利用奇异谱分析提高极移中长期预报精度

由于空间大地观测数据传输耗时及处理过程复杂, 导致极移测量值的获取存在时延, 无法满足对高精度的极移预报值有重大需求的应用领域. 针对极移复杂的时变特性, 提出一种基于奇异谱分析(singular spectrum analysis, SSA)的预报方法. 首先用SSA分离提取极移时序中的高频组分与低频组分; 其次建立最小二乘(least square, LS)外推与自回归(AutoreGressive, AR)模型对极移高频和低频组分进行组合预报. 结果表明, SSA方法能够准确地分离和提取极移低频和高频组分, 对低频和高频组分组合预报可以显著改善极移的中长期(30--365d)预报精度, 与国际地球自转和参考系服务局(International Earth Rotation and Reference Systems Service, IERS)提供的A公报中的极移预报值相比, SSA方法对极移PMX分量(本初子午线方向)和PMY分量(西90$^\circ$子午线方向)的中长期预报精度改进最高分别可达45.97%和62.44%. 研究结果验证了SSA方法对极移中长期预报改进的有效性.     

Ka波段毫米波云雷达对青藏高原东南缘降水回波的分析

利用丽江站新建的Ka波段毫米波云雷达获得的高时间分辨率的垂直观测资料,结合同址的地面自动气象站和雨滴谱的分钟数据、常规探空数据和附近C波段天气雷达的强度回波,分析了两次降水过程前后云雷达反射率因子Z、径向速度V_r、速度谱宽S_w的垂直变化规律。分析表明:在发生弱降水时,云雷达Z在垂直方向的变化不明显;但V_r、S_w值在0℃层稍低位置有一个明显的分界层(融化层),粒子通过融化层后V_r、S_w都是快速变大,这个变化主要是粒子的相态由固态变成液态引发的,可以通过V_r、S_w突变值的位置来识别0℃层亮带的高度。从C波段天气雷达回波强度、剖面图及云雷达位置的时间-高度图看,对毛毛雨和小雨的回波,强度和高度差异比较明显,毛毛雨比小雨回波高度低、强度弱,与云雷达相比C波段雷达对高一些的云观测不到,对距离较远的弱降水回波无法观测到;由于相同粒子对不同波长电磁波的散射不一样,造成两种雷达垂直方向观测到的Z变化不同。对比弱降水回波,云雷达在...     

大直径钻孔灌注桩桩身倾斜数值模拟分析研究

本文验证了有限差分法模型模拟大直径钻孔灌注桩的可靠性。在此基础上对某工程灌注桩底部分桩身发生倾斜的情况进行了FLAC3D模拟,分析了其承载力及稳定性的变化,从而得出在一定倾斜范围内,桩的承载力及稳定性变化不会对工程实际产生太大的影响。     

雄安新区牛东断裂带碳酸盐岩热储探测及其对地热勘探的启示

雄安新区在暂不考虑开采砂岩热储地热资源的前提下,探明碳酸盐岩热储东部边界断裂牛东断裂带的分布位置与地热资源品质,对新区地热资源开发利用规划的编制与整体能源利用布局均有着重要意义。以雄安新区高铁片区第一口碳酸盐岩热储勘探井D09孔的探测数据为依据,结合地震剖面解释成果,分析了牛东断裂带内碳酸盐岩热储的空间展布特征、储集层物理性质与单井产能参数,并简述其对地热勘探的指导意义。探测结果表明,牛东断裂带的碳酸盐岩热储主要为蓟县系雾迷山组含硅质的白云岩,分布在断裂西侧基岩宽缓背斜顶部,层状稳定,厚约2000m,顶板埋深1000~1200m,井口水温约70℃,单井水量约102m3/h。D09孔揭示,在距风化壳顶部678m的地层内共发育122个裂隙带,累计厚度达251.20m,裂隙发育率37%,平均孔隙度9.26%,裂隙发育率与平均孔隙度明显比断裂带外地热井高出50%。D09孔与牛东断裂带周缘地热井的地层地温梯度、地热水水化学特征、储集层导水系数等对比分析表明,垂直断距达7000m的牛东断裂带是一条导水导热的盆内隐伏型深断裂,其限定了雄安新区碳酸盐岩热储含水系统的东部边界,构成了西侧牛驼镇凸起的导水通道与东侧霸县凹陷油气运移的阻隔屏障,控制了牛驼镇凸起面积达1000km2的整装地热田的形成。     

