城市供水管道渗漏程度的渗流模型分析与探地雷达信号正演

应用探地雷达进行城市地下管道的探查已经在市政工程中广泛采用,但是利用探地雷达进行地下管道泄漏的探查在我国尚未被广泛采用。本文研究了探地雷达在城市地下供水管道渗漏探查中的应用。首先利用Geo-studio软件模拟了不同工况下的管线渗流情况,分析了不同管线大小,不同渗漏位置与不同时间下的渗漏区的分布、渗漏部位含水量发育特征等几何和物理参数;在此基础上,通过采用GprMax探地雷达正演模拟软件对管道的渗漏进行了病害正演,建立了不同埋深、不同管线大小、不同渗漏位置和程度的系列探地雷达响应特征数据。为实际利用探地雷达探测城市供水管道渗漏提供了基础的参数数据和识别参考。     

重庆高燕地区菱锰矿热水沉积成因地球化学证据

重庆高燕锰矿床位于晚震旦世秦巴成锰沉积盆地,主要赋存于陡山沱组顶部,以鲕粒或球粒状产出.为了查明其成因,在收集该区锰矿相关成果的基础上,对ZK129-3#、ZK115-7#、ZK127-7#、ZK133-7#、ZK115-11#五个钻孔的陡山沱组鲕状菱锰矿进行系统采样,并测试了包括Mn、Fe、P、SiO2、CaO、MgO、Al2O3和LOI在内的8个地球化学指标,进而运用指相元素地球化学分析了Mn/Al、（MgO/Al2O3）×102、Al/（Al+Fe+Mn）和SiO2/Al2O3比值.结果表明：重庆高燕菱锰矿受陆源物质的影响很小,与海洋沉积有关,主要是海洋自生产物;Al/（Al+Fe+Mn）和SiO2/Al2O3值则指示其沉积过程中有热水参与,是热水沉积的产物.     

多种融合降水实况分析产品在雅安宝兴暴雨过程中的适用性评估

利用四川省地面逐小时降水观测资料,对国家气象信息中心研制的空间分辨率分别为0.01°和0.05°的三套逐时融合降水实况分析产品,在2019年8月20~22日引发雅安宝兴洪涝灾害的区域性暴雨天气过程中的表现进行评估分析。结果表明：三套融合降水实况分析产品的强降水落区和走向与站点实况基本一致,能较好地反映降水强弱变化和时空分布特征。三套融合降水实况分析产品的平均晴雨准确率都在85%以上,与站点实况的相关系数均在0.8以上,但均较站点实况存在不同程度的低估。相对而言,融合雷达、卫星、站点数据的0.01°产品最优,融合雷达、卫星、站点数据的0.05°产品次之,只融合卫星、站点数据的0.05°产品最差,可见融合站点数据能在一定程度上改善融合降水实况分析产品的质量。总体而言,融合降水实况分析产品的质量较高,在灾害性天气过程中可作为站点实况的有效补充。     

层状半空间中周期分布凸起地形对平面SH波的散射

提出了一种新的以层状半空间中周期分布斜线荷载动力格林函数为基本解的间接边界元方法,研究了周期分布凸起地形对平面SH波的散射问题.方法将散射波场分解为凸起内部散射波场和凸起外部散射波场.凸起内部散射波场通过在凸起闭合边界上施加虚拟斜线荷载产生的动力响应来模拟,而凸起外部散射波场则通过在凸起与半空间交界面上施加虚拟周期分布斜线荷载产生的动力响应来模拟.周期分布斜线荷载动力格林函数的引入,使得本文方法仅需针对一个凸起进行边界单元的离散和求解,便可完成问题的求解,避免了通过截断无限边界求解而引入的误差,方法具有较高精度的同时显著降低了求解自由度.文中通过与已有结果的比较,验证了方法的正确性,并以均匀半空间和基岩上单一土层中周期分布凸起为例进行了数值计算分析.研究表明,凸起间距对凸起地形间的动力相互作用有着显著的影响,同时层状半空间中周期分布凸起地形对SH波的散射与均匀半空间情况也有着显著的差别.

