面向灾害风险评估的台风数值模拟及可视化

针对具体台风对地区灾害风险影响的快速应急的特点,运用Shapiro台风风场模型,结合GIS技术,以201319号“天兔”台风为例,实现了台风的数值模拟、该台风具体时刻的影响区域的可视化及对广东省的灾害风等级区划,以期为应急部门的防灾减灾工作提供科学的参考依据.     

广西荣华锰矿床地质特征及发现意义

广西荣华锰矿位于三叠系百逢组,在该地层中发现的工业锰矿床尚未见报道。通过对该矿区大比例尺地质填图,并结合地质工程和测试分析等手段,对矿床地质背景、沉积环境、矿体和矿石特征、沉积演化等进行分析研究,推测荣华锰矿为沉积-淋滤锰帽型矿床,矿体顺层分布于靠近罗楼组碳酸盐岩的百逢组第一段泥岩、泥质粉砂岩中,严格受地层和构造控制。矿石主要由偏锰酸矿、软锰矿等组成,矿石品位偏低,伴生Co等金属元素。百逢组之下的碳酸盐岩和百逢组第一段浊积砾岩层可作为该类锰矿上下界线典型的找矿标志。中三叠世桂西北处于盆包台构造格局,中晚古生代富含锰的台地在三叠纪遭受风化剥蚀,成矿元素被带入弧后盆地。随着特提斯洋闭合,挤压作用使盆地面积变小,水位加深,氧化还原界面波动,在百逢组第一段锰元素初步富集。后右江盆地抬升露出水面遭受剥蚀,风化淋滤作用最终形成该区顺层分布的氧化锰矿床。桂西广泛出露百逢组地层,其第一段具有良好的找矿前景。     

附加电离层延迟约束的实时动态PPP快速重新初始化方法

传统模式下,由于卫星信号中断等原因导致的实时动态PPP重新初始化问题将严重影响PPP的实际应用效果.针对上述问题,本文提出了一种有效的解决思路,首先设计了电离层延迟变化预报模型,并提出预报信息的定权方法,进而将上述预报结果作为虚拟观测值,联合历元间/星间差分观测数据估计得到周跳参数浮点解,并尝试固定,从而实现PPP快速重新初始化.该方法通过实现电离层预报结果权重的自适应确定,改善了参数估计结果的精度,提高了周跳修复成功率及可靠性.利用不同区域和不同时期的大量观测数据分析表明,周跳修复效果与测站位置、太阳活动及中断时长存在密切关系,当中断时间较短（90 s以内）时,均可以获得较高的成功率,平均达到90%以上,由此验证了本方法的有效性;随着中断时长进一步增大,不同地区和太阳活动情形下的修复效果存在显著差异,纬度越低,太阳活动越剧烈,成功率越低.     

断层阶区对震源破裂传播过程的控制作用研究

地震破裂能否穿越断层阶区（stepover）引发更大震级的地震是震源动力学研究的重要内容.本文利用不连续变形体接触力学的动态有限单元方法,模拟断层阶区对地震破裂传播的控制作用.通过改变断层周边初始应力场、断层面上的摩擦本构关系以及断层阶区的间距大小来分析各个因素对破裂传播的影响,并定量分析产生这些影响的力学机制.模拟结果表明：断层面上的摩擦系数减小或断层周边区域内的初始剪应力增大,都将增加断层破裂跳跃阶区传播的可能性;此外,若断层阶区间距越小,断层破裂也越容易跳跃阶区传播.计算结果还显示：断层上的摩擦系数大、初始剪应力小、断层阶区间隔大,那么此阶区所在之处将可能是断层破裂的终止位置;相反,当断层面上的摩擦系数较小、初始剪应力较大、断层阶区间隔较小,破裂就容易穿越阶区而出现较大的地震.同时,从模拟结果可以看出,在发震断层破裂停止后,应力将继续向四周传播;当应力积累达到破裂极限时,触发断层阶区中的另一断层产生破裂,因此在破裂跳跃断层阶区的过程中存在一个时间延迟.最后,破裂能否跳跃断层阶区,可以利用库仑应力在空间的分布进行合理的解释.     

基于选权拟合法的电离层电子密度层析重构

附加约束的电离层层析算法是解决电离层电子密度反演中不适定问题的主要方法,为避免此类方法中约束权阵的选取不当对电子密度分布重构产生的不良影响,本文将选权拟合法应用到电离层层析成像技术中.该方法特别设计了依据电子密度空间分布特性构造参数权矩阵的方案.新方法有明确的物理意义,挖掘了隐含的信息量,为解决电离层电子密度反演中由于观测数据的不足等因素引起的不适定问题提供了一种新途径,可以得到符合客观实际的结果.数值模拟实验和实测数据的反演结果证实了该算法有效性、可靠性和优越性.     

断层自发破裂动力过程的有限单元法模拟

断层自发破裂动力过程的研究对于认识地震过程及减轻地震灾害有着重要的科学意义.为合理地模拟断层的自发破裂过程,本文首先对经典的滑移弱化摩擦关系进行了改进,然后利用有限单元方法对破裂过程进行动态数值模拟.模拟结果表明,利用改进后的摩擦关系能够产生脉冲型（pulse-like）破裂模式,而经典的滑移弱化摩擦关系不能产生这种破裂形态.模拟结果还显示,断层自发破裂过程受初始应力场及摩擦关系影响,当初始应力场中剪应力水平较低时,容易产生脉冲型破裂;但当初始剪应力较高时,会产生裂纹型（crack-like）破裂.这个现象与在实验室里进行的岩石破裂实验结果是一致的.在相同的初始应力情况下,若滑移弱化摩擦本构关系中的动摩擦系数较大,断层将易于产生脉冲型破裂;若动摩擦系数较小,将倾向于产生裂纹型破裂.此外,本文也采用速率弱化摩擦关系对断层自发破裂过程进行了模拟,结果发现,在初始场及其他条件不变时,如果摩擦关系中的b-a值较小,容易产生脉冲型破裂;如果b-a值较大,会产生裂纹型破裂.     