西藏雅鲁藏布江大拐弯地区量化地貌特征及其成因

以数字高程分析、实地地貌调查及沉积物年代学为手段, 开展了西藏雅鲁藏布江大拐弯地区地貌特征及其成因研究, 采用SRTM-DEM数据对地貌进行了量化分析.区域地貌总体特征为高海拔、高起伏、平山顶(北区).在ArcGIS平台中运用条带法获得该区的最大高程-平均高程-最小高程剖面, 剖面特征显示最大高程控制平均高程; 利用最大和最小高程剖面定量计算各地质单元的水系下切深度.实地调查及年代学研究发现该地区河谷沉积物以晚更新世以来的冰碛物和冰湖相沉积物为主.结果表明, 在雅鲁藏布江大拐弯地区地貌演化过程中, 高山冰雪作用是地貌“削高”、“去顶”的重要外动力因素, 也是有助于“修平”山顶并形成齐一峰顶面的参与因素; 流水“切割”和“搬运”作用是形成地表高起伏的重要原因; 外流水系大大削弱了地貌“填低”作用, 也是导致河谷山谷沉积物年轻化的原因.      

不同滑坡推力模式下圆截面嵌岩抗滑桩受力特性研究

为分析嵌岩抗滑桩在不同分布模式推力下的变形与内力情况,将基于研究桩-土可分离模型的CPSP解析程序运用于嵌岩圆截面抗滑桩的嵌固段计算,可以计算得到不同推力模式下抗滑桩嵌固段的变形与内力结果。本文将ABAQUS软件的数值模拟结果与CPSP程序的解析计算结果进行了对比,论证了CPSP程序嵌岩圆截面抗滑桩嵌固段计算的适用性。通过改变计算参数,运用CPSP程序计算了嵌岩抗滑桩在均质地基不同分布模式滑坡推力下的桩身位移、剪力、弯矩的分布结果,并总结出最大桩身位移、剪力、弯矩的相关规律。此外,在基于CPSP程序的计算结果上,并且考虑抗滑桩满足滑面处连续条件的情况下,经过解析计算,计算得到不同滑坡推力模式下抗滑桩受荷段的挠度公式,计算得出并对比了不同滑坡推力分布模式下抗滑桩的变形受力结果,分析了滑坡推力分布模式对抗滑桩桩身的变形与内力的影响。     

北京市郊区湿地类型划分及分布

划分湿地类型,是湿地保护和恢复的前提和基础.在实地调查中记录研究区域的基质、土壤类型、污染源、水资源现状和人为干扰状况等信息,参考<湿地公约>分类体系和湿地成因分类法,分3步对北京市郊区湿地类型进行划分.根据成因可以划分为人工湿地和天然湿地;根据天然湿地的水文特征及人工湿地的功能,可划分为永久性河流、季节性河流、运河、库塘和湿地公园;最终以基质特征和人为干扰状况为依据将北京郊区湿地划为22个类型,并对其在北京市郊区湿地中的分布进行了分析.研究结果表明,由于水资源缺乏,永久性河流、季节性河流和运河中出现了退化湿地生境类型,部分浅滩经过人为平整和混凝土加固;库塘湿地中沿岸浅滩类型受人为干扰较为严重,出水口区域常出现因缺水导致的退化现象;湿地公园中各类型由于范围较小、管理严格,受人为干扰较轻.     

Potential Impacts of Proposed Chenglingji Hydraulic Project on Wetlands in Dongting Lake

