基于变形信息分解的大坝变形趋势判断及预测研究

在分离大坝变形数据信息的基础上,利用重标极差法实现大坝变形趋势判断,然后利用优化极限学习机及混沌理论实现大坝变形预测。重标极差分析表明,大坝变形始终具有正向持续性,但其程度具有减弱趋势。在变形预测过程中,模型参数的递进优化不仅能提高预测精度,还能有效提高其稳定性,预测模型的相对误差均值均小于2%,验证了本文预测思路的有效性。大坝变形趋势判断及预测结果一致性较好,均认为大坝变形仍会进一步增加,但增加幅度相对较小,趋向于稳定发展。     

耦合蚁群算法和SCS-CN水文模型的城市不透水面空间格局优化

近年来,中国城市暴雨内涝频繁发生,已经发展成为一类严重的“城市病”。城市不透水面密度及其空间格局是形成暴雨内涝的一个重要影响因素。本文提出一种耦合蚁群算法和SCS-CN水文模型优化不透水面空间格局的方法,从而实现通过增加地面雨水渗透量达到减缓城市内涝发生的目的。首先应用Williams公式计算基于坡度修正的CN值,在此基础上计算地表径流量;然后设定径流系数最小化目标,耦合水文模型和蚁群算法对径流小区尺度的不透水面空间格局进行优化配置;最后应用景观格局指数对不透水面空间格局进行分析。研究结果表明：面对1年、5年、10年、20年、50年以及100年一遇重现期的1 h持续降雨事件,研究区优化后的不透水面空间格局可以分别减少径流系数21.19%、19.58%、19.38%、18.93%、18.41%和17.25%,在一定程度上缓解城市暴雨内涝的发生。在此基础上,提出面向暴雨内涝防治的城市更新优化措施建议：① 通过增加草地、花园、树木等植被绿化减少高不透水面类型的面积,并划分成更多中高不透水面类型的斑块;② 集聚低、中低等不透水面类型,从而加大连通性,形成更多的中高不透水面类型;③ 增加每个径流小区内斑块数量,增大斑块密度,减少其蔓延度和聚集度。     

西安市一次短时强风暴天气过程分析

1997年7月28日西安市发生一次强风暴天气过程，分析发现这次过程主要受秦岭山脉地形、地面弱冷空气南下和副高增强西进的共同影响而造成；强风暴发生在地面“人”字形辐合线交点处；由多单体雷暴演变成超级单体雷暴，在雷达回波中呈“S”型。秦岭山脉北侧边缘的对流活动是此类天气前期的一个明显征兆。     

加强目标观测,服务防灾减灾

以深入浅出的方式介绍了目标观测的定义、历史、确定目标观测敏感区的方法,以及实施目标观测与防灾减灾的关系;并以欧洲中期天气预报中心目标观测业务化为例,简明地概括了目标观测的实施过程;结合国内目标观测研究现状,对中国目标观测的未来提出了看法。     

2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因分析

利用NCEP/NCAA再分析资料,国家气候中心74项环流指数及云南省122个观测站资料,结合诊断、合成和相关分析等方法,探讨2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因,并与2008年初低温冰冻灾害进行对比分析。旨在寻找云南低温冰冻天气的预报着眼点,为提前做好防灾减灾工作提供决策依据。研究表明:500hPa高度场欧亚中高纬呈两槽一脊,西西伯利亚高压脊异常强大,贝巴之间为东西向横槽,东亚中高纬呈"+-+"的高度场距平分布,西太平洋副热带高压异常偏东偏弱,南海副高异常偏南偏弱是2011年1月云南东部频遭冷空气影响的大尺度大气环流背景。另外,相关分析发现NINO4区海温持续异常偏冷对应云南东部气温异常偏低。较2008年初持续近2个月的低温雨雪冰冻灾害相比,虽然2011年灾害影响时间较短,范围较小,但冷空气过程频发,昆明准静止锋长时间控制云南东部,最终造成近50年来的极端低温冰冻灾害。     

一种基于M估计的Robust-ELM滑坡位移预测方法

采用传统ELM算法进行滑坡位移预测时,其网络输出权值由最小二乘估计得出,导致ELM抗差能力较差,从而造成网络训练参数不准确。为此,将M估计与ELM相结合,提出一种基于M估计的RobustELM滑坡变形预测方法。该方法利用加权最小二乘方法来取代最小二乘法计算ELM输出权值,以减少滑坡监测数据中粗差对ELM预测的干扰。分别以链子崖、古树屋滑坡体为例,将Robust-ELM进行了单维、多维粗差的抵御性验证。结果表明,该方法能够有效降低粗差对预测的影响,具有良好的抗差能力。     