长白山天池火山岩浆系统分析

针对外媒报道长白山天池火山在近2年内有可能喷发的言论,在长白山天池火山区布测了一条长度约为103 km的二维大地电磁测深观测剖面,对火山区深部电性结构进行探测研究.由于研究区内不明来源的电磁干扰非常强,对数据采用了远参考处理、Robust处理、Rhoplus分析、张量阻抗分解和基于一维层状介质电阻率与相位互算方法等先进处理技术,获取到一批在强干扰区质量较为可靠的电磁数据,利用数据计算分析了长白山天池火山区二维构造走向和感应矢量特征,采用NLCG二维反演技术对资料进行了二维反演解释,并将反演结果与前人探测结果进行了对比分析.探测结果表明:在天池火山口下方存在明显的直立型岩浆通道,岩浆通道在下方约5~8 km位置形成关闭;在火山口下方往北方向附近,在埋深位置约7 km深处存在一个明显的低阻异常体,电阻率小于10 Ωm,且与岩浆通道对接,推测其可能是地表浅部发育的岩浆囊;在长白山山门附近C07-C09号测点之间和C04-C05号测点之间,在埋深约7~17 km深处发现近直立型低阻带,低阻带与下方低阻体直接相连,推测低阻带内赋存有活动的岩浆;随着埋深的增加,从天池火山口南部约20 km位置往北方向,在埋深13~30 km之间壳内广泛发育明显的低阻异常体,推测其可能是活动的岩浆囊.反演结果与前人探测结果整体电性特征相似,但又局部不同.     

基于ArcGIS的场地地震稳定性分析方法

场地地震稳定性一直是岩土工程和工程抗震领域非常关注的问题之一,对防灾减灾意义重大。本文提出一套基于ArcGIS评价场地地震稳定性的技术方法,即将ArcGIS与层次分析法相结合,分析处理主要影响场地地震稳定性的因素,最终得出场地地震稳定性区划图。该方法中ArcGIS可将众因素分散的基础数据处理成系统的数字化与可视化的属性数据库和空间数据库,并可在此基础上进行数据运算和等级自动划分;而层次分析法是数据运算的基础,该方法分别对各个因素内部不同区域的特性和各要素之间对场地地震稳定性影响的权重进行定量分析,以便在ArcGIS中进行叠加运算。以唐山地区为例,对上述方法进行了专题论证,得出该地区的场地地震稳定性的等级区划图,划分的区域与地震灾害专家对唐山大地震发生三天后拍摄的航拍片的解译进行对比,结果基本吻合。这验证了本文所用技术方法在分析场地地震稳定性方面的适用性,为我国的防灾减灾计划和国土资源的规划利用提供依据。     

中国东部夏季持续性降水日变化在淮河南北的差异分析

本文利用1961-2006年我国285站观测的逐时降水数据,分析了中国东部不同地区夏季平均降水日变化随降水持续时间的变化特征. 虽然整个东部地区都表现为短时降水峰值较一致地出现在下午17时左右,持续较长时间降水在清晨前后发生峰值降水,但持续性降水日变化的平均峰值时间以淮河为界存在显著南北差异. 北部地区的持续性降水峰值主要出现在02-06时前后;南部地区的持续性降水峰值时间出现在06-10时. 无论是降水强度或频次的日变化峰值的南北差异均较明显,但降水强度差异更为突出,且主要表现在持续性强降水中. 进一步分析发现：一方面北部地区持续性强降水开始时间较南部地区更早;另一方面,北部地区降水从开始到峰值经历的时间更短. 最后,对持续性强降水峰值时间南北差异的可能原因进行了初步讨论.     

膝关节痛风性关节炎的CT与MRI分析

目的：探讨膝关节痛风性关节炎的CT和MRI影像特征。方法：回顾分析经手术病理证实的21例膝关节痛风性关节炎的CT和MRI表现,其中12例CT,14例MRI。结果：所有病例均能发现痛风结节,CT显示45个,MRI显示48个,痛风结节位于肌腱和韧带共58个,滑膜或关节腔内15个,骨内11个,其他软组织9个。形态呈条块状31个,结节状31个,线状4个,不规则形27个。骨质破坏CT共发现21处,MRI发现24处,位于骨边缘共30处;MRI显示5处骨质破坏周围骨髓水肿。痛风结节在T1WI均呈低至中等信号;T2WI上39个呈混杂信号,6个呈高信号,3个呈低信号。在5例均行CT及MRI检查膝关节比较中：CT显示痛风结节21个,MRI显示痛风结节18个;CT和MRI在显示骨质破坏的部位均为12处,MRI显示骨髓水肿4处;MRI显示软骨异常共5处。结论：膝关节痛风性关节炎在影像上有一定的特征性,CT更容易发现痛风结节,而MRI更合适于评估软组织情况及炎性改变,综合分析两种影像资料有助于准确诊断痛风性关节炎。