基于细菌觅食优化广义回归神经网络的煤层气含量预测

为提高煤层气含量预测的能力,提出了一种基于细菌觅食优化广义回归神经网络( BFA?GRNN)的煤层气含量预测算法。利用已有煤层资料,通过神经网络建立回归模型,采用细菌觅食算法对模型参数进行优化,减少人为因素在网络训练中的影响。据此算法,在聚类分析及灰色关联分析的基础上,选取密度等共7个影响因素,建立煤层气含量预测的BFA?GRNN模型,通过实例分析验证该方法的可行性。结果表明:BFA?GRNN模型预测值与实测值之间相对误差小于6%,采用该模型预测煤层含气量具有较好的应用前景。     

湖北宜昌市暴雨雨型的演变特征

基于1980—2018年武汉国家基本气象观测站逐分钟降雨数据,分别利用同频率分析法和Huff雨型分析法确定武汉主城区历时1 440 min设计暴雨雨型,并采用InfoWorks ICM水力模型软件对雨水管网进行模拟计算,分析两种设计暴雨雨型的雨峰、降雨量时间分布和积水情况,研究结果表明：（1）基于同频率分析法和Huff雨型分析法确定的武汉主城区历时1 440 min设计暴雨雨型均为单峰型,两者雨峰位置均略微超前整场降雨过程的前2/3分位,在降雨时程的60%~70%阶段,前者降雨强度迅速增加,大于后者。（2）在同频率分析法确定的武汉主城区历时1 440 min设计暴雨雨型下,武汉汉口中心城区的淹没面积均大于Huff雨型分析法的确定结果,且水深、流量、流速等峰值均较大。（3）同频率分析法确定的设计暴雨雨型结果使得武汉主城区系统内达标管网比例更低,积水情况更严重。

     

冷涡背景下不同类型强对流天气的成因对比分析

结合地理分布将中国北方高空冷涡划分为东北冷涡（120°-145°E,35°-60°N）,华北冷涡（100°-130°E,30°-45°N）以及东蒙冷涡（100°-130°E,40°-55°N）三类,根据2000-2018年NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和日降水资料对19 a冷涡个例进行筛选对比,统计分析三类冷涡的活动规律,利用动态合成分析方法分析三类冷涡的结构和降水特征。结果表明：在490例高空冷涡个例中,遗漏的冷涡个例有2个,重复的个例有13个,剩下475例个例都能较好的被选出和归类,给出的三类冷涡定义较为合理。东北冷涡和东蒙冷涡在全年皆可生成,而华北冷涡在12月和2月没有发现。东北冷涡在4、5月生成最多,在3月和8月生成较少。华北冷涡在5月生成最多,冬季生成较少。东蒙冷涡在5、6、9三个月生成较多,在2、3和11月生成较少。对三类冷涡的动态合成分析表明：在结构方面,考察位势高度、温度、涡度、和等熵位涡分布,得到东北冷涡平均强度最强,东蒙冷涡次之,华北冷涡最弱;在降水方面,冷涡强度最强的时段,冷涡降水主要出现在高空急流出口区以北,对应有强的高层辐散。由于低层湿度分布以及水汽输送强度的不同,三类冷涡的降水大值中心位置有所差别,并且华北冷涡平均降水强度最大,东北冷涡次之,东蒙冷涡相对较小。

     

高速公路交通事故与气象条件的关系研究

选取2013—2017年河北高速公路逐日发生的一般等级以上交通事故起数、伤亡人数、经济损失及同期气象要素资料,基于序关系分析法将事故量及等级量化为事故指数,分析了对高速通行高影响的雾天、雨天和雪天事故的年际、月际及日变化特征,并构建日均交通事故指数与气象要素的非线性回归模型。研究表明：（1）交通事故发生时不利天气条件下交通事故总起数、死亡事故起数及人数、经济损失为雾天>雨天>雪天,而伤人事故及人数为雨天>雾天>雪天。（2）雨天、雪天交通事故峰值与当年雨雪极端天气事件有关,雾天单起交通事故的直接经济损失呈上升趋势;事故月、日分布有显著性差异,表现为雾天事故高发月份在9月至翌年2月、雨天事故多发于在5—10月、雪天事故多发于1—2月、12月;05—08时和00时为事故高发时段。（3）分别针对不同等级日雨量和能见度与日均交通事故指数建立了一般等级以上交通事故模型,非线性回归效果显著。

     

长江流域径流量变化过程及其对ENSO和PDO的响应

根据宜昌站、汉口站和大通站的径流量数据,运用M-K检验和小波分析等方法,对1900年以来长江流域径流量的趋势和周期变化进行分析,探究径流量变化对厄尔尼诺?南方涛动（ENSO）和太平洋年代际振荡（PDO）的响应。结果表明：1900 年以来长江流域径流量呈显著的减少趋势,并具有2~8 a的年际周期变化和14~17 a的年代际周期变化。流域径流量与ENSO具有相同的2~8 a周期变化,在El Ni?o发生期,径流量较低,在La Ni?a发生期,径流量较高。14~17 a的周期变化与PDO相关,在暖位相期径流量偏少,在冷位相期径流量偏多。PDO影响着ENSO和径流量之间的相关性,在暖位相期,El Ni?o对径流量的影响增强,在冷位相期,La Ni?a对径流量的影响增强。因此,在分析和预测流域径流量长时间尺度上的变化时要综合考虑ENSO和PDO的影响。     

