多模式降水分级最优化权重集成预报技术

为综合不同模式对不同量级降水的预报优势,设计一种全球模式与区域模式结合的降水分级最优化权重集成预报算法,集成经最优TS评分订正法（optimal threat score,OTS）订正后的欧洲中期天气预报中心降水预报产品（以下简称EC-OTS）和华东区域中尺度模式降水预报产品（以下简称SMS-OTS）。以泛长江区域（23°~39°N,101°~123°E）为研究范围,基于2018年不同降水量级的TS评分最优化确定SMS-OTS和EC-OTS在不同降水量级时的最优权重系数以及最优集成方案,并以2019年降水数据为独立样本进行预报试验。结果表明：对于最优权重系数,EC-OTS在低降水量级权重较大,随着降水量级的加大,SMS-OTS的权重也逐渐加大;最优集成方案为初始集成降水量预报取SMS-OTS,集成运算迭代3次;集成预报在几乎所有预报时效、所有降水量级的TS评分均高于EC-OTS和SMS-OTS,其平均绝对误差略小于EC-OTS,显著小于SMS-OTS;集成预报12 h累积降水预报的TS评分较省级预报员主观预报高-0.009~0.041,24 h累积降水预报的TS评分较国家气象中心预报员主观预报高0.009~0.023。     

基于MRAS证据权重法的湖南怀化地区金矿成矿预测

怀化地区金矿成矿研究程度低,为提高该地区研究级别,首次采用了基于MRAS的证据权重法对该地区金矿进行成矿预测。在充分收集、整理该地区各种地质、矿产、构造、物探、化探和遥感资料的基础上,建立怀化地区金矿多元地学空间数据库。在系统总结怀化地区金矿成矿规律的基础上,重建了该地区的金矿找矿模型,提取并构置了新元古代地层、断裂、航磁－60～0 nT、Au化探异常、Cu化探异常、Pb化探异常、Sb化探异常、Zn化探异常、岩浆岩、遥感推断环形构造、遥感推断线性构造、重力5～20 mGal和30～55 mGal、Au矿物重砂异常和其他矿物重砂异常等14个预测要素作为证据因子。预测网格单元划分采用2．5 km×2．5 km并进行了后验概率计算,根据后验概率计算值的分布特征将怀化地区的预测区块划分为A、B、C三个等级,并圈定了10个找矿靶区。根据找矿靶区的面积、已发现矿床（点）的数量和后验概率平均值等对找矿靶区进行了分级,最终将找矿靶区分为Ⅰ级找矿靶区4处,Ⅱ级找矿靶区3处,Ⅲ级找矿靶区3处。     

1970-2020年年昌吉地区日照时数时空变化特征分析

基于昌吉地区10个气象站点1970-2020年的气象观测数据,运用气候倾向法、5年滑动平均趋势分析法、M-K检验法、Pearson相关分析法以及ArcGIS10.7环境下的反距离加权(IDW)插值法探究昌吉地区日照时数时空变化规律及影响因素。结果表明:昌吉地区日照时数多年平均值为2840.3h,空间分布特征为“东部多,中西部少;山区多,平原少”,并呈现显著减少趋势,其速率为-62.8h/10a;从季度上看,日照时数夏季最高,其次是春季和秋季,冬季最低;下降速率冬季最快,其次是秋季和夏季,春季变化幅度最小;日照时数年内变化呈现双峰型,最大值出现在5月、7月和8月,最小值出现在12月,1-12月日照时数均呈现减少趋势,1月减少最为明显,12月次之。昌吉地区年日照时数在1987年发生突变;在影响因子方面,日照时数与总云量、水气压、雾日数呈现显著负相关,与大风日数、扬沙日数呈现显著正相关,说明,总云量、水气压、雾日数的逐年增加和大风日数逐年减少是日照时数逐年减少的主要原因。     

区域海洋经济可持续发展能力评价指标体系构建研究

文章从可持续发展角度,阐述了海洋经济可持续发展能力的内涵,并以系统理论为指导,构建海洋经济可持续发能力的评价指标体系,并选用三标度层次分析法建立海洋经济可持续发展能力评价模型,并对我国沿海区域海洋经济可持续发展能力进行了定量分析和评价.     

流态地聚物固化土强度特性及其强度预测

地聚物胶凝材料能够替代水泥基胶凝材料作为固化剂应用于狭窄肥槽回填等工程问题中,有效降低水泥生产过程中的污染及能耗,但目前对于流态地聚物固化土胶凝材料的研究较少。采用3种新型绿色胶凝材料联合碱激发剂固化工程渣土形成流态地聚物固化土,通过对比其无侧限抗压强度,探究每种胶凝材料对于固化土强度特性的影响,同时建立强度预测模型,分析不同因素对于强度的影响程度。研究结果表明：固化土的强度随着碱激发剂模数的增加先提高后降低;固化土强度随着高炉矿渣（GGBS）、粉煤灰、稻壳灰掺量的增加均呈上升趋势,随着稻壳灰粒径的增长呈下降趋势;碱激发剂模数增至1.2、GGBS掺量增至10%、粉煤灰掺量增至8%和稻壳灰掺量增至11%时,固化土强度提升最为显著;强度预测模型预测结果的平均相对误差仅为5.57%,预测结果较为精准;预测模型中各层权值的计算结果表明养护龄期对于固化土强度影响最大,稻壳灰粒径影响程度最小。研究结果可以为固化土在实际工程的应用提供理论支持。     

