CSAMT相位校正及其在煤矿采空积水区探测中的应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）磁场数据易受电磁干扰,且会导致相位数据质量严重下降。采用参考邻近测点高质量的相位数据,并结合最小二乘拟合及插值的方法,对受影响的相位数据进行校正。经正演模拟处理分析发现:三次多项式插值效果较好,不但能够更准确地还原相位曲线的变化特征,而且将校正后的相位数据参与到反演计算中,使反演结果更加准确、可靠。将该方法应用于山西某矿采空积水区探测,探测结果较为准确地反映了已知采空积水区的范围。      

城市暴雨内涝数学模型的研究与应用

以城市地表与明渠、河道水流运动为主要模拟对象,研制了模拟城市暴雨内涝积水的数学模型。模型以平面二维非恒定流的基本方程和无结构不规则网格划分技术为骨架,同时,针对小于离散网格尺度的河道或明渠,应用了一维非恒定流方程的算法。采用分类简化处理的方法,将通道分为河道型、路面型、特殊通道型(城市内的二级河道),根据不同类型简化动量方程,求任意网格各个通道上的单宽流量。采用一维非恒定流方程模拟地下排水管网内的水流,并给出泵站、闸门、淹没出流管道等排水系统的处理方法。根据无结构不规则网格的设计思路,按照天津、南京、南昌三市的地形地貌特征分别设计多边形的计算网格。介绍了城市面雨量的计算方法以及数学模型在天津市、南京市、南昌市的应用情况和误差分析。     

基于多元统计分析的地下水水源地污染识别

为实现地下水水源地的科学保护,识别水源地可能的污染源,通过采集吴忠市金积水源地保护区及周边16个水井地下水样品,依据采样测试分析结果,遵循连续性和代表性原则,选择了电导率、溶解性总固体、总硬度、浊度、溶解氧、氟化物、亚硝酸盐和细菌总数等8个指标进行多元统计分析。采用因子分析法,提取出4个公因子,利用因子得分进行多元线性回归,实现对金积水源地可能的地下水污染源的识别。结果表明,因子分析提取出的4个公因子,解释了所选样本总方差的96.979%,其中第一公因子代表蒸发浓缩作用,第二公因子代表粪便污染,第三公因子代表含氟矿物的溶解和工业污染,第四公因子代表自然作用,且各污染因子对不同采样点的污染程度不同,四个公因子对地下水水质的贡献率分别为:42.63%,29.23%,22.40%和5.74%。     

长白山天池火山千年大喷发期后火山泥石流沉积特征及其源-汇响应关系

源于长白山天池地区的火山泥石流沉积可分为粗碎屑岩块(岩屑)泥石流和细碎屑浮岩泥石流,它们沿二道白河和松花江水系搬运的路径为从距天池火山口40km的三合水电站经过丰满大坝(360km)和吉林市(380km)到小白旗屯(450km),形成广泛的沉积区域。这两类火山泥石流的沉积成因有两种解释:一是形成于千年大喷发同期,是由一次性洪水事件搬运和沉积形成的;二是形成于千年大喷发期后经过多次搬运和沉积的产物。两个模式的共同问题是都没有考虑天池当时是否有水及其蓄水过程。后一模式在某种程度上,还回避了导致岩屑与浮岩两类泥石流频繁互层的沉积物源和水动力条件以及二者的转换机制,而这恰恰是关于泥石流沉积成因的基本要素。通过重新研究火山泥石流经典剖面(位于天池西北57.73km的水田村),作者发现本区火山泥石流沉积存在明显的物源剥蚀区与沉积堆积区的反剖面关系。即无论是粒径32～500mm的粗碎屑还是0.0625～16mm的细碎屑,成分自下而上(或沉积早期到晚期)呈现规律性变化:剖面下部的碎屑成分以浮岩为主(浮岩在物源区位于顶部),向上粗面岩和玄武岩明显增多(在源区它们位于浮岩之下),而沉积序列上部的碎屑成分是在物源区处于较深层位的岩脉辉绿岩和基底流纹岩。整个序列碎屑成分的沉积分异特征明显。沉积构造和岩相组合特征显示,该火山泥石流剖面的下部和上部碎屑粒度细、分选较好、成层性好、水平状层理发育,主要表现为环境较为稳定的以地面径流为主的河流相和末端扇相背景沉积;中部粒度粗、成层性差、主要表现为突发性洪水作用导致的洪积相事件沉积。沉积序列中频繁出现的冲刷面构造指示水流强度曾出现周期性的快速增加。自下而上冲刷面规模由小变大再变小,指示水流强度由弱变强再变弱。为了探讨天池的积水条件和蓄水过程,作者基于达西定律和质量守恒原理,模拟计算降水量、蒸发量、地表径流量、火山机构整体的平均渗透率和天池积水速率之间的关系。结果显示,当天池火山机构平均渗透率高于6m D(毫达西)时,天池地区降水量减蒸发量即使高达2000mm/y,水亦会全部渗流而出,因此天池不存在积水环境。当降水量减蒸发量小于1500mm/y时,则天池火山体平均渗透率需要小于4m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。当天池降水量减蒸发量小于1000mm/y时,天池火山体平均渗透率需要小于2.5m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。将水田村火山泥石流沉积序列与天池蓄水过程计算结果加以对比,我们提出本区火山泥石流沉积序列的另一种成因解释:(1)这是形成于千年大喷发之后的以地面径流或河流为主的背景沉积与洪水导致的突发性事件沉积互层的序列;上部和下部的细碎屑层主要表现为背景沉积,中部的粗碎屑岩块泥石流主要表现为洪流事件沉积。(2)下部的背景沉积可能对应于天池千年大喷发之后的持续积水过程,时间可能不少于200年;而上部的背景沉积则对应于本区的水系和地貌逐渐稳定并接近于现今条件的稳定型河流沉积。结合天池北坡和西坡古老树木年轮指示的沙松冷杉生长年代(公元1749-1768)同时考虑松柏类植物对水系和地貌稳定性较为敏感等因素,推测上部沉积环境趋于稳定的时间应该不晚于公元十八世纪初。     

