不同时间序列模型在岩溶山区矿井涌水量预测中的应用

矿井涌水量预测的精度对于煤矿开采安全有着至关重要的作用。文章以老鹰山煤矿为例,分析降雨与矿井涌水量的相关关系,结果表明：同期月及前第1个月降雨量与涌水量相关性具有逐渐减弱的趋势,而与前第2个月至第5个月的相关性有逐渐升高的趋势;基于矿井涌水量及降雨量,建立了单因素季节性时间序列SARIMA模型及多元季节性时间序列SARIMAX模型对矿井涌水量进行预测,预测结果表明：两种模型91.7%的预测值达到B级探明的矿井涌水量,预测精度均较高,SARIMAX模型预测结果的MAPE为18.57%,小于SARIMA模型的25.27%,预测精度更优。     

松辽盆地松科2井早白垩世沙河子组天文年代标尺

对松辽盆地白垩纪国际大陆科学钻探工程——松科2井的沙河子组自然伽马测井数据(GR)开展了详细的旋回地层学研究。频谱分析结果揭示, 沙河子组上段(3336~4727 m)具有142~188 m、44~57 m、14 m和7~9 m的沉积旋回; 下段(4727~5960 m)具有170~205 m、44~61 m、16~18 m和7.5~11.5 m的沉积旋回。这些沉积旋回的周期之比近似早白垩世天文轨道周期之比20:5:2:1, 将这些沉积旋回依次解释为405 ka长偏心率、约100 ka短偏心率、约37 ka斜率和约20 ka岁差旋回。相关系数法(COCO)通过统计检验获得上、下段地层沉积速率约为40 cm/ka和56 cm/ka, 支持了该天文周期的解释。对405 ka长偏心率沉积旋回信号进行带通滤波, 并以松科2井3961 m处凝灰岩样品的锆石U-Pb二次离子探针年龄(U-Pb SIMS)113.9±0.9 Ma为锚点, 建立了松科2井沙河子组(112.3~118.2)±0.4 Ma的"浮动"天文年代标尺, 其持续时间约为5.92±0.4 Ma。本研究为确定早白垩世升温过程中松辽盆地重大环境和地质事件的年代提供了新的年代学约束, 为该时期全球海、陆相地质事件对比提供了年代学基础。     

椒江流域水沙变化特征及人类活动影响

在人类活动的影响下,径流和泥沙过程的变化受到越来越多人的关注。研究椒江流域水沙变化特征及人类活动影响因素,对椒江流域生态保护和高质量发展具有重要意义。利用椒江流域降水、径流、输沙和遥感影像等长期监测数据,采用多种方法综合分析椒江流域降水、径流和输沙演变特征,包括对椒江流域水文观测资料进行线性回归趋势分析,使用Mann-Kendall突变检验法、滑动t检验法、距平累积曲线法和双累积曲线法进行水文序列的突变检验,使用小波和功率谱进行水文序列的周期分析。在此基础上,采用线性回归方法估算人类活动和气候变化对椒江流域输沙变化的贡献率,最后讨论了人类活动对椒江流域水沙变化的影响。结果表明：椒江降水量存在2～3、4～5、8～9和15～18 a周期;径流量存在2～3、8～9、14～15和18 a周期;输沙量存在2～3、8、12～15和19 a周期。永安溪、始丰溪年降水量、年径流量和始丰溪年输沙量没有显著变化,永安溪输沙量显著减少,63 a间下降了28%。人类活动对永安溪输沙减少的贡献率为86.5%～98.7%,对始丰溪输沙变化的贡献率为50.3%～83.2%。椒江流域水库建设使得年内流量高峰期由6月份向8、9月份发生转移,起到了很好的“蓄峰”作用。流域内土地利用/覆被发生的显著变化以及植被覆盖度的上升降低了流域产沙能力、减少了河流输沙量。     

岩石颗粒破碎的尺寸效应

固体颗粒破碎强度的尺寸效应是一种普遍存在的现象,冰块、岩石颗粒、陶瓷和混凝土块等的破碎强度都表现出随颗粒直径增加而减小的现象,分形模型为解释固体颗粒破碎强度的尺寸效应提供了可行的方法。本文采用Steacy和Sammis分形模型模拟了岩石颗粒压碎特征,分析岩石颗粒破碎后的颗粒分布规律,给出颗粒破碎分维的确定方法,建立颗粒压碎强度与粒径的理论关系,颗粒破碎强度与颗粒粒径的关系用分维D表示为fdD-3。已有的颗粒破碎分布的数据表明,岩石颗粒破碎的分维大约为2.50～2.60,颗粒破碎强度符合用分维表示的尺寸效应。     

