Identification of groundwater exfiltration,interflow discharge,and hyporheic exchange flows by fibre optic distributed temperature sensing supported by electromagnetic induction geophysics

Water exchange across the sediment–water interface of streams impresses a characteristic thermal pattern at the interface. The use of fibre optic distributed temperature sensing at the sediment–water interface in a small sand‐bed stream identifies such temperature patterns. Groundwater and interflow can be differentiated based on the temporal evolution of temperature patterns. Additionally, sudden temperature changes at the sediment–water interface observed during the transit of floods enable spatial identification of local up and downwelling. Electromagnetic induction geophysics can detect subsurface texture structures that support groundwater–surface water exchange. Our results show that areas of permanent temperature anomalies observed with fibre optic distributed temperature sensing match areas of comparatively homogeneous electrical conductivity. This indicates groundwater discharge and enables differentiating groundwater discharge from interflow and local downwelling.     

用于测量世界时的大型光纤陀螺仪的噪声分析

大型光纤陀螺仪可以精确测量地球自转角速率,进而可以运用于世界时(UT1)的解算工作中.光纤陀螺仪包含的噪声会影响测量的精确度以及稳定性,运用Allan方差可以对光纤陀螺仪的输出数据进行噪声分析,同时对陀螺仪测量数据进行功率谱分析,分析测量数据中存在的高频振动变化影响,并结合分析结果,从数据处理方法上提出改进措施.分析结果可以对光纤陀螺仪的改进以及数据处理方法的建立提供参考.     

基于光纤传感及数字图像测试的管-土相互作用试验研究

我国城市化、工业化进程对地下管线的依赖性和需求越来越强,但是近年来相关的重大安全事故频发,亟待加强对管道破坏机理及管-土相互作用的研究。本文基于准分布式光纤布拉格光栅(FBG)技术,在室内开展了一系列平面应变模型试验,利用光纤应变传感器监测了地表加载作用下埋地管道的受力变形特征,据此提出了由应变测值反演管周土压力的计算方法;同时,利用粒子图像测速(PIV)技术获取了管道周边土体的变形规律,并和光纤监测结果进行了对比分析。试验结果表明:采用FBG传感技术,可以有效获取管周土压力分布及土体应变的演化过程;不同埋深率情况下管周土体的变形破坏模式有较大的不同,土拱效应随管道埋深增大而变得更加显著。相关结论为进一步认识埋地管道的灾变机理、提高监测预警水平,提供了一定的参考。     

海底光缆工程发展20年

对全球第一条海底光缆问世后20年来海底光缆工程发展的历程作了简要回顾。随着光纤传输技术的不断进步,海底光缆的通信技术得到了飞速发展,近20年来,其商用系统已经历了四代。海底光缆工程发展的重要标志,还体现在海底光缆施工技术的日趋完善,水下定位、海底数字式高分辨率的地球物理探测、海底原位测试等高新技术在海缆路由调查与埋设评价调查中的广泛应用。此外,对海底光缆市场与行业结构所经历的深刻变化作了分析,并预测了国际海底光缆网络的发展和市场前景。     

光纤化学/生物传感技术在海洋环境监测中的应用

本文通过光纤溶解氧、 p H、湿度等化学传感探头及发光菌水质毒性监测生物传感探头的研制 ,开发出了一类能用于环境监测的新型传感器。本文的创新之处在于传感探头的设计与包装 ,以及数种可逆性、选择性、稳定性、使用寿命、响应时间、灵敏度等响应特性具佳的化学及生物传感膜的配方和制作技术。利用这些技术 ,通过对光纤探头的设计与包装 ,可以实现在现场及实验室模拟条件下对样品的选择性检测。研制的传感器能广泛应用于海洋污染调查、内河水质评价、水产养殖、工矿企业水气排污自检等诸多方面。     

