基于新型探测资料对西安一次弱降水预报失误的原因分析

利用微波辐射计、激光测风雷达、多普勒雷达、相控阵雷达等新型探测资料、地面加密观测资料、ERA5再分析及多模式数值预报结果对2022年4月24日西安城区一次弱降水预报出现明显失误的原因进行分析,结果表明：(1)全球数值预报模式和中尺度数值预报模式对本次过程西安城区均报有明显降水,主要原因为模式对低层相对湿度预报明显偏大;(2)多种新型探测数据分析认为近地层湿度条件较差及中层的绝对水汽含量低,中层的干暖空气不利于成云致雨,垂直上升运动不强,且由于低层非常干燥,使水滴在下沉过程中蒸发,从而无法形成雨滴下落,这些原因共同造成西安城区无降水,低层相对湿度预报偏大是造成这次西安城区降水预报失误的主要原因之一;(3)造成西安城区近地层湿度条件差的原因是城市干热岛效应和低层干暖平流输送,且降水云团翻越秦岭后其湿空气绝热下沉至城区后出现增温降湿,使得城区形成较为深厚的干层,即使有雨滴在下落过程中也会造成更强的蒸发,这也是城区没有降水的重要原因之一;(4)预报员主观预报订正出现空报主要是源于对边界层水汽、抬升条件等关键降水要素缺乏订正能力,且对大城市的干热岛效应和秦岭山区地形影响研究不足。     

内蒙古区域数值预报对探空和地面观测资料的敏感性试验研究

基于内蒙古睿图预报系统的低分辨率版本和WRFDA-FSO诊断工具,评估2021年7月现有探空和地面观测对内蒙古睿图预报系统预报的影响。该方法计算代价相对低廉,并允许根据观测变量、观测类型、气压层次、地理区域等观测的子集对观测影响进行划分。代价函数为以干总能量为度量的背景场和分析场的预报误差之间的差异。结果表明:观测影响的总体总和为负,观测对预报起正贡献作用。对12 h预报误差减小贡献最大的观测来自探空观测的动力变量(U、V风分量)。而单时次单位数量平均观测影响,探空观测的贡献约为地面观测的1/2。探空观测对12 h预报误差减小从近地面层至模式层顶均保持正贡献作用,并在对流层中低层和对流层高空急流层存在两个极大值区域;地面观测在850 hPa以下低层正贡献占比明显。探空观测在被同化系统同化时均总体具有有利的影响,也反映出探空观测数据稳定、质量较高的特征;地面观测对12 h预报误差减小起正贡献作用次数最多的区域在河套地区尤为显著。同时,探讨了需进一步提高地面观测资料同化率的问题。     

基于地震反演方法的奥陶系顶部含隔水层探测

在山西阳泉泊里矿区,太原组K₂灰岩是15号煤层上部主要的含水层,查明其富水分布特征对上下组煤层安全开采至关重要。为了准确得到K₂灰岩的富水分布区域,首先,利用常规的波阻抗反演获取精确的K₂灰岩空间展布特征。然后,结合皮尔逊相关系数法与交叉验证−逐步回归法优选出9种地震属性,构成网络的训练数据。此外,引入适合于时序数据处理且能够捕捉测井曲线前后相关性的长短期记忆神经网络(LSTM),构建智能化、多变量LSTM视电阻率预测模型,以精确地预测研究区视电阻率进而得到地层富水性分布特征。同时,分别利用常规多属性回归算法与多变量LSTM模型在井点位置建立电阻率测井曲线与地震属性井旁道之间的映射关系。最后,将井点处训练好的网络模型推广至无井区得到全区视电阻率体,根据视电阻率值的高低、矿区地质构造与陷落柱发育情况圈定灰岩富水区。实际数据的测试结果表明：与常规多属性回归算法相比,多变量LSTM模型预测误差小,与测井相关系数高,说明多变量LSTM模型可以更加精确地预测出工区视电阻率,在含煤地层的富水性预测中有较好的应用价值。\t\t\t\t

     

煤矿井下自动化钻探技术概况与智能化发展前瞻

针对煤矿井下钻场人员需求大、安全隐患多、一人操作难以同时控制钻机动作并从全局视角知悉钻机运行状态等问题,引入了数字孪生技术,设计开发了钻机远程服务平台。该平台系统以ZDY25000LDK钻机为载体,融合了钻机远程控制系统、数字孪生模型和参数监测系统3方面技术,通过检测与执行层、数据传输层和远程集控层实现钻机远程控制、钻机运行全生命周期映射与参数监测。钻机远程控制系统实现了实时远距离控制钻机,数字孪生模型能够映射钻机各运动部件的运动状态,并能通过仿真实验为钻探施工提供先验参考,参数监测系统实现了对钻机状态参数和钻进参数的实时监测。基于该钻机远程服务平台,进行了平台的功能性和实时性验证。试验结果表明：钻机远程服务平台能够实现钻机远程控制,并从全局视角上映射和监测钻机运行状态和参数,通过数字孪生体仿真,得出钻机上扣过程中动力头回转速度和给进速度的最优比值为4.28,与实际上扣情况相符。平台操作方便、实时性高、可靠性好、人机交互友好,为煤矿井下钻探工作的减人增效和智能化升级提供了解决方案。