海底热液喷口区类脂物生物标志化合物研究进展

类脂物生物标志化合物(简称类脂物生标)记录了原始生物母质的分子组成信息,是研究极微生物群落、探索生命起源与演化的重要载体。综述了海底热液喷口区类脂物生标的主要研究进展,重点探讨烷烃、脂肪酸、醚类生标的应用及科学意义。类脂物生标研究表明,海底热液喷口区具有独特而又丰富的生物群落,喷口区动物群落与其他深海环境相似物种在饮食结构上有明显差别,它们主要捕食化能自养细菌或古细菌,且不同物种所捕食的微生物种类也具有选择性。为应对喷口区的极端物化环境,热液细菌和古菌形成了独特细胞分子组构。类脂物生标及单体同位素组成显示,喷口区存在嗜热型氨氧化和甲烷缺氧氧化古菌活动,在热液流体富H2的情况下硫酸盐还原菌与产甲烷古菌能够共存,碳限制条件下能产生富13C (-11.8‰~+3.6‰PDB)的类脂物生标。类脂物生标对于揭示热液微生物种群与营养关系、指示热液环境条件、反映热液区甲烷代谢作用以及探索生命起源与进化过程具有重要的研究意义,今后还需加强其应用范围及相关指示性机理等方面的研究。     

基于球面重力反演苏拉威西地区莫霍面结构

基于球坐标系的地球物理反演能有效避免地球曲率的影响, 适用于大尺度构造研究.本文基于重力异常数据在球坐标系下反演莫霍面深度, 结合数据误差及光滑正则化项建立反演目标函数并求解, 同时将该方法应用于苏拉威西地区.苏拉威西地区具有复杂的断裂系统、年轻的俯冲带, 是研究俯冲起始机制等前沿科学问题的理想场所.目前研究区的地球物理观测尚不充分, 缺乏对莫霍面形成有效约束的地震数据, 对研究区莫霍面的整体认识较少.本文基于卫星重力观测数据, 通过匹配滤波方法提取与研究区莫霍面结构相关的重力异常, 并结合频谱分析确定该地区的莫霍面深度参考值.在反演中, 通过两次随机子抽样交叉验证选择最优的超参数, 包括正则化因子、莫霍面密度差以及参考莫霍面深度, 迭代反演获得莫霍面深度.反演结果表明: 研究区莫霍面平均深度为20.0 km, 深度变化范围为9.2~33.3 km.总体上, 海区莫霍面浅, 约10.0~20.0 km, 陆区莫霍面深, 约25.0~33.0 km, 该结果与Crust1.0全球模型、前人重力反演结果以及地震数据基本相符, 总体上反映了苏拉威西地区的莫霍面变化特征.

     

ICESat-2水深提取方法及其反演应用

相比于传统水深测量方法, 结合主动激光卫星ICESat-2数据与被动光学遥感影像的主被动融合水深反演方法具有低成本、覆盖面积广、不受地域限制、无需地面实测数据等优点.研究选取澳大利亚大堡礁中部的John Brewer Reef和南部的Fitzroy Reef为实验区, 开展主被动融合水深反演实验.针对ICESat-2光子点群信噪比低、光子点水深信息提取和改正难的问题, 本文提出基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法, 并顾及海面倾斜引起的入射角偏移, 改进了Parrish水体折射改正几何模型.实验表明, 基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法可以高效准确地提取出有效的海面、海底光子点群; 经过地球物理改正和基于改进模型的水体折射改正后, 水深变浅, 且改正项与改正前水深呈线性关系, 线性系数约为-0.2550.实验将提取并改正后的ICESat-2光子点水深与经大气校正、耀斑校正、空间域滤波等预处理后的Sentinel-2影像进行空间匹配构建水深反演样本集, 并利用单波段模型(SB)、比值模型(BR)、Lyzenga多项式模型(LP)、二次多项式模型(QP)、三次多项式模型(CP)、支持向量回归模型(SVR)、多层感知器模型(MLP)、随机森林回归模型(RF)等水深反演模型对实验区全域水深进行反演.通过对比分析多种水深反演模型在不同地理区域和ICESat-2水深样本分布条件下的表现, 研究为不同场景下的主被动融合水深反演策略提供了一定的科学依据.

     

三门湾表层沉积物黏土矿物特征及来源分析

利用XRD方法分析了三门湾表层沉积物中的黏土矿物组成和含量,结合沉积物粒径趋势分析及长江和三门湾流域中小河流的黏土矿物组合特征,开展了三门湾沉积物的来源分析。结果表明,三门湾表层沉积物中黏土矿物以伊利石为主,其次为高岭石和绿泥石,蒙脱石含量最低。其中,伊利石高值区位于海湾中部,高岭石和绿泥石高值区分布在港汊附近,蒙脱石则在近岸呈斑块状分布。三门湾现代表层沉积物主要来源于长江入海物质,海湾周边短源山溪性河流带来的物质仅影响了河口近岸区。     

利用海水平均声速进行海洋分布式垂直缆姿态校正

垂直缆地震采集方法能够获得高信噪比、宽频带、宽方位角的地下结构的反射资料,进而实现目标区域的高精度成像。垂直缆姿态的准确获得是高质量地震资料解编的必要前提。利用初至采样点差值与震源激发采样点差值的相关匹配方法,得到共检波点道集。依据超短基线测得的位置参数,得到垂直缆的初始姿态模型,结合海水平均声速的估算值,校正垂直缆的姿态以及确定倾斜角度范围,为垂直缆地震数据的后续处理工作提供支持。     

GPS RTK点位精度与测验历时的关系

通过对不同测验历时的测点的点位精度进行技术统计,分析了应用GPSRTK技术测量时测验历时对点位精度的影响,总结了不同测验历时采集到的RTK数据的精度分布规律,得出不同要求的测量作业所需的不同的测验历时,对于如何更好的采用GPSRTK技术进行测绘作业有着积极的意义。