近三十年天津市地热大规模开发热储动态特征研究

天津是我国较早大规模开发深层地热的地区之一,经过30多年的持续开采回灌,对深部热储特征有无影响,是否引起了资源枯竭、水质恶化以及热储温度下降等环境问题,一直是社会关注的焦点.本文系统收集了 1992年以来天津市地热开发过程中的不同热储层热水开发利用量、回灌量、水位、水质、水温等近30年的时间序列监测资料,通过垂向及横向对比,对地热持续开发30年来天津市不同地区不同热储层的热水动态特征进行了分析.结果表明,天津市各热储层地热流体的主要化学组分基本稳定,多年来无明显变化,地热采灌系统尾水回灌不会从根本上改变地热流体的原始化学特征,但深大断裂作为热流通道引起的顶托补给,会对上层热储水质造成一定的影响;随着近年来天津市回灌工作力度不断加大,大部分热储水位下降幅度减缓或出现回升,热储的温度没有明显的升高或降低的趋势,但回灌井热储段经过非供暖期的恢复无法达到最初的温度,呈逐年下降趋势.未来持续采灌条件下,回灌井筒的\"冷堆积\"及采灌井的优化调配应是重点关注的问题.     

大兴安岭两次夏季特大洪水背景初探

利用气象观测资料、水文资料、太阳黑子数、拉尼娜现象等资料,对 1998 年和 2021 年夏季特大洪水背景对比分析,结果表明存在明显共性:1997 年和 2020 年秋季 9-10 月降水均特多,且雨封地,地表含水量大;冬季出现持续极寒天气,1 月气温特低,保证了深厚冻土层;积雪深,遇 4月强升温,快速融化的积雪无法下渗,又逢 5 月降水特多,产生大量地表径流汇入河网;6-8 月受多个冷涡和鄂霍次克海高压坝东阻及副热带高压异常北跳影响,导致全区多数台站夏季降水特多;受黑龙江对岸阿穆尔州结雅河汇水及甘河上游大量来水影响,加重了黑龙江和甘河等河流汛情;1998 年和 2021 年均受中等强度拉尼娜影响,太阳黑子处于谷值年后第二年的上升期,均对应大兴安岭夏季降水多.     

基于CutMix数据增强与多约束损失函数的 YOLOv7盾构隧道渗漏水检测

盾构隧道强度投影图像中渗漏水尺寸不一致且像素占比偏小,现有目标检测模型的关键特征学习能力较弱,存在渗漏水病害目标检测精度偏低的问题。本文提出了基于CutMix数据增强与多约束损失函数的改进YOLOv7盾构隧道渗漏水检测方法。首先采用镶嵌CutMix方法对隧道图像进行数据增强,将多张不同的训练样本进行随机裁剪,拼接融合成具有综合特征的新样本;然后以YOLOv7网络为骨架结构,引入高效通道注意力模块,提高渗漏水关键特征的自主学习与表达能力;最后引入多约束几何条件的损失函数,提高预测框几何形状的精度,从而提升模型预测精度。在光线良好、光线不佳和存在遮挡等复杂环境情况下,选取Fast R-CNN、SSD、YOLOv5、YOLOv7这4种算法进行对比,试验表明,本文算法渗漏水检测精度达85.90%,平均精度比同类算法分别提高5.55%、8.89%、3.93%、2.75%,具有较高的稳健性和泛化能力。     

一种新型的数码相机室内检校场的建立方法

为了实现普通数码相机应用于摄影测量任务前的检验,提出了一种简易室内数码相机检校场的建立方法和流程。首先进行检校场地的建立,包括场地的选择、标志点的制作及其坐标的量测,然后对检校场的可靠性进行了验证。结果表明所建立的简易室内数码相机检校场能够满足普通数码相机应用于近景摄影测量的检校要求。并且,检校场建立简易,费用较传统数码相机检校场大大降低,是对传统大型室内数码相机检校场的改进。     

GPS在探地雷达探测城市道路塌陷隐患中的应用研究

在城市道路塌陷隐患探测中,回溯定位探地雷达剖面中病害异常的现场位置是对其进行复测验证及处治修复的关键.测距轮属于相对定位技术,具有难以消除的累积误差,且探地雷达剖面越长,其累积误差越大,回溯定位病害异常的现场位置越难,而GPS测量定位属于绝对坐标定位技术,没有累积误差,但在复杂的城市环境中,其干扰因素较多,测量误差较大,影响病害现场回溯定位的精度和准确性.联合采用测距轮和GPS对探地雷达进行跟踪测量定位,测距轮按照固定道间距触发探地雷达和GPS同步采集、同步存储,使每一道探地雷达数据与GPS经纬度坐标一一对应、彼此关联、相互追溯;通过绘制GPS路径轨迹,直观形象展示探地雷达实测剖面的测线位置及其工作量完成情况;采用移动平均法对GPS原始数据进行平滑去噪处理,修正测量误差,消除局部突变点,使GPS路径轨迹更平顺,更符合探地雷达检测车实际行驶的路径轨迹,由此计算得到的路径轨迹长度稳定性更高、一致性更好,更符合探地雷达实测剖面长度,同时可以有效提高病害现场回溯定位的精度,显著加快病害异常点加密复测验证工作进度.     

