华南前汛期暴雨C波段雷达特征应用研究

运用广州白云机场C波段雷达回波强度及径向风资料对华南前汛期强降水过程进行雨带降水估计及其移动特征预测.C波段雷达在雨量充沛地区的强降水背景下,尽管回波强度被衰减,但是近距离范围内其探测云雨精细化结构的能力较强.所采取的雷达数据质量控制系列处理,能够保留雷达数据原有特征,有效滤去杂波和噪声并缓解雷达低仰角数据杂波多、体扫面上沿径向远近高度差较大的问题,并对降水估测提供了技术保障.最优化雷达Z-I强降水估测方法基于单次过程体扫信息,具有计算简洁快速的特点,但是同一体扫面上云状差异对最优化方法参数值比较敏感,混用相同参数,影响降水估测效果.对同一体扫面上雷达云状回波进行区域划分,并选择对应测雨站点,做最优化参数分别确定,有效改善最优化雷达降水估测,提高了C波段雷达在机场近距离范围的应用效果.运用雷达体扫时间分辨率高的特点,识别雷达径向风辐合线以及强回波中心位置,并分别应用外推法预测雨带走向、移速等,验证效果良好.     

边缘波研究进展

由于折射作用,在波浪近岸传播过程中会出现一种特殊的、沿着岸线传播的波浪,这种波浪被称为边缘波。边缘波平行于岸线传播,其振幅在岸线处最大,在远离岸线的方向,其振幅呈指数型减小,它们的能量基本被限制在离海岸一波长的距离之内,因此边缘波对近岸地区工程、地貌等有着重要影响。本文对边缘波的研究历史、研究进展进行了阐述,主要介绍了以下几个方面：（1）基于不同控制方程、不同地形上的边缘波理论;（2）实际观测到的边缘波特性;（3）物理模型试验中边缘波的造波方式以及观测到的边缘波特性;（4）数值模拟方法在边缘波研究中的应用。最后,展望了边缘波在未来的研究趋势。     

浙江省玄武岩台地稳定性评价:以嵊州市地雅园滑坡为例

玄武岩台地型滑坡是一种特殊的滑坡类型，此前对其稳定性的研究较少。以嵊州市地雅园滑坡为研究对象，采用三维数值模拟的方法进行了稳定性分析评价，首先基于详细的地质资料采用三维模拟软件进行了建模；然后基于P-Ⅲ型分布曲线确定了降雨重现期，分别采用岩土软件MIDAS进行了滑坡稳定性模拟与三维运动模拟平台DAN3D软件进行了滑坡影响范围计算；最后对影响地雅园滑坡稳定性的因子进行了敏感性分析。结果表明:不同降雨强度对地雅园滑坡稳定性的影响不同，最不利工况为百年一遇降雨工况，此时滑坡稳定性系数为0.946，破坏概率为65.25%，影响范围最大增加了36.83%；内摩擦角和降雨是影响地雅园滑坡稳定性的主要因子。分析原因认为玄武岩台地型滑坡稳定性主要与硅藻土滑带、节理裂隙面的发育情况、降雨入渗滞后性有明显的相关性。本研究成果可为同类滑坡稳定性评价提供参考依据。      

基于CatBoost-SHAP模型的滑坡易发性建模及可解释性

文章致力于深入探索滑坡易发性建模中集成学习模型的不确定性和可解释性。以浙江省东部沿海山区为研究对象,利用谷歌历史影像与Sentinel-2A影像,记录了2016年超级台风“鲇鱼”触发的552起浅层滑坡事件。研究首先对连续型因子进行了不分级、等间距法和自然断点法的工况设计,进一步划分为4,6,8,12,16,20级。随后,引入了类别增强提升树模型（CatBoost）以评估不同工况下的滑坡易发性值,再结合受试者曲线与沙普利加性解释法分析,对建模过程中的不确定性和可解释性进行了深入研究,目的在于确定最优建模策略。结果表明：（1） 在CatBoost模型计算中,河流距离成为最关键的影响因子,其次是与地质条件、人类活动相关的因子;（2） 不分级工况下,模型能够获得最高的AUC值,达到0.866;（3）相较于等间距法,自然断点法的划分策略展现出更佳的泛化能力,且模型预测性能随着分级数量的增加而增加;（4）沙普利加性解释法模型揭示了主要影响因子道路距离、河流距离、DEM和坡向对台风诱发滑坡的控制机制。研究成果能够加深对滑坡易发性的理解,提高滑坡预测的准确性和可靠性,为相关地区的防灾减灾工作提供科学依据。     