1989-2019年中国滑雪场时空特征及其演变规律

滑雪场空间分布特征、集聚演变状况与分布方向性变化深刻影响着中国滑雪旅游乃至冰雪产业的发展。运用地统计学空间分析原理,通过最邻近指数分析、空间自相关分析、核密度分析、标准差椭圆及平均中心分析,对1990年前后每10 a 中国滑雪场空间特征及其演变规律进行了综合分析。结果显示：① 1990年之前,仅在黑龙江和吉林省有7家滑雪场,且分布较为离散。② 1990—1999年,滑雪场数量呈小幅增长,空间上出现向新疆、河北和四川扩散的现象。③ 2000—2009年,滑雪场增速较快,并形成了以哈尔滨?牡丹江、北京?张家口两地区为核心的滑雪场双核驱动模式。④ 2010—2019年,是滑雪场数量增速最快的10 a,期间新增滑雪场522家,并在双核驱动模式基础上,逐步形成了以长白山、燕山–太行山为主要条带的联通南北的滑雪场空间结构。总体上,近30 a中国滑雪场呈现出了“南展西扩东进”的空间演变特征。该研究结果对于未来中国滑雪场空间布局、优化及其区域间的协调发展具有一定的理论指导意义。     

东北地区唐代渤海古城遗址空间格局及影响因素分析

运用ArcGIS软件及空间分析等方法,研究了东北地区234座唐朝渤海国古城遗址分布特征,探讨了古城遗址空间格局与自然条件的关系。通过对234座古城址进行分析,发现唐朝渤海国古城址主要集中在4个集聚区,即图们江?鸭绿江流域集聚区（A）、牡丹江流域集聚区（B）、松花江?辽河流域集聚区（C）、穆棱河流域集聚区（D）。其中图们江?鸭绿江流域集聚区是最主要的遗址分布区,位于研究区的南部,占遗址总量的47.43%。研究区渤海国古代城址呈北疏南密的分布特征,形成明显的“空间组群”格局。在当时的气候环境之下,水热条件等自然因素成为影响城址的主要因素,而政治、经济、军事和交通区位等人文因素则对古城遗址的数量和分布起重要导向作用。     

腾格里沙漠不同类型沙丘土壤水分含量与地形-植被因子关系研究

土壤水分是沙区主要的生态限制因子,其分布受气候、地形和植被等众多因素的影响。以腾格里沙漠沙坡头地区3种类型的沙丘（固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘）为研究对象,利用方差分析和冗余分析（RDA）等方法对沙丘不同部位和不同深度土壤水分的分布特征及其与地形-植被因子之间的关系进行了综合分析。结果表明：（1） 不同类型沙丘上0~300 cm的土壤水分随着深度的增加而增加,表层土壤水分的波动程度大于中层和深层。（2） 固定沙丘不同部位及不同深度的土壤水分之间没有明显的差异,半固定沙丘和流动沙丘迎风坡与丘底的土壤水分高于背风坡和丘顶。（3） 固定沙丘上的土壤水分受地形-植被因子的影响较半固定沙丘和流动沙丘小,影响固定沙丘土壤水分的主要因子有坡向、高差和灌木多度。（4） 地形-植被因子与研究区绝大多数半固定沙丘和流动沙丘的土壤水分均有负相关关系。研究揭示了腾格里沙漠土壤水分的分布规律及其与地形-植被因子的关系,对制定相应的防风固沙措施以及建立科学合理的植物固沙模式有积极的指导作用。     

丽江黑龙潭地下河系统的水均衡分析与预测评价

滇西北丽江黑龙潭流量大幅减少、间歇式断流问题日趋频繁,已成为地方经济社会发展的重要制约因素。在对丽江盆地区域水文地质条件和黑龙潭地下水系统动态调查的基础上,考虑社会经济发展过程中人类工程活动的影响,以近70年的数据为基础,采用水均衡法定量分析黑龙潭地下水系统流量的动态变化及其影响因素,得出不同时段黑龙潭断流的主要原因,并根据近年黑龙潭断流的影响因素及变化趋势,预测未来黑龙潭流量的变化趋势,2021—2030年,黑龙潭将成为季节性泉水,2030年之后,黑龙潭泉群将长期处于断流状态。该认识可为黑龙潭的地下水动态恢复和丽江城区地下水水资源开发及环境保护提供依据。     

用跨断层形变资料分析鲜水河断裂西北段的运动特征

本文利用主成分分析、震间位错反演和小波技术分析了鲜水河断裂西北段的跨断层形变资料(1986—2013).结果表明:以左旋走滑为主的断层长期运动为跨断层资料的主要信息,且符合负指数函数的运动规律,随着断层深度的增加,滑动量逐渐减弱.从炉霍段、道孚段到乾宁段,断层闭锁程度逐渐增强.2001年昆仑山M8.1地震发生后,鲜水河断裂西北段地壳浅层(地表以下30 km)的左旋走滑明显减弱,到2013年的累积减弱量为3~13 mm.5·12汶川M8.0地震发生前,断层滑动出现周期4~5年的增强信号.4·20芦山M7.0地震发生前,断层滑动首先出现低频信号(4~5年周期)增强,随着地震发生临近,强信号频率逐渐升高,直到出现周期为1年的强信号.