     

基于Low-rank分解的复杂TI介质纯qP波正演模拟与逆时偏移

近年来,面向实际应用的TI介质准P波正演模拟与逆时偏移成像技术受到空前的关注.基于常规耦合型传播方程的正演模拟方法不仅存在伪横波及频散假象干扰,而且还遭受模型参数限制（η>0）和不稳定影响;而纯qP波方程的推导繁琐,且由于方程中包含拟微分算子造成求解难度大且精度有限.为此,本文首先构建了一种适用于任意TI介质的纯qP波传播算子,然后借助Low-rank分解求取该算子中的空间-波数域矩阵,同时引入Cerjan衰减边界条件来压制边界反射干扰,最终实现了一种间接的纯qP波波场外推方案,并将其成功应用于复杂TI介质正演模拟与逆时偏移成像中.通过开展数值模拟,并与其他方法对比表明：①该方法既避免了纯qP波方程的繁琐推导,又克服了耦合型方程对模型参数的限制;②还彻底消除了残余伪横波噪音及数值频散;③且能适应较大时间或空间步长及高频震源,是一种相对准确且稳定的各向异性纵波正演与成像策略.

     

深海6000 m拖曳式瞬变电磁系统及其应用

针对我国西南印度洋合同区热液硫化物矿快速、有效以及便捷地质勘探装备的要求,研发了由甲板控制系统、万米光电复合缆、仪器舱拖体和天线拖体组成的深海6000 m拖曳式瞬变电磁系统.为了便于拖体布放和快速发现异常,选择重叠回线收发装置类型;采用理论数值计算确定了在拖曳高度不大于50 m的前提下,观测1~100 ms窗范围内的二次场响应,可以发现近海底深海热液硫化物矿堆;另外,通过不同拖延深度海上试验,研究了拖曳深度对瞬变电磁的影响规律及仪器性能.大洋第30航次第二航段在西南印度洋脊热液区,应用该系统发现了明显的瞬变电磁异常.印证了系统的有效性.

     

海底电缆表面多次波衰减方法

海底电缆多次波衰减是国外地球物理研究的热点之一,国内研究关注相对较少,相应理论和实验研究相对匮乏。介绍了OBC多次波的压制方法,对上下行波场反褶积衰减海底电缆表面多次波方法理论及相应技术流程做出了详尽阐述。该方法不需要震源信息、不需要去掉直达波和鬼波,即可达到衰减表面相关多次波的目的,通过理论模型和实际资料的验证,取得了理想的效果。     

黄河三角洲沉积物压实固结及其对地面沉降贡献估算

利用1987年黄河三角洲综合性工程地质水文地质勘察中的152个钻孔与土力学中的分层总和计算法,对研究区域由沉积物自重压实引起的地面沉降进行了计算。结果表明:整个研究区范围内都不同程度地受到沉积物自重压实影响,总沉降量最小157 mm,最大1 398 mm,平均值669 mm,呈现由西南向东北逐渐增大的趋势。软土层是自重压实沉降的主要贡献层,其占到沉积物压实沉降总量的65%。与研究区内水准监测数据对比显示,沉降量估算结果是合理可靠的。根据对比结果进一步估算了沉积物压实固结分量对地面沉降总量的贡献比,最小值为2.1%,最大值为15.0%,平均值为4.0%,沉积物自重压实固结对今后区域的地面沉降仍将产生长远的影响。     

波致液化粉质土有效应力变化的试验数据分析

海床不稳定性的现象很多都是海底液化引起的。根据之前的研究,粉土在液化之后有效应力会依然存在,关于波浪作用下海床液化之后有效应力变化的研究很少。采用波浪水槽实验,在未液化和液化2种情况下,分别施加不同波高的波浪,对底床各层位土体孔隙水压力进行采集,并对比研究。实验结果表明,液化后有效应力的相对值相对于液化前有很明显的减小,并且在深度上表现出显著的差异性,这种差异性随着波高的增大而减小。当相同深度处同一种波高作用一定时间时,有效应力会出现极大值,然后有效应力会减小。     

广东省晚稻干旱灾害评估及其特征分析

利用广东省1960—2016年5—6月逐日降水量资料、1983—2016年全省及各市早稻产量资料、1994—2016年灾情资料等,首先应用数理统计方法,建立早稻产量与“龙舟水”期间（5月21日—6月20日）总降水量、降水量距平百分率与暴雨日数的相关关系;然后,采用个例分析法,建立“龙舟水”灾害对早稻产量影响评估模型,再利用评估模型对受“龙舟水”影响严重的2008年早稻单产减产率进行评估检验,其正确率超过75%。最后,确定“龙舟水”期间暴雨日数大于等于1 d且降水量距平百分率大于等于20%为早稻“龙舟水”灾害保险阈值,在此基础上,设计了“龙舟水”灾害保险气象理赔指数。