     

典型土-岩复合边坡抗滑桩内力分析与设计方法

边坡工程中的土-岩复合边坡是一种典型的边坡类型,其主要特点是土岩分界面常常成为边坡的潜在滑动面。本文以典型土-岩复合边坡抗滑桩工程为背景,对传统的传递系数法计算边坡下滑推力进行了改进,桩前土体抗力采用弹性抗力计算,并引入双参数法,建立了抗滑桩内力挠曲微分方程,探讨了不同类型的抗滑桩(刚性桩、弹性桩)位移和内力计算方法,为有效地解决土-岩复合边坡抗滑桩内力计算问题提供了新途径。据此采用VC编制了面向对象、集设计、分析计算以及绘图于一体的计算机辅助设计系统,显著提高了计算速度和计算精度,实现了抗滑桩的优化设计,并成功地应用于典型土-岩复合边坡工程,对类似工程实践具有参考价值。     

台湾费丛峡谷对强地面运动的影响研究──利用单台资料及2．5维SH混合方法

本文通过格林函数反褶积方法,由台湾峡谷附近的记录资料预测峡谷区的强地面运动的时程曲线．峡谷区的理论格林函数应用２．５维ＳＨ混合方法求解．通过格林函数反褶积方法得到的峡谷区费丛１及费丛２台的位移、速度、加速度和实际资料对比,取得了满意结果．计算结果表明,峡谷底部的峰值加速度相对峡谷边缘为最小;在靠近震中的一侧,峡谷的加速度的最大振幅相对比另一侧大．还给出了其余３个台的预测结果,研究了它们的加速度傅里叶谱和反应谱．     

澜沧—耿马地震的震源机制研究

本文利用中国数字化地震台网（CDSN）记录的2°—40°范围内的长周期P波垂直分量波形资料,通过理论地震图拟合的方法,研究了1988年云南澜沧—耿马地震主震及两个余震的震源机制.结果表明,主震由三个震源机制不尽相同的子事件组成.第一个子事件的震源机制为:走向N30°W,倾角88°,错动角185°,地震矩为0.55×1020Nm.第二个子事件的震源机制为:走向N33°W,倾角90°,错动角209°,地震矩0.24×1020Nm,延迟时间为25s.第三个子事件的震源机制为:走向N65°W,倾角82°,错动角172°,地震矩为0.14×1020Nm,延迟时间为70s.这种在空间上相距甚小而在时间上有分离、子事件的震源机制相差较为显著的复杂震源过程,与现场综合考察所见的地表裂缝分布一致,可以解释为单一裂缝的X型共轭剪切破裂,两个余震震源机制均为:走向N10°W,倾角86°,错动角185°,地震矩分别为0.54×1018Nm和4.29×1018Nm.     

区域地震范围内地壳介质的低频响应

本文对于计算Pnl波格林函数的广义地震射线方法进行了改进。包括:1.简化了地震射线的描述方法;2.将射线按其运动学相似性进行分组计算,从而较大地提高了计算速度;3.进一步推广用于计算SH波部分的响应。对于1983年山东菏泽地震和1985年云南禄劝地震,用综合地震图方法模拟了763型长周期地震仪的Pnl波记录,求出两个地震的断层面解答,其结果与有关研究所得该地区构造应力场的图象基本一致。     

上海酸雨变化及对策

上海市的酸雨状况已引起人们的关注，通过对上海市区近几年来的酸雨状况调查发现，上海的酸雨状况尽管已有了很大改观，但从大气中二氧化硫和氮氧化物浓度的历年变化看，以及比较大气降水中各离子浓度的历年变化，并通过分析硫酸根和硝酸根在大气中的形成过程，发现一些新的情况：即酸雨的类型正在从硫酸型向硝酸型转变，并在上海市区形成了一种硫酸型与硝酸型并重的形式。对此提出了部分控制对策，来防止酸雨的发展变化。     

黑河流域水资源生态环境安全问题研究

对黑河流域水文资料进行分析计算发现, 由于有冰川补给流域水资源比较稳定, 最枯年和最丰年水资源量之比仅为1:2, 这在北方河流中是非常罕见的。多年平均水资源量为32.31亿m³·a^-1, 人均水资源量为1689m³·a^-1, 略低于国际上公认的人均水资源安全警戒线1000~1700m³·a^-1的上限。根据黑河流域水资源反复转化多次重复利用的特点, 扣除7.5亿m³·a^-1的生态用水量, 结合流域正在执行的综合整治和节水措施的推广, 目前水资源状况是安全的, 下游生态环境的危机可以通过水资源统一调配来解决。依据天然出山水资源变化和水土资源开发利用规模及额济纳旗生态环境状况, 在不增加土地灌溉规模并适当采取节水措施的前提下, 可以确定32.31亿m³·a^-1的天然来水量为流域水资源安全临界线, 28亿m³·a^-1的天然来水量为流域水资源安全警戒线。