数据整合技术支持下水利设计信息集成平台搭建研究

水利设计信息集成平台是对水文状况进行治理和监测的主要方式之一,但是传统方式设计的水利设施对水文状况进行测算时存在较大误差和时间延误。为此,对传统方式进行改进,搭建数据整合技术支持下水利设计信息集成平台。建立数据整合技术支持下的数据库,在建成的数据库基础上设计平台架构,搭建起水利设计信息集成平台;设置实验论证其应用效果。实验结果表明,数据整合技术支持下水利设计信息集成平台搭建具有极高可行性,使用这一平台对水文信息进行监测比传统方法更加准确,当河流流量发生大幅度变化时也能稳定反映变化趋势和幅度,相比传统方式减少0.2～0.4 h的反应时间,降低测算误差率66.7%。     

1956-2016年渭河支流葫芦河流域径流及降水的年际变化特征

研究河流径流量和流域降水量的变化特征,对区域水资源规划与开发利用具有重要意义。基于葫芦河干流上下游的两个主要控制水文站实测年径流量及其流域年降水量资料,运用标准距平累计曲线法、小波分析法和Mann-Kendall等方法,研究了葫芦河干流年径流量和年降水量的年际变化趋势、周期性和突变性。结果表明：葫芦河上下游年径流量变化趋势一致性较好,流域年降水量变化趋势与径流量变化趋势基本对应,均呈下降趋势,但径流减少的速率远大于降水减少速率,且下游径流量的减少速率比上游更快。葫芦河上下游径流量变化的大周期一致,但下游径流小周期的转换要比上游径流和流域降水更频繁,上下游径流量与其流域降水量变化周期的年份对应关系不好,径流变化的主周期和次周期均小于降水的变化周期。葫芦河下游年径流量在1988年发生了突变,而上游径流量和流域降水量均无明显的突变点。     

青藏高原典型金属矿山河流重金属污染对比

为研究青藏高原金属矿山勘探、开采、闭坑阶段不同开发阶段河流重金属污染的严重程度,通过野外调查,室内测试分析,对比5个金属矿山河流重金属元素含量、污染指数沿程变化,得出以下结果:(1)勘探阶段和闭坑后河流水质污染较小,开采阶段矿业活动对河水水质污染较大。(2)As、Pb、Cd、Cu和Zn五种元素是金属矿山的特征污染物。开采矿区中德尔尼铜矿区、下柳沟铅锌矿、甲玛矿区河流均有重金属元素污染,微碱性环境中德尔尼铜矿区,主要污染物为As,单项污染指数为0～10.6;下柳沟铅锌矿Pb、Cd、Cu和Zn元素单项污染指数分别为0.2～2.1、0～55、0.4～24、0.3～1550;偏酸性环境中甲玛矿区的特征污染物主要为Cu、Cd。其中Cu、Cd单项污染指数为0～4174、0～4;勘探矿区大场金矿、闭坑矿区罗布莎铬铁矿区河流未出现污染元素。(3)青藏高原5处典型的高海拔山地矿山河流由于稀释作用重金属流经2km后达到安全水平,研究结果可为青藏高原矿山开采中河流水环境保护提供参考依据。     

一种利用船载LiDAR点云数据提取精细化河流水涯线的方法

提出了一种基于船载激光雷达点云数据河流水涯线精细化提取方法。该方法首先对点云数据进行粗格网划分,结合河流水涯线格网的密度、高程、边缘性和连续性多重约束条件,利用连通区域标记和边缘检测等组合算法,快速确定河流水涯线粗边缘;然后对粗提取结果进行细格网划分;并在此基础上提出距离约束下的单行格网局部高程最低点提取算法,实现河流水涯线精细化提取。针对上海某地区长度约为1.56 km河流的船载激光雷达实测点云数据,对提出方法的有效性进行了实验验证。实验结果表明该方法能够提取出精细可靠的河流水涯线。     

顾及三维形态特征的河流曲线化简方法

鉴于常规曲线化简方法应用于河流曲线化简时难以顾及河流要素的三维特征及其拓扑结构,提出了一种顾及三维形态特征的河流曲线化简方法。该方法利用河流曲线上散点的三维特征对散点进行选取进而实现河流曲线化简。在三维Douglas-Peucker（3D D-P）算法的基础上提出一种三维散点排队法,根据散点的三维特征对河流曲线的离散点集进行排队,并通过初始排队、"3合1"队列合并及约束点位置调整3个过程建立散点队列,然后根据压缩比从队列尾部删除相应比例的点数获得散点综合结果,将综合后的散点按照河流曲线的原始次序重构出化简后的河流曲线。实验结果表明,该方法既能最大程度地保留河流的三维形态特征,又能保证河流曲线之间的拓扑结构一致性。     

