的气象因子分析及其预测检验

利用贵州省普安磨舍光伏电站2020年逐15 min的光伏发电功率、辐射资料与气象站资料,对光伏发电功率变化特征及影响光伏发电功率的气象因子进行分析,建立了光伏发电功率的预测模型,并利用CFSv2模式资料开展月内预测检验。结果表明：光伏电站发电功率呈现早晚低、中午高的单峰型日变化特征,其中春季发电功率值最大,夏季次之,冬季最小。影响光伏发电功率最关键的气象因子为总辐射和日照时数,其相关系数均在0.9以上。5种组合的线性回归预测模型检验结果显示,利用平均气温、最高气温、日较差建立的预测模型预测效果最好,而利用单一气象因子的预测效果最差。为增加光伏发电功率的预测准确率,可根据预测服务需求,并用延伸期模式资料开展光伏发电功率滚动订正预测。     

山西定襄地震台FH-463A与BHC-336定标器测氡仪系统观测数据对比

对山西定襄地震台2套FD-125氡钍分析器及其配套定标器分别为FH-463A与BHC-336的测氡仪系统,从定标器阈值设定、观测数据稳定性及数据一致性方面,开展定标器阈值设定对比试验和水氡测值同步对比观测.结果表明:FH-463A定标器测氡仪系统水氡数据标准误差更小,精度更高,稳定性更佳;BHC-336定标器阈值为0....     

Evaluation of Surface Relative Humidity in China from the CRA-40 and Current Reanalyses

Recently, the China Meteorological Administration (CMA) released a new Global Atmospheric Reanalysis (CRA-40) dataset for the period 1979-2018. In this study, surface relative humidity (RH) from CRA-40 and other current reanalyses (e.g., CFSR, ERA5, ERA-Interim, JRA-55, and MERRA-2) is comprehensively evaluated against homogenized observations over China. The results suggest that most reanalyses overestimate the observations by 15％-30％ (absolute difference) over the Tibetan Plateau but underestimate the observations by 5％-10％ over most of northern China. The CRA-40 performs relatively well in describing the long-term change and variance seen in the observed surface RH over China. Most of the reanalyses reproduce the observed surface RH climatology and interannual variations well, while few reanalyses can capture the observed long-term RH trends over China. Among these reanalyses, the CFSR does poorly in describing the interannual changes in the observed RH, especially in Southwest China. An empirical orthogonal function (EOF) analysis also suggests that the CRA-40 performs better than other reanalyses to capture the first two leading EOF modes revealed by the observations. The results of this study are expected to improve understanding of the strengths and weaknesses of the current reanalysis products and thus facilitate their application.     

南阿尔金木纳布拉克地区长城系巴什库尔干岩群LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

采用LA-ICP-MS微区原位锆石U-Pb同位素测定技术,测得木纳布拉克地区原划长城系巴什库尔干岩群红柳泉组的二云二长片麻岩和扎斯勘赛河组二云石英片岩的原岩形成年龄分别介于498~840Ma和500~647Ma之间,表明这2种岩石原岩的形成时代均为新元古代,而不是之前认为的中元古代。另外,红柳泉组二云二长片麻岩边部锆石表现为重稀土元素相对富集型稀土配分模式,其Th/U值大部分小于0.1,为变质锆石,测得其变质时代为498±4Ma,与该地区高压麻粒岩的峰期变质时代 (486±5Ma) 一致,且与南阿尔金阿尔金岩群中的高压-超高压岩石的峰期变质时代一致,推断其为阿尔金俯冲碰撞引发的高压-超高压变质作用的产物,属于南阿尔金高压-超高压变质带的一部分。通过原岩残留碎屑锆石的年代学对比,发现研究区内这2种岩石及已发现的高压麻粒岩均具有与阿尔金岩群相似的锆石年龄信息,表明本区红柳泉组和扎斯勘赛河组的这3种岩石不应再划归为中元古代的长城系巴什库尔干岩群,将其归属为阿尔金岩群更为合适。     

膨胀土干湿循环效应及其对边坡稳定性的影响

膨胀土的干湿循环性状在膨胀土边坡的稳定性分析中占有重要地位。结合膨胀土边坡的现场含水率观测数据和南宁地区大气影响深度的计算结果,确定了室内试验的干湿循环幅度并进行了膨胀土强度干湿循环室内试验,对干湿循环引起膨胀土强度指标衰减的变化规律进行了初步探讨; 在此基础上,结合干湿循环效应对膨胀土边坡进行了稳定性分析。研究结果表明:(1)膨胀土的黏聚力随干湿循环次数递增而减小,第1~2次循环时黏聚力衰减程度最强,但经历2~3次循环后,黏聚力衰减程度减弱,最终趋向稳定; 干湿循环次数引起内摩擦角的波动变化极小,基本保持一恒定值。(2)干湿循环的强度稳定值与稳定时所需循环次数均随含水率变化幅度的增加而减小。(3)由于干湿循环效应,膨胀土的粒间联结产生了不可逆的损伤,致使土体微结构劣化、抗剪强度降低。(4)随着干湿循环次数的增加,边坡稳定性降低,安全系数递减; 结合当地大气影响深度对膨胀土边坡进行干湿循环分层的稳定性分析方法更符合工程实际,可为相关边坡设计和防护的计算参数选取提供参考。     

面向东川复杂山地滑坡体无人机立面航线规划及建模分析

以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,针对复杂山地地区单一、高落差滑坡体,本文提出采用面向滑坡体立面航线规划,结合传统单水平航线、井字形交叉航线规划,构建不同航线下的三维模型.通过重叠度、三维模型完整性、布设地面标靶分析三维模型精度3个方面,对不同航线下构建三维模型的方法进行评价分析.试验结果表明,采用立面航线能达到98...