中小尺度强对流天气雷达径向风精细化定量特征与预警信息研究

采用天气雷达径向风场基数据,提取其所含数值特征定量信息,并构建几种强对流指标。采用对区域流场特征表达能力良好的流函数与势函数计算,并运用合适的边界条件及计算处理方案,由泊松方程迭代求出满足区域无辐散条件的特解,进一步通过逆运算重建径向风场及运用交叉相关统计方法,检验重建效果,显示由所用边界处理方案解出的区域流函数与势函数是收敛的,能够清晰表达径向风场特征。并运用径向风数值信息以及它们与局地强对流的密切关系,构建区域强对流时空预警指标方程,依托预警指标,提供径向风场分区精细化预警区位和时间演变状态。根据局地暴雨的径向风特征,运用矩阵转换技术开发了径向风辐合线客观自动识别方法,可提供径向风辐合线的具体地理位置,尺度大小,走向分布,覆盖范围以及动态追踪等定量信息。进一步地将径向风辐合线与径向风定量信息背景场叠加,获得直观的精细化局地强对流中小尺度系统时空预报预警方法。     

基于 CEEMDAN 理论和PSOＧELM 模型的滑坡λ移预测

对三峡库区中具有“阶跃型”λ移曲线的滑坡进行λ移预测的难度较高,为此,提出了基于自适应噪声完 整集合经验模态分解法的粒子群优化－极限学习机模型,并将该模型用于万州区塘角１号滑坡的λ移预测.首 先利用 CEEMDAN 法提取滑坡趋势项λ移和波动项λ移的不同IMF 组分,并使用 Elman神经网络对趋势项λ 移进行预测;其次结合历史监测资料,通过滑坡λ移对降雨、库水λ等诱发因素的响应分析,确定了７种不同的波 动项λ移影响因素,并使用 CEEMDAN 法分解得到上述因素的各IMF 分量;然后通过模糊熵分析,将波动项λ 移和诱发因素的IMF 分量一一对应,构建 PSOＧELM 模型进行波动项λ移的预测;最后将趋势项λ移预测值和 波动项λ移预测值叠加得到累积λ移的预测值.结果表明:和 ELM 模型、PSOＧELM 模型相比,基于 CEEMDＧ NAN 的 PSOＧELM 模型的预测精度更高,其均方根误差(RMSE)和拟合优度(R２)可达到０．５４mm 和０．９９,为滑 坡λ移预测提供了一种新手段.      

Second-Order Analytic Solutions of Nonlinear Interactions of Edge Waves on A Plane Sloping Bottom

Based on the full water-wave equation,a second-order analytic solution for nonlinear interaction of short edge waves on a plane sloping bottom is presented in this paper.For special case of slope angle β=π/2,this solution can reduced to the same order solution of deep water gravity surface waves traveling along parallel coastline.Interactions between two edge waves including progressive,standing and partially reflected standing waves are also discussed.The unified analytic expressions with transfer functions for kinematic-dynamic elements of edge waves are also given.The random model of the unified wave motion processes for linear and nonlinear irregular edge waves is formulated,and the corresponding theoretical autocorrelation and spectral density functions of the first and the second orders are derived.The boundary conditions for the determination of the parameters of short edge wave are suggested,that may be seen as one special simple edge wave excitation mechanism and an extension to the sea wave refraction theory.Finally some computation results are demonstrated.