Thickness distribution and extent of sea ice and snow in Prydz Bay and surrounding waters observed in 2012/2013 austral summer

Three ship-based observational campaigns were conducted to survey sea ice and snow in Prydz Bay and the surrounding waters(64.40°S–69.40°S, 76.11°E–81.29°E) from 28 November 2012 to 3 February 2013. In this paper, we present the sea ice extent and its variation, and the ice and snow thickness distributions and their variations with time in the observed zone. In the pack ice zone, the southern edge of the pack ice changed little, whereas the northern edge retreated significantly during the two earlier observation periods. Compared with the pack ice, the fast ice exhibited a significantly slower variation in extent with its northernmost edge retreating southwards by 6.7 km at a rate of 0.37 km?d-1. Generally, ice showed an increment in thickness with increasing latitude from the end of November to the middle of December. Ice and snow thickness followed an approximate normal distribution during the two earlier observations(79.7±28.9 cm, 79.1±19.1 cm for ice thickness, and 11.6±6.1 cm, 9.6±3.4 cm for snow thickness, respectively), and the distribution tended to be more concentrated in mid-December than in late November. The expected value of ice thickness decreased by 0.6 cm, whereas that of snow thickness decreased by 2 cm from 28 November to 18 December 2012. Ice thickness distribution showed no obvious regularity between 31 January and 3 February, 2013.     

不同方法对冬小麦地块级估产的适用性研究

为了探究不同估产模型对冬小麦估产的精度和适用性,提高像元级和地块级冬小麦估产精度。利用机器学习方法支持向量机（SVM）模型、随机森林（RF）模型和深度学习方法长短期记忆（LSTM）模型,对冬小麦进行产量预估。结果表明：在像元级上,LSTM模型、RF模型估产精度高于SVM模型,LSTM模型不仅能够表征作物在生育期的生长变化,还能降低人为因素干扰,估产结果更加客观真实,而SVM模型、RF模型易受到特征共线性和过拟合的影响,因此SVM模型、RF模型更适用于区域性小范围估产。在地块级上,SVM模型、RF模型和LSTM模型地块级估产精度比像元级估产精度均有提高,且LSTM模型估产精度明显高于SVM模型和RF模型,因此LSTM模型更适用于地块级估产,且LSTM模型泛化能力强、普适性高,适用于大范围农作物估产。     

OC4漂浮式风电平台的水弹性响应及波浪载荷研究

漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响应。采用三维频域线性水弹性方法计算塔架在流体作用下的结构共振频率特征以及各阶模态振动的主坐标响应特性,然后通过弹性模态叠加法获得塔架的弯矩载荷。并结合概率学手段,预报了短期极限海况下塔架弯曲载荷响应,为新一代漂浮式风电平台结构安全性评估和方案设计提供了技术支撑。     

基于CPTU解释黏性土不排水抗剪强度方法研究

黏性土的不排水抗剪强度Su是海上风电工程设计中重要的力学参数之一,孔压静力触探测试（简称CPTU）无法直接测得黏土强度,但其所提供的锥尖阻力、侧摩阻力以及孔隙水压力与土体的不排水抗剪强度存在映射关系,国内外基于CPTU已经演化出多种解释土体不排水抗剪强度计算公式。基于滨海某海上风电项目,开展了原位CPTU试验、三轴不固结不排水（UU）、三轴固结不排水（CU）、固结快剪（CQ）以及船上微型十字板剪切（MVST）试验,对已有计算公式的适用性进行了校验,分析发现需根据区域场地情况对其中经验系数进行相应的调整以提高计算精度。研究基于CU试验结果,结合工程实例对原有公式中经验参数进行优化修正,最后通过误差分析,验证了修正预测模型的准确性与合理性,利用改进后的修正预测模型可使江苏地区海域黏性土不排水抗剪强度的计算得到更准确的结果。     

煤层底板水害防治智能决策支持系统框架构建

煤层底板突水是华北型煤田煤矿生产过程中一种常见的水害类型,为解决水害防治工程的科学决策问题,进一步提高防治水工程的可靠性,提出构建智能决策支持系统的技术思路。智能决策支持系统是传统决策支持系统与人工智能技术相互融合的产物,在分析底板水害防治决策支持功能需求的基础上,提出“数据-模型-方案”一体化设计流程,从数据导入、模型驱动、智能决策等3个层次构建底板水害防治智能决策支持系统的基本框架。将模型驱动层进一步细分为方法库、模型库、知识图谱构建3项专业化服务,模型库包括底板突水空间点预测模型、疏水降压数值模拟模型、注浆改造工程可靠性分析模型、隔离工程设计模型及底板水害监测预警模型。系统最终输出的决策方案包括底板突水危险性分区、疏水降压Q-t-s方案、区域注浆改造设计及工程可靠性评价、隔离工程设计、底板突水监测预警警情发布。系统通过注浆过程的反馈-控制、突水监测预警的深度学习、疏水降压方案的动态优化等实现其智能决策。智能决策支持系统将会在煤层底板水害防治可靠性保障方面提供新的技术支撑。     