莱州湾地下卤水形成的古地理条件分析

晚更新世以来在莱州湾南岸形成的地下卤水分布范围大,储量多,但地下卤水成因复杂。分析认为,地下卤水成矿条件受多种因素控制,莱州湾南岸的多源河流三角洲沉积演化模式为地下卤水资源的生成创造了良好的补给、运移、过滤、储存、封盖条件。在海退初期,澙湖水体由风暴潮作用下越过沙坝不断注入正常海水和位于其下部河流沉积物地下淡水共同组成,澙湖中产生的高矿化度盐水在回流渗滤作用下进入三角洲前缘,澙湖水体将长时间保持较高浓度稳定状态,在返流过程中卤水盐度会发生水平带状分异;在海退成陆时期,长期蒸发作用和季节性河流物质运输形成卤水存储,陆相沉积物掩埋了前期卤水层即成为地下卤水层;三次大规模海陆变迁,形成三个卤水层相间的分布特征。以澙湖-沙坝为卤水生成反应器,被溶解的组分在蒸发泵作用下产生分馏,在沉积物内发生离子交换作用,产生矿物蚀变,在回流渗滤作用下沿潮坪、三角洲前缘生成地下卤水。     

中更新世以来北天山的向北扩展

利用深部地球物理结果与浅部地质调查结果进行对比,并基于DEM的地貌分析,研究了中更新世以来北天山向北扩展的造山过程.中更新世以来,北天山地壳中存在南倾的低角度滑脱面,滑脱面之上,逆断裂和褶皱带组成的山前活动构造带整体向北滑脱并缩短变形.中更新世早期,气候暖湿,基岩山脉剥蚀强烈,在山前形成了大规模的洪泛平原.中更新世中期以来,持续的构造活动一方面使山前盆地卷入变形,另一方面使盆地遭受分隔,天山北麓地壳以阶梯式的形式自南向北逐步抬升.中更新世中期约600 ka以来,气候越来越干旱,山前盆地地表仅遭受了轻微剥蚀,地壳抬升全部转换为自南向北的地表隆起,隆起的北部向天山靠拢,隆起的南部逐渐成为山系,与天山相连,北天山得以向北扩展.中更新世以来的掀斜隆起造成山麓至盆地高差达1000多米的坡面,为30 ka以来的河流下切提供了坡度条件,造成了深达300多米的河流强烈下切.     

弹性参数直接反演技术在储层流体识别中的应用

叠前地震反演是目前应用于流体识别的主要技术,但在具体研究区储层地质地震特点的应用过程中,存在岩石物理基础研究薄弱、多解性等问题。为提高流体地震识别精度,以KD地区为例,开展了陆相碎屑岩典型储层的岩石物理基础、叠前地震反演技术研究及应用。利用河道砂岩实验室岩石物理测试数据,分析了岩性、物性及孔隙流体对岩石物理参数的影响;基于弹性阻抗方程,通过弹性参数直接反演获取对储层流体敏感的参数,对KD地区河道砂岩储层进行了流体识别,提高了流体地震识别精度,取得了较好的地质效果。     

嵌入水安全调控因子的短期梯调优化模型

为在梯级水库短期优化调度中更有效地考虑河流水安全需求,建立一种通过调控因子对水安全需求进行表征的短期梯调优化模型。在该模型构建中,应用Vague集对河流水安全进行度量,并引入水安全调控因子,推导得到考虑水安全需求的梯级下泄流量约束计算公式,通过下泄流量约束将调控因子嵌入短期梯调优化模型。通过该模型,可根据河流水安全需求确定调控因子,并求解得到相应的短期梯调优化方案。嘉陵江中游航电三梯级的应用分析表明,该模型能在满足河流水安全需求情况下,实现短期梯调较优的经济效益。在短期梯调优化模型中嵌入水安全调控因子,与未嵌入调控因子情形相比,既能提高梯级发电效益,又能不降低梯级运行相关的河流水安全度。     

冲积性河流河床冲淤调整对洪水泥沙过程的响应——以黄河游荡型河段为例

为研究冲积性河流造床机理,基于能量耗散原理分析河床调整与水沙过程（变异特性）间的关系十分必要。以黄河游荡型河段为例,利用实测资料分析和平面二维水沙数值模拟方法,进行了各种洪水泥沙条件下河流冲淤规律的探讨。研究发现平滩面积、河相系数与径流泥沙特征值间存在的关联性映射出冲积性河流能量关系中的制约机制;不同洪水泥沙过程的河床冲刷强度变化具有阶段性,主槽累积刷槽效应与洪水泥沙过程有密切响应关系;高效输沙的洪水过程通过塑造最适宜的河床断面形态,能实现最佳输沙效率与主槽的最大冲刷。在不同漫滩洪水条件中,综合系数Φ最大时的洪水过程具有最大累积刷槽效应,因此对应流量可作为黄河下游漫滩洪水的调控指标。