基于DFOS的苏州第四纪沉积层变形及地面沉降监测分析

苏州地区广泛分布松散第四纪沉积物,大量抽取地下水导致了苏州大范围的地面沉降,严重影响了该区经济发展。本文在苏州盛泽200m钻孔内安装了分布式感测光纤,采用BOTDR及FBG等分布式光纤感测技术(DFOS),对第四纪沉积层压缩及地面沉降进行了长期的监测分析。分析结果表明:苏州盛泽地区第四纪土层可分为3个含水层(Af)及4个弱透水层(Ad),现阶段含水层压缩已不明显,主要压缩层为与抽水含水层相邻的两个隔水层,且与抽水含水层距离越近的部位压缩越明显; 第四纪沉积层的变形与抽水含水层孔隙水压变化基本一致,呈现出夏季压缩,冬季略回弹的趋势,并且存在滞后现象; 定义压缩度为各层累计压缩量与其自身厚度的比值,即每米压缩量。各土层沉降趋势可用压缩度判断,对于黏土隔水层沉降程度Ad2 Ad3 Ad4 Ad1,对于含水砂层,Af2为主要变形层,Af1及Af3变形基本稳定。DFOS技术为研究地面沉降机理,评价土层压缩变形潜力提供了十分先进的监测手段。     

Immunocytochemical localization of neuropeptide Y, serotonin, substance P and β-endorphin in optic ganglia and brain of Metapenaeus ensis

1 INTRODUCTION Amines and peptides are important bioactive substance in crustaceans, and they function as hor- mones, neurotransmitters and neuromodulators. By far, bioactive substances that have been detected from nervous system of crustaceans include se…     

A Feasibility Study on the Application of Fiber-Optic Distributed Sensors for Strain Measurement in the Taiwan Strait Tunnel Project

Taiwan Strait Tunnel (TST) will be an extra-long tunnel or tunnel-bridge complex, running over 150?km of seafloor geologic body with complicated topographic and geologic units. It is therefore necessary to measure and monitor the strain distribution along the TST. In this article, the Brillouin optical time-domain reflectometer (BOTDR), a newly developed strain measurement and monitoring technology, is introduced, and the feasibility of its application in the strain monitoring for TST is analyzed through the monitoring achievement with BOTDR of a tunnel located in Nanjing City, China. The results indicate that the BOTDR has many unique merits such as distributed measurement, long-distance, real-time, and resistibility for strain monitoring application in a tunnel such as TST. Finally, apreliminary scheme for BOTDR application in TST monitoring is proposed.     

面向海洋传感与探测的光纤传感器研究进展

调研了近几年光纤传感器在海洋探测方面的研究进展,主要包括测量海水温度、压力、盐度、叶绿素、pH值和溶解氧的相关光纤传感器以及光纤水听器。简要介绍了光纤传感器的基本原理、结构及性能,同时跟踪了国内外相关的最新研究进展,并与传统的测量方法进行了比较,分析得出光纤传感器是对现有传统海洋探测器的重要补充,并在一些探测领域具有独特的优势。文章最后,探讨了光纤传感技术的未来发展趋势,认为在海洋温度、压力、叶绿素、水听器等领域可能会率先突破技术瓶颈并实现商用,同时提出了未来海洋光纤探测技术新的研究方向。     

光电复合缆绞车牵引系统力学分析

针对深海光电复合缆绞车牵引系统的复合缆和卷筒的设计缺乏理论依据的关键问题,根据光电复合缆的特性和大容量收放的特点,运用微积分和MATLAB仿真的方法对复合缆在双卷筒上的受力进行详细分析,得到牵引卷筒上复合缆力学模型,进而讨论了牵引卷筒上复合缆的张力衰减情况。最后,基于ANSYS软件对复合缆进行有限元分析验证缆绳应力变化。仿真结果证明,所建立的牵引卷筒上缆绳的力学模型符合条件,为大载荷绞车的牵引系统设计提供了理论依据,有一定的工程意义。