基于无人机光学图像的海流观测方法研究

海流信息在海上航行、海洋资源勘探等方面有着重要的应用,传统的现场和遥感观测方式不能满足大面积、实时观测海流的要求。基于无人机平台的光学海洋遥感技术具有机动灵活、成本低、分辨率高的特点,近年来在海洋环境监测中得到应用。然而,由于小型无人机容易受飞行姿态、太阳耀斑等因素的影响,目前在海流观测方面还不成熟。本文提出了利用小型无人机获取高分辨率海面流场的方法,并分析不同因素对观测结果的影响。首先,对无人机获取的光学海面图像做预处理,消除几何成像和图像噪声等因素的影响,并通过分析图像灰度值均值的变化,减小太阳耀斑对图像的影响;然后,基于三维傅里叶变换和海浪的频散关系反演海流,并将反演结果与浮标实测的海流数据进行对比,验证了该方法的可靠性。其次,结合实验数据详细分析了不同因素对海流反演的影响:在本文的实验条件下(有效波高0.2～1.5m,波浪主波周期3.8～5.7s),当图像空间分辨率为0.15m、反演子图尺寸在波浪主波波长的2～3倍时,海流的反演误差较小;增加图像幅数和提高时间分辨率也有利于提高海流的反演精度。现场观测实验的结果表明,本文提出的无人机观测海流技术可以有效获取海流信息。     

基于贝叶斯正则化BP神经网络的DEM趋势面逼近

趋势面从宏观上揭示了研究对象的特性,在各领域发挥着重要作用。BP神经网络可以对复杂系统进行无限逼近,进而进行预测。建立了基于贝叶斯正则化BP神经网络的数字高程模型趋势面,与二次多项式建立的数字高程模型趋势面进行比较分析,证明了该方法的可行性和有效性。     

新疆西克尔地区下奥陶统鹰山组岩溶分带性研究

塔里木盆地岩溶缝洞型储层作为重要的油气储层备受关注,而目前预测此类型储层的方法较有限。在新疆伽什县西克尔野外露头区地表岩溶现象丰富,志留系地层以填平补齐的方式充填在一系列的溶沟和溶槽中,部分洼地中还有志留系地层残留,表明该区发育加里东中期岩溶。在本区岩溶古地貌的基础上,基于排泄基准面的分析,划分出3级岩溶台面并对应发育3期岩溶。据现代地貌学和岩溶学理论,按照水动力条件的不同并结合本区岩溶发育特征,运用岩溶旋回的观点将第二期岩溶剖面分为表层岩溶带、垂直渗滤带和水平潜流带,认识到西克尔地区古岩溶地下水发育规律及洞穴发育程度。构造运动是垂向岩溶分带性的主控因素;因此,在大的构造背景的前提下,可以有效地预测巴楚地区的缝洞型储层。     

中天山及其北麓的降水变化及其原因分析

利用中天山地带85.0°～90.0°E,42.5°～45.0°N范围内17个气象站1961-2000年的降水、气温观测数据及美国NCEP/NCAR1950-2000年再分析月平均资料进行计算和分析,结果表明:这一区域近年来降水呈现上升趋势,且冬、夏季相对显著,山区降水增幅大于山前平原地带.年代际变化表现为60-70年代降水量减少,80-90年代逐步增加.大气可降水量多年也表现为增加趋势.近50a来该地区上空的水汽输送状况显示,年平均大气水汽输入为9217.8×10⁸m³,输出水汽8625.7×10⁸m³,净收支为592.0×10⁸m³,且水汽收支主要取决于夏半年的水汽输入量,境外全年输入的水汽只有6.4%转化为降水.从50-90年代水汽净收支总体上呈减少趋势,只在90年代有略微增长.结合该地区的河流径流增加、冰川物质平衡一直处于亏损状态,说明中天山北麓近年来降水量增加的主要原因是由于该地区内部的水循环量增加和水循环速率提高.     

黑河出山径流量年际变化特征和趋势研究

根据有关水文气象台站的观测数据,利用定级分类,滑动平均和波谱分析等方法,对黑河出山径流（莺落峡水文站）年际变化特征进行了分析研究,发现黑河出出径流的多年变化具有持续性,周期性和丰枯水变化较平稳,波幅不大等特性,并在此基础上对其未来变化的趋势进行了预测和分析。     

长江口特大洪水浑浊带悬沙粒度分布特征

2020年长江流域发生了历史第二大洪水,大通站洪峰流量达到84 500 m3/s。本文基于2020年7月长江口特大洪水期间最大浑浊带多站位的水沙观测数据,重点分析了悬沙粒度组分的时空分布特征,并与常态水文条件下的粒度数据进行对比。结果表明：（1）最大浑浊带悬沙垂向平均中值粒径为10.4μm,变化范围为6～27μm,以黏性细颗粒泥沙为主;其中核心区南槽、北槽及北港的中值粒径分别为8.4μm、7.6μm和8.5μm,过渡区分别为7.2μm、16.4μm和14.5μm。（2）悬沙中值粒径垂向分布受不同组分影响,核心区底层中值粒径为8.8～9.6μm;底层黏土含量在28%～31%之间,粉砂含量在61%～64%之间,中值粒径主要受黏土及粉砂组分影响;过渡区北港和北槽垂向平均砂组分高达19%,南槽砂组分平均仅占5%,中值粒径主要受砂组分影响。（3）对比2013年洪季浑浊带数据,2020年粒径整体增大5.4μm,核心区黏土含量相较2013年减少12.7%,砂增加6.3%;过渡区北槽与北港平均粒径增大10μm。     

固定化海藻吸附金属离子的影响因素

研究了固定化海带吸附含铜、镉溶液过程的影响因素,结果表明,在pH为3.0~5.0时对Cu2+保持高的吸附率,在pH为4.0时对Cd2+的吸附率达到最大.随着Cu2+,Cd2+金属离子初始浓度的降低,吸附率有所降低.对Cd2+的吸附率均随着温度的升高而变大.随着吸附剂浓度的增大,对Cu2+,Cd2+的吸附率逐渐升高,与此相反,对Cu2+,Cd2+的吸附量则逐渐减小.粒径对Cu2+的吸附率影响较小,对Cd2+的吸附率有较明显的变化.     

大地电场观测深埋铅电极测量系统试验

为使用铅电极替代不极化电极,以解决滨海地区大地电场观测系统稳定性差的问题,先后开展了浅埋的铅电极与不极化电极的大地电场对比观测,以及深埋铅电极与浅埋铅电极的对比观测试验。结果表明:铅电极与固体不极化电极的观测数据在短期内有较好的一致性;深埋铅电极的大地电场观测资料在长期稳定性上优于固体不极化电极;而观测数据的内在观测质量也高于浅埋铅电极。     

公路隧道中系统锚杆的功效研究

系统锚杆是锚喷支护的重要组成部分,目前广泛应用到公路隧道的初期支护中。然而,系统锚杆到底对隧道结构的稳定起到多少作用一直没有有效的定量计算方法。以某高速公路隧道为例,用有限元强度折减法计算了不同地质条件下锚杆对隧道安全系数大小的影响。结合有限元数值模拟,通过对锚杆各种效应的分析后得到如下结论：在很多地质条件下锚杆对公路隧道稳定性影响不大,建议在有条件的情况下可以逐步开展取消系统锚杆的工程试验验证,为公路隧道不设置系统锚杆提供更多的工程依据