岩溶地区的大化、岩滩水库与内涝灾害

桂西岩溶地区的两个大型水库——大化、岩滩水库建成蓄水后，由于水位大幅度抬高，造成岩溶管道回水，使在其周边数县市境内岩溶地区的地下水位升高，在雨季洪水汇滥时造成岩溶浸没性内涝灾害。文中指出内涝灾害带来的严重后果，分析了其原因，提出了减灾、救灾的措施和今后防治内涝灾害的建议。     

城市建设对暴雨内涝空间分布的影响研究——以武汉市主城区为例

城市内涝灾害频繁,用地开发与空间扩张被普遍认为是其致因之一。对比武汉市遥感数据,1984—2017年,超过30%的自然水体被填占开发,城市建设开发活跃、填湖造陆强度大。论文以武汉市为例,采用二项Logistic模型,定量分析不同降雨强度情景下的内涝影响因素。研究表明,填湖造陆将极大地增加极端降雨情景下城市滨水区域的内涝风险。城市地形地势、排水管网条件、用地类型以及邻域用地结构等因素,也直接影响内涝风险。基于2种不同的用地开发策略,预测城市内涝风险结果显示,城市用地的不当开发将引致严重内涝风险。依据内涝风险的空间分布预测结果,论文提出了相应的改善策略,以为科学地制定防涝减灾规划提供参考。     

未 雨 绸 缪──从阳朔县白沙堡内涝灾害得到的启示

广西岩溶发育。近年来，岩溶地区内涝灾害普遍，损失严重。桂林市阳朔县白沙堡属较典型的岩溶洼地，内涝灾害由来已久。近年来由于自然和人为两方面因素造成地下河堵塞，导致内涝灾害频率增高，内涝时间延长，损失增大。政府部门应不失时机在全区范围内作全面调查，防患于未然，把内涝灾害损失减少到最低限度。改变先受灾、后重视，不到严重不治理的状况。     

城市内涝监控预警与联合调度系统设计与开发

针对城市内涝积水问题,设计研发了基于物联网与GIS技术的城市内涝监控预警与联合调度系统,实现了对道路、下沉式立交桥等城市积水点的视频信息、积水深度以及城市排水管道水位信息、泵站蓄水池水位信息的实时监测与在线传输。将这些反映城市当前积水状况的数据与排水泵站进行链接,当监测数据达到系统设置的阈值时,可自动开启或关闭泵站,实现城市内涝排水的自动化、智能化管理,为及时有效解决城市内涝问题提供了高效的管理手段;同时,可在积水点周边路口对积水严重等级进行公示,给来往车辆及行人提供预警,以免造成不必要的人身财产损失,实现城市管理的智能化和人性化。     

基于暴雨内涝模型的莆田沿海地区风暴潮灾害评估

利用ArcGIS对莆田沿海地区的地形、下垫面属性和排水设施及排水运作方式进行预处理,建立台风降水、风暴潮共同影响下的莆田沿海地区内涝模型。应用雷达估算降水及自动雨量站数据计算的热带气旋"南玛都"过程面雨量,以及此次暴雨过程沿岸海区和河口的时变水位作为模型的边界条件,对莆田地区风暴潮灾害风险进行评估试验。针对2011年9月1日热带气旋"南玛都"造成的莆田沿海地区风暴潮及暴雨灾害,利用暴雨内涝模型进行评估试验研究,将模拟结果与实况灾情进行对比,结果表明模型能够较客观地反映"南玛都"过程降水和风暴潮共同作用的灾害情况。     

基于信息扩散技术的暴雨内涝风险评估模型

针对河北省邯郸市区的道路暴雨内涝风险问题,开展了基于二维信息扩散技术及灾害风险评估理论的模型研究工作,联合气象部门、市政排水部门、社会公众等不同行业群体,收集邯郸市易涝点分布、降雨强度、积水深度、危险源及承灾体等基础数据,建立了针对易涝点的"雨强-水深-风险情景"评估模型,实现基于降雨强度估计易涝点积水深度,进而结合承灾体状况给出相应的风险情景。研究表明,本文提出的二维信息扩散道路暴雨内涝风险评估模型,对估计平原地区道路积水风险情景具有一定的实用价值。