Water level fluctuation of is an important ecological character of lakes in monsoon climate zone.It is the key driver to seasonal change of the wetlands and associated habitats,which provide vital inhabiting conditions for different species in summer and winter,or,wet season and dry season.Due the hydrologic regime changes in the recent years after the operation of Three Gorges Dam,in 2012,the government of Hunan province proposed Chenglingji Hydraulic Project,aiming at water level control in dry season at Chenglingji,where the outlet of Dongting Lake located.Through different operations on water retreat process,five scenarios on the water level control from 21 m to 24 m were set in the plan.The potential ecological impacts of the project are under enormous public concern.To analyze potential impacts from different scenarios of water level control on the wetlands,this paper studied the topography of Dongting Lake bed and wetlands in dry season,by using Digital Elevation Model(DEM)and 15 images from HJ satellite and 1 image from Landsat TM.The wetlands at water levels of 19 m to 27 m were analyzed.The study revealed that there were 4 terrain steps on Dongting Lake bed from the West Dongting Lake to East Dongting Lake.Water level control at Chenglingji would increase area of open water in East Dongting Lake and Hengling Lake areas,while its effect on South Dongting Lake and West Dongting Lake areas due to higher terrain was weaker.Particularly,the area percentages of South Dongting Lake area did not change with water level fluctuation,due to its 2 elevation steps.The area percentages of various types of the wetlands in Dongting Lake area during the processes of water level rising and retreating were quite different,even in the relatively close water level interval.The retreating area of open water in autumn was larger than that during the spring flooding.The 23 m was the key water level,a turning point of the area change of the wetlands in Dongting Lake area.Areas of open water,mudflat,meadows and their percentages changed significantly at water levels above 23 meters,with increasing of open water area and shrinking of meadow area,their areas would decrease 30 000 ha.As the key habitats for wintering geese,the area of meadows was from near 70 000 ha to 10 000 ha.Among 5 scenarios,the impact of the scenario at 21 m elevation on wetlands was the weakest.However,water level dropping was still postponed than that of natural hydrological process in the scenarios.It resulted in longer inundation of large area of lakebed at elevation of 22-23 m,increasing habitats for aquatic biodiversity but reducing area of the meadows,where is the key habitat for wintering geese.All the other water level control scenarios would cause large area of inundation of lakebed in dry season and dramatic change of wetlands.To maintain the natural wetlands in Dongting Lake area,the Chenglingji Hydraulic Project should be considered in a more cautious way and further researches were needed on the response of aquatic biodiversity and wintering water birds.     

长株潭城市化进程中极端降水变化特征

利用陕西省延安市12个气象站建站至2013年7月的降水资料和延安市降水引发的地质灾害资料,从1 h、3 h、6 h、12 h、日最大降水量、3 d连续最大降水量和月降水量等方面分析了延安市2013年7月连续降水的极端性和致灾特点。结果表明：延安市2013年7月全市平均降水量419 mm,为1 000 a一遇极端降水。过程累积地质灾害次数(D_L)和过程累计降水量(R_L)关系密切,两者关系可以用分段函数描述。延安市R_L＜137 mm时,无群发地质灾害;137mm≤R_L＜200 mm且日降水量(R_R)＜50 mm时,有群发地质灾害但较少;R_L≥200 mm或200 mm＞R_L≥137 mm且R_R≥50 mm时,群发地质灾害多。经济比较发达、防灾减灾能力较强的延安市宝塔区2013年7月降水量568 mm,超过1 000 a一遇,其R_L＜332 mm时,无群发地质灾害;R_L≥332 mm时,群发地质灾害多。

     

南海北部陆架早—中中新世古珠江河道发育特征及汇流冲刷模式

河道体系是侵蚀和沉积物搬运的重要通道,控制了大陆边缘源汇体系中砂体总体的输送和分布格局,并可有效指示古代构造活动、物源供给、气候变迁和海平面变化等丰富地质信息。研究基于高分辨率的三维地震、钻测井资料,结合层序划分方法和地震沉积学综合分析手段,揭示了南海北部珠一坳陷早—中中新世古珠江分流河道体系的类型和展布特征,并且以典型层序为例精细揭示了海平面变化控制下河道类型由辫状向曲流的转换。同时,在研究区地震剖面上识别到多处异常下切现象,经研究可解释为辫状河道内的汇流冲刷,其典型特征为：① 下切深度局部增大;② 平面近似圆形或椭圆形;③ 内部为砂质充填。虽然汇流冲刷结构在地震剖面特征上与“传统”意义的下切谷极易混淆,但在沉积特征和成因上存在较大差别,因此,对它的识别有助于避免层序界面的错误判别,并且其后期充填的河道砂体具有局限分布的特点,易于在后期海侵泥岩的覆盖下形成潜在的岩性圈闭新类型。