Characteristics Analysis and Risk Assessment of Extreme Water Levels Based on 60-Year Observation Data in Xiamen,China

Extreme water levels are related to astronomical tides and storm surges.Eleven typhoon systems,which have caused extreme water level rises,were selected based on 60-yr water level data from the Xiamen tide gauge station.In these 11 typhoon systems,the astronomical tide component accounts for 71%-95%of the total water level.The Gumbel distribution of extreme water level rise was estimated,and the impact of typhoon surges on water levels during the return period was analyzed.The ex-treme tide levels caused by typhoons Herb(1996)and Dujuan(2015)are much higher than those of other typhoons and correspond to the return period of 76 yr and 71 yr,respectively.The differences of sea levels in the presence and absence of these two typhoons in the 10-100 yr return period are 5.8-11.1 cm.For the 100-yr return period,the total risks within 10,25,50,and 100 yr increase by 94.3%,85.4%,72.9%,and 54.4%,respectively,if the Herb and Dujuan are not considered.Assuming that typhoon Herb(1996)occurred during the highest astronomical tide,it will produce a water level higher than that of the 1000-yr return period.Sea level rise has an important influence on the water level return period,and the contribution of nonlinear sea level rise in the next 100 yr is estimated to be 10.34%.     

暴雨内涝危险性情景模拟方法研究——以上海中心城区为例

本文采用地理信息系统技术（GIS）与水文/水动力学相结合的方法,使用修正的SCS模型进行产流模拟,利用局部等体积法和水动力模型进行汇流模拟,建立了基于情景的城市暴雨内涝危险性模拟工具,并对相同雨强情景下不同汇流模型的模拟结果与精度进行了对比分析。结果表明：（1）局部等体积法计算简单,对降雨的时程分配较为敏感,峰前历时和雨强对结果影响显著,较适合于雨型确定的城市暴雨内涝危险性快速模拟;水动力模型计算复杂,与整个降雨历时存在明显关系,模拟精度较高。（2）利用台风“麦莎”带来强降雨导致的积水实测数据,对模拟结果进行对比和验证,表明本文建立的水动力模型法模拟结果与实测降雨积水更为接近,更适合上海中心城区暴雨内涝危险性情景模拟。     

天津局地暴雨特征及落区预报分析

利用常规观测资料分析2009-2011年天津地区33次局地暴雨天气过程的影响系统。对局地暴雨天气发生前的大气环境物理参数进行统计,对比不同影响系统下预报着眼点的差异。结果表明：天津局地暴雨主要发生在蒙古冷涡、东北冷涡、高空槽前以及高空槽后四种天气系统的影响下。蒙古冷涡系统下应以整层良好的水汽和涡旋系统东南象限深厚的辐合上升运动为着眼点;而东北冷涡系统下则需关注低层水汽条件充沛和中层强烈的辐合抬升;高空槽系统下在动力、水汽以及能量条件配合较为均衡;而槽后型系统影响下若发生局地暴雨,各种强对流参数特征则最为显著。在此基础上,通过典型局地暴雨过程对强降水落区进行诊断表明,天津构造加密探空由于充分考虑了近地面的温湿风特征,计算所得的可降水量、对流有效位能以及地面至3km高度的垂直风切变对局地暴雨落区具有良好的指示性。同时,个例研究也表明TJ-WRF对局地暴雨天气过程有较好的预报能力,综合应用模式物理量结果能较好地预报局地暴雨落区。     

大别杂岩中混合岩的矿物空间分布研究

介绍了矿物空间分布研究的基本原理及两种统计方法(接触频数法和线切法)。作者对混合岩矿物空间分布的研究表明:(1)前人提出的统计方法存在方法上的缺陷和应用上的局限性,作者推导出矿物接触类型的概率公式;(2)部分浅色体中矿物显示聚集分布的特征,而绝大部分的浅色体中矿物具有分散分布的特点。结合质量平衡和地球化学研究认为:大别杂岩中主体混合岩成因机制是重熔和交代作用。