一次淮河流域梅雨锋暴雨的大别山地形敏感性试验

利用NCEP／NCAR提供的TRMM资料、FNL资料和再分析资料,应用WRFV3．2中尺度模式对2011年6月23—24日淮河流域梅雨锋暴雨进行了数值模拟,并通过一系列地形敏感性试验,详细分析了大别山地形对暴雨的影响。结果表明：1）大别山地形会强迫底层西南暖湿气流绕流和抬升,形成扰动并使其所含水汽和不稳定能量沿途释放,形成带状降水;2）大别山地形会使暖湿气流与偏北气流交汇形成带状分布的小槽,降水与气流辐合带方向一致;3）当地形增高时,降水中心位置变化不大,但对流更加剧烈;若使地形降低或消失,江苏淮河流域降水中心明显东移,说明大别山减弱了降水系统的东移,并使大值降水分布相对集中。     

多种气象统计模型对比研究——以气象敏感性疾病脑卒中预报为例

基于2008—2012年北京市4家三甲医院的脑卒中疾病急诊就诊资料及同期气象观测资料和环境监测资料,筛选气象和环境预报因子,采用广义相加(Generalized Additive Model,GAM)、逐步回归、BP(Back Propagation)神经网络及决策树4种方法编辑数据训练集(2008—2011年)和验证集(2012年)输入模型,建立北京市脑卒中疾病预报模型,计算各模型的拟合优度和预报准确率,对比分析脑卒中疾病各预报模型并确定最优预报方法。结果表明:北京市四季脑卒中疾病不同模型选取的预报因子不同,其中时间序列为重要的预报因子。GAM模型对高等级脑卒中疾病的预报效果最好,逐步回归模型对中间等级脑卒中疾病的预报效果最好,决策树模型对低等级脑卒中疾病的预报效果最好。4种脑卒中疾病预报模型四季平均的预报准确率依次为:GAM神经网络模型逐步回归模型决策树。GAM模型脑卒中疾病的平均和高等级预报准确率均为最高,其中出血性脑卒中预报模型的完全预报准确率为68.3%,预报误差≤±1级的准确率达98.0%,可以满足天气变化对出血性脑卒中疾病预报预警的业务需求。     

吉林省煤矿区景观生态风险分析

为评估煤矿开采对生态环境的破坏和损失程度,制定环境保护与治理方案,运用景观生态风险评价法开展矿区的生态风险评价。以吉林省11个主要煤矿区作为研究对象,以2008年中巴资源卫星遥感影像为数据源,运用景观生态风险分析方法,计算各煤矿区的景观格局指数,绘制生态风险空间分布图,将各矿区生态风险综合指数进行对比。结果表明,吉林省矿区的生态风险总体呈现中部高于南部和东部的规律。就各矿区而言,蛟河和杉松岗矿区生态风险指数值明显高于其他矿区,分别为0.360 2和0.321 0。     

基于因子分析的BP神经网络在岩体变形模量预测中的应用

岩体变形模量是研究岩体变形特性的重要参数,它对工程岩体稳定性评价与优化设计具有重要意义。本文提出了基于因子分析的BP神经网络预测岩体变形模量的方法。以西藏某水电站为例,在现场调查、室内外试验的基础上,建立了48组包括密度、吸水率、纵波波速、单轴抗压强度、岩块变形模量以及泊松比等因素的数据库,采用因子分析法对6个影响因素进行分析,可得3个公共因子,该3个公共因子作为神经网络的输入参数,采用BP神经网络进行预测。结果表明:利用因子分析法可降维输入数据,消除BP神经网络中由于输入数据太多而影响数据处理速度的缺陷; 把因子分析法和BP神经网络结合进行岩体变形模量的预测,可使预测精度提高; 该研究思路不仅对岩体变形参数的预测是一个有益的尝试,而且对类似岩土工程问题的预测也有借鉴意义。     

人工冻结黏土广义开尔文蠕变本构模型模糊随机优化

冻土的蠕变本构模型是冻结法建井的重要参考资料。在-5℃、-10℃、-15℃和-20℃下,针对人工冻结黏土进行不同应力等级的单轴蠕变试验,获得不同温度、不同应力等级条件下蠕变曲线的变化规律。通过模糊随机迭代搜索改进传统的Guess-Newton算法,得到模糊随机Guess-Newton算法步骤,利用改进的算法优化广义开尔文本构模型参数,获得各温度和应力下的优化蠕变模型。工程试验表明：模糊随机Guess-Newton算法能有效地优化广义开尔文本构模型参数,使模型更好地拟合冻土各阶段的蠕变值,准确地表征了冻土的蠕变特性,同时改进后的算法较传统的算法效率更高,收敛更快。     

基于地质体空间位置优化约束的航空重力梯度数据三维物性反演

重力数据的物性反演面临着严重的多解性问题,降低多解性的有效手段是加入约束条件.而边界识别、深度估计及成像方法可获取地质体的水平位置、深度范围等几何参数信息,本文将基于数据本身挖掘的地质体几何参数信息约束到物性反演中,以降低反演的多解性.通过引入基于深度信息的深度加权函数及基于水平位置的水平梯度加权函数建立优化约束条件,有效地提高了反演结果的横向及纵向分辨率.重力梯度数据包含更多的地质体空间特征信息,将优化约束反演方法应用到全张量数据的反演中,模型试验表明本文方法反演结果与理论模型更加吻合.最后对美国路易斯安那州文顿盐丘实测航空重力梯度数据的应用表明,本文方法在其他地球物理、地质资料不足的情况下获得更可靠的反演结果.