粒子群算法改进及内变量本构模型参数反演

为了研究深埋煤矿巷道通常存在长时间、大变形问题,拓展岩土工程反分析的手段,改善岩土工程反分析的效率和精度,首先基于自然选择、自适应变惯性权重、异步变化学习因子的策略改进了粒子群算法并完成了程序实现,通过Sphere和Rastrigrin两函数测试了改进算法的优越性;其次以Matlab软件为平台,联合大型有限元软件ABAQUS,编制了岩土反分析程序GeoPSOInverse.m;最后应用所编程序反演了以不可恢复应变为变量的、不显含时间的泥岩蠕变模型参数。结果证实：改进的粒子群算法在岩土工程参数反演计算中体现出了可靠的反演能力和很快的收敛速度,可进行复杂采矿工程的实践应用。     

基于层次分析法的中国各省市安全评估

准确判定评价指标的相对重要性是雷电灾害风险区划的关键技术之一。为解决层次分析法（AHP）由人为经验方式判定指标相对重要性存在的问题,提出一种改进的AHP法（IAHP）;同时,利用湖北省2007—2020年闪电监测、数字地形高程、土壤电导率及经济社会等资料,选取雷击大地密度、地闪强度、海拔高度、地形起伏度、土壤电导率、人口密度、GDP密度7个参数作为湖北省雷电灾害风险的评价指标,构建雷电灾害风险评价模型,据此对湖北省雷电灾害进行综合评价与风险区划。结果表明：湖北省雷电灾害风险可分为高、较高、中、较低、低5个等级,较高、高风险区主要位于鄂东大别山以南、幕阜山以北的平原和低山丘陵地区,以及江汉平原大部和鄂西山区向江汉平原的过渡带;较低、低风险区主要位于鄂西的恩施、神农架、十堰、宜昌西部和襄阳西南部;湖北其它地区,大部为雷电灾害中风险等级。对比检验显示,各区县雷电灾害风险指数与历年实际雷灾频次呈正相关,且相关性较好,基本反映了湖北省雷电灾害的潜在风险。

     

上海中心城区地面塌陷的风险区划研究

上海市地处长江三角洲冲积平原,黄浦江和苏州河流经中心城区,特殊的地理环境与沉积环境使得浅部砂层发育,伴随着城市建设向深度与广度的不断推进,加之中心城区地下管线的老化渗水,使得流砂风险加剧,进一步引发地面塌陷。本文在识别地面塌陷灾害关键要素的基础上,从危险性和易损性两个方面构建地面塌陷风险评价指标体系,进一步分析②3层粉性土分布与特征、地下管线结构性缺陷及地下空间规模,通过模糊评判模型对危险性要素及易损性要素进行量化评估,对上海中心城区地面塌陷的风险进行区划研究。其成果为地面塌陷隐患区域建立实时监测网提供技术支撑,对国土资源管理、城市建设、重大市政工程和环境保护提供决策依据,并为国内地面塌陷防治和风险管控提供示范。     

基于matlab的煤层底板突水预测系统

针对当前煤层底板突水预测存在的问题,在突水概率指数法预测预报系统的基础上,用matlab开发出了一套新型煤层底板突水预测系统软件。通过对地质、水文地质等信息数据进行分析处理,从而确定导致煤层底板突水的主控因素及次级影响因素,并分别赋予其相应的权重值,将各因素在底板突水中所起的作用定量化。特别是对于不同矿区不同控制因素的影响,其相应权重值的大小可以灵活改变。建立赋权求和数学模型,绘制出各个主要控制因素的专题图,并根据各个主要控制因素的不同权重值,叠合绘制出底板突水概率指数法突水分区图。同时计算出煤层底板突水概率指数。将系统软件应用于工程实际,预测效果与实际情况相吻合。     

生物和非生物因子对秋季海州湾长蛇鲻栖息地适宜性的影响

根据2011年和2013−2018年秋季在海州湾及邻近海域进行的底拖网调查数据,结合同步采集的底层水温、底层盐度、水深、资源密度、饵料生物等生物和非生物因子数据,开展长蛇鲻(Saurida elongata)栖息地适宜性的相关研究。利用提升回归树(Boosted Regression Tree, BRT)模型确定各环境因子的权重,分别采用算术平均法和几何平均法建立栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index, HSI)模型,并通过交叉验证确定最优模型。结果表明：海州湾长蛇鲻在秋季最适宜栖息的底层水温范围为17.5～18℃,最适底层盐度范围为31.3～32.0,最适水深范围为24～37 m;选择其3种主要饵料生物作为生物因子,即枪乌贼(Loligo spp.)、戴氏赤虾(Metapenaeopsis dalei)和六丝钝尾鰕虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema),与底层水温、底层盐度和水深共同作为影响因子建立HSI模型。结果显示,对长蛇鲻空间分布总偏差贡献率最高的是饵料因子,其次是水深和底层水温。通过交叉验证发现,运用算术平均算法,且赋予权重的HSI模型具有较低的赤池信息准则值(Akaike Information Criterion, AIC)。研究发现,海州湾秋季长蛇鲻的最适栖息地(HSI≥0.7)主要分布在34.5°～36°N,119°～121°E之间,其中35°～36°N海域的最适栖息地分布范围大,而且从近岸至远海,HSI指数有增加的趋势。