深部大采高沿空留巷围岩结构沉降破坏与控制

为了解决深部沿空留巷围岩控制难题,选取邢东矿(埋深850 m)1126大采高工作面沿空留巷为研究对象。采用UDEC模拟分析关键块B不同下沉量围岩的响应特征。结果表明:1实体煤帮偏应力峰值和位置与关键块B下沉量呈线性关系增大且向深部转移;2实体煤帮深部变形对关键块B下沉量的响应较弱,愈靠近煤帮表面其敏感性越强,深浅部围岩位移有明显拐点;3顶板下沉量、帮变形量与关键块B下沉量呈正指数关系;4随关键块B下沉,实体煤帮的破坏形式经历了从不稳定三角块滑落→X共轭破坏→双X共轭破坏过程。认为:1巷旁采空区充填可有效限制关键块C下沉对块体B的带动作用;2钢管混凝土支架可适应关键块B的下沉特征,具有较强的抗压缩和弯曲特性;3高性能、高预紧力锚杆可更好地提高锚固体承载和抵御变形能力;4顶桁架锚索可以锚固在关键块B上,锚固基础稳固可靠;帮锚索可以穿越帮潜在滑移面,锚固在位移拐点内的锚固区内,限制帮结构性滑移。基于此提出了巷旁采空区充填+钢管混凝土支架+顶桁架、帮锚索+高强高预紧力锚杆联合控制方案;沿空留巷完成30 d后围岩趋于稳定,顶底板和两帮最大相对移近量分别为613 mm和374 mm,实现了深部大采高沿空留巷围岩的有效控制。     

基于高分辨率遥感影像的DSM建筑物点的提取研究

采用基于小面积去除方法的中值SUSAN噪声点平滑方法,结合高分辨率遥感影像,对DSM中房屋点的提取进行了探讨。实验表明,本方法能有效地从DSM中提取绝大部分建筑物点,有助于建筑物的精确三维重建。     

平原河网水体氮污染对氮循环菌的影响

采用最大可能数法对平原河网地区不同氮污染程度河道水体中浮游、颗粒附着及底泥中的氨化、亚硝化、硝化和反硝化菌进行测定,研究水体氮污染程度对氮循环菌不同种群的影响效应及其分布特征.结果表明,浮游、颗粒附着和底泥中亚硝化菌的丰度随着水体氮污染程度的增加而升高,但不同氮污染程度下氮循环菌种群结构组成之间差异不大,而浮游、颗粒附着及底泥生活类型之间的氮循环菌种群结构组成存在较大差异,其中浮游与底泥中氮循环菌种群组成结构之间差异最大.在氮污染水体中,浮游、颗粒附着和底泥氮循环菌中均以氨化菌为优势种群,显著高出其他氮循环菌种群多个数量级,而亚硝化菌和硝化菌丰度相对较低,反硝化菌在水体悬浮颗粒物上存在相对较高的丰度,不同氮循环菌种群组成比例存在失衡现象.     

基于LiDAR点云数据的电力线自动提取算法研究

通过分析LiDAR点云中电力线的特点,提出一种基于动态阈值滤波和种子点跟踪相结合的电力线自动提取算法。首先,根据电力线高程特征动态获取过滤阈值,将地面点滤除;然后,将点云投影到水平面,并建立位置索引;接着,对影像进行线特征检测,并利用建立好的索引寻找对应的电力线点;之后,对初始电力线点云进行加密;最后,利用种子点跟踪的方法对初检测结果进行精化,在过滤掉噪声点的同时实现电力线点的矢量输出。经实验验证,提出的电力线提取算法可以将实验区内单条电力线的识别率提高至90%以上。     

大地坐标与高斯坐标的转换程序研究和精度分析

在分析了大地坐标与高斯坐标的转换公式的基础上,得到了适应电算的公式.采用编多个子程序的方法实现二者之间的转换,编程实现了北京54坐标、西安80坐标和30带高斯坐标和60带高斯坐标之间的转换;对转换的成果的精度进行分析,得到了如下的结论:用转换程序所得到的坐标精度能满足日常的生产使用,但存在着一定的误差.