     

中国大范围雷暴大风事件(Derechos)研究: 时空分布、环境背景和对流系统形态特征

2017年7月9日,天津市西南地区出现一次伴随短时强降水、冰雹、下击暴流的强雷暴大风天气过程,其中天津市静海区独流镇先后发生两次下击暴流大风。利用多普勒天气雷达数据、三维变分风场反演资料、地面加密自动站观测资料等,对此次强雷暴大风天气过程中下击暴流的成因进行了初步探讨。结果表明：(1) 本次过程发生在500 hPa冷涡后部和高空前倾槽形势下,上干冷下暖湿形成静力不稳定层结,对流发生前对流层中下层具有明显的条件不稳定、较大的对流有效位能和下沉对流有效位能,西南风与东南风形成的中尺度辐合线在低层高温背景下触发对流,较弱的垂直风切变环境使得对流风暴初期以脉冲风暴形式出现。(2) 下击暴流大风发生前伴随雷达回波图上反射率因子核心下降、中层径向辐合和低层中气旋等特征。(3) 降水粒子的拖曳作用对独流镇两次下击暴流大风的发生均起到重要作用;此外,第一次下击暴流大风的发生还与负浮力和干空气夹卷有关,第二次下击暴流大风的发生则与中气旋后侧扰动气压垂直梯度有关。

     

探地雷达在公路隧道衬砌检测中的应用

分析总结了隧道衬砌存在的常见问题及缺陷在雷达图像中的显现特征,并将探测结果与实际地质概况进行对比分析。结果表明,探地雷达能够对隧道衬砌实施连续扫描,获得形象直观的探测图像,利用探地雷达检测公路隧道衬砌,具有无损、快速、广泛、精确等优点。     

偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体发射光谱法测定钨钼矿石中钨钼及11种伴生元素

钨钼矿石是重要的战略性矿产资源,中国是钨钼矿的产出和消费大国,准确、高效地分析钨钼及其共伴生的有益有害元素含量对钨钼矿的矿床评价和综合利用有重要意义。钨钼矿石中钨钼及伴生元素的分析目前主要采用酸溶和碱熔方式消解样品,酸溶方式在处理高钨钼样品时无法克服水解问题,过氧化钠、氢氧化钠等碱熔方式通常会引入大量碱金属,不能完成钾钠的测定。本文建立了一种偏硼酸锂熔融,盐酸-酒石酸超声浸取,电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）同时测定钨钼矿石中钨钼铜铅锌铝铁钙镁钛锰钾钠的方法。利用偏硼酸锂熔融的强解离作用使样品完全分解,溶液除硼锂外不引入其他金属元素,在盐酸提取液中加入酒石酸络合能够有效抑制钨钼水解,经超声浸取加快了熔块溶解。实验优化了各元素的分析谱线和观测方式,对熔剂用量以及仪器条件进行对比实验以获得最佳条件,采用基体匹配法绘制标准曲线消除了基体效应的影响。标准曲线线性相关系数均大于0.9990,方法检出限为1.34~46.2μg/g,标准物质测定结果的相对误差为0.14%~8.7%,相对标准偏差（RSD,n=10）为1.4%~7.6%。该方法能够准确、高效地完成钨钼矿石样品中多元素的同时测定。     

不同含水率与围压下伊犁高温冻土三轴力学试验特性研究

为了探究含水率与围压变化对高温冻土物理力学性质的影响，以新疆伊犁河谷高温冻结黄土为研究对象，开展了黄土的矿物成分、物理性质，以及不同含水率和围压条件下冻土的三轴压缩试验。结果表明：伊犁黄土的粉粒与黏粒粒组含量占比较高，对冻融作用的反应敏感。低含水率时表现为应变软化现象，破坏形态以脆性剪切破坏为主，饱和含水率时表现为应变硬化现象，破坏形态以塑性鼓胀变形破坏为主，软化系数随含水率增大而逐渐减小。随着含水率增大，峰残内摩擦角逐渐降低，峰残黏聚力逐渐增大，变形模量逐渐增大。随着围压增大，弹性模量和损伤演化特征参数均逐渐降低，引入的损伤力学本构模型能够较好地描述高温冻土在不同含水率和围压影响下的应力应变全过程。研究成果可为伊犁河谷冻融滑坡成灾机理研究提供力学参数与理论依据支撑。