火山岩与地形联合约束下海岛土壤稀土元素地球化学空间分布异质性——以广西涠洲岛为例

海岛土壤地球化学特征的研究对于认识海岛表生地质环境有重要意义。本研究以我国最大的第四纪火山海岛——涠洲岛为案例,重点研究亚热带海岛环境下火山岩风化土壤的稀土元素（REE）地球化学特征,并探讨影响其空间分布的关键因素。结果表明,涠洲岛土壤REE总量（ΣREE）自然变化范围较大,介于59.07~575.30 mg/kg,平均值为285.53 mg/kg,高于中国大陆土壤背景值（163.86 mg/kg）,指示火山岩风化海岛具有较高的土壤REE丰度。反距离权重插值法（IDW）分析指示,岛内土壤的REE含量高低变化呈现出以带状和斑块状为主体形态的空间分布不均一性,推断其成因与母质岩石类型和地形位置等因素密切相关。3种不同岩性的成土母岩的ΣREE含量变化序列为：玄武岩（236.66 mg/kg）>火山碎屑岩（215.58 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物（18.99 mg/kg）,对应的土壤ΣREE含量具有类似变化规律,即玄武岩土壤（307.20 mg/kg）>火山碎屑岩土壤（297.46 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物土壤（89.73 mg/kg）。该证据指示母岩是控制岛内土壤REE含量变化的首位因素,玄武岩整体上易形成具有较高REE丰度的土壤,火山碎屑岩次之,而含生物碎屑海滩沉积物反之。此外,本研究还发现火山碎屑岩单一岩性区内,发育的土壤REE含量也会随地形地貌差异而出现显著变化,其原因是地形地貌制约了土壤矿物和化学风化程度,海蚀丘陵比海积平原更利于海岛土壤中REE次生富集作用的发生。

     

SOTEM法在城镇强干扰环境下的应用——以坊子煤矿采空区为例

瞬变电磁法(TEM)是煤田采空区探测的主要手段之一。然而,当采空区埋藏较深或测区内建筑物密集时,传统回线源装置往往难以满足探测需求。电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)由于采取近源观测,具有信号幅值高、信噪比强、探测深度大、施工方便高效等优点,具有更好的适用性。潍坊市坊子煤矿的采空区埋藏深度约500 m,且大部分区域落于房屋密集分布的村庄内,为有效探测蒋家村下采空区的分布及影响范围,采用SOTEM法开展探测工作。在村庄外围布设发射源,利用轻便接收装置在村内接收信号,克服了建筑物障碍问题。利用小波去噪及五点圆滑技术对强干扰数据进行滤波处理,然后利用OCCAM法对数据进行一维反演。结果表明,本次SOTEM探测深度达到800 m,成功圈定出低阻采空区的分布范围,并得到钻孔验证。     

地球磁层顶磁场重联的动力学过程

用三维可压缩MHD数值模拟研究了在磁场重联过程中电子压力梯度项的效应研究结果发现在较高等离子体β,较小离子惯性尺度条件下,广义欧姆定理中压力梯度项在重联过程的作用不可忽略.在磁重联过程中,压力梯度项虽然没有明显改变磁场拓扑结构和重联速度,但它使电子和离子速度明显增大.由于在离子惯性尺度下,离子和电子运动解耦,电子是电流的主要载流子,所以场向电流也增大,并导致核心磁场明显增大.考虑到场向电流是磁层电离层耦合的一个重要因素,所以电子压力梯度项的引入加强了行星际磁场南向期间磁层电离层的耦合.电子压力梯度项还在重联区激发了波动,该波动可向重联区外传播.     

西秦岭甘肃夏河—合作地区与中酸性侵入岩有关的金铜多金属成矿系统及找矿预测

甘肃夏河—合作地区岩浆岩与矿产分布具有分带性：夏河-合作断裂以北侵入岩规模较大,以岩基、岩株为主,发育Cu、Au、W、Mo、Pb、Zn等以中高温元素为主的矿化,受岩体边缘接触带及断裂双重控制;夏河-合作断裂以南侵入岩规模较小,多以小岩株、脉岩出现,发育Au、Hg、Sb等中低温矿化,受断裂破碎带控制。地球化学组成显示,该区侵入岩具有镁闪长岩、TTG岩套的双重特点,为"热壳"+"热幔"的壳幔结构,成矿条件极为有利。硫、氢、氧稳定同位素特征指示,成矿物质主要来自地幔岩浆析出的热液,后期有大气降水的参与。夏河—合作地区为与中酸性侵入岩有关的金铜等多金属矿成矿系统,在夏河-合作断裂以南,剥蚀较浅,可寻找远成低温热液型金、锑矿等,在其深部还应注意寻找斑岩型或矽卡岩型铜金矿床。而在剥蚀程度较高的北带,应以斑岩型和矽卡岩型矿床为主。     

应县木塔地基工程地质勘测与分析

对山西应县木塔环境地质进行了研究,弄清了地层年代及存在的断层;通过样品分析、标准贯入及静探等方法试验、测试,得出了塔院区塔基土的工程物理性质和力学性质、承载力;用地学层析成像技术探测了木塔的基础结构及塔院地基的分层结构。