Multi-factor sensitivity analysis on the stability of submarine hydrate-bearing slope

There are many factors affecting the instability of the submarine hydrate-bearing slope (SHBS), and the interaction with hydrate is very complicated. In this paper, the mechanical mechanism of the static liquefaction and instability of submarine slope caused by the dissociation of natural gas hydrate (NGH) resulting in the rapid increase of pore pressure of gas hydrate-bearing sediments (GHBS) and the decrease of effective stress are analyzed based on the time series and type of SHBS. Then, taking the typical submarine slope in the northern South China Sea as an example, four important factors affecting the stability of SHBS are selected, such as the degree of hydrate dissociation, the depth of hydrate burial, the thickness of hydrate, and the depth of seawater. According to the principle of orthogonal method, 25 orthogonal test schemes with 4 factors and 5 levels are designed and the safety factors of submarine slope stability of each scheme are calculated by using the strength reduction finite element method. By means of the orthogonal design range analysis and the variance analysis, sensitivity of influential factors on stability of SHBS are obtained. The results show that the degree of hydrate dissociation is the most sensitive, followed by hydrate burial depth, the thickness of hydrate and the depth of seawater. Finally, the concept of gas hydrate critical burial depth is put forward according to the influence law of gas hydrate burial depth, and the numerical simulation for specific submarine slope is carried out, which indicates the existence of critical burial depth.     

基于DBSCAN算法的孔深测量与地层反演理论研究

论文针对地质勘探取心工况复杂、钻进深度大、事故发生率高、岩性复杂、钻进参数难以获取、无法实时掌握钻进状态的难题,在充分调研现有工况识别技术的采集原理、功能种类、现场实测的基础上,结合钻探智能化、自动化的发展方向,运用硬件与软件结合的思想,设计了实时测量钻探参数的方案。论文首次提出使用DBSCAN（针对噪声空间基于分布密度进行聚类的算法）密度聚类法分析钻进参数,结合光电编码器增量的正负性进行工况判别,以获取钻头位置以及钻孔深度。该方案可以判别钻进状态,获取钻进工艺参数,将测量数据作为所钻地层的可钻参数来反演地层。钻机的自动化、智能化研究能获取大量地层资料,有利于推进钻进工艺学发展,实现从经验钻探到智能钻探进的突破。同时,为智能钻进系统奠定基础。     

气候变化与人类活动对石家庄市藁城区地下水位埋深的影响分析

为了探寻石家庄市藁城区地下水埋深动态变化规律,以藁城区2001—2018年的年降水量、地下水人工开采量等数据为基础,对藁城区地下水位埋深进行研究。首先采用P-Ⅲ型曲线法确定降水序列的丰、平、枯年份,分析不同降水量情况下地下水位埋深变化规律;其次,利用地下水开采潜力系数法和灰色关联度法对人工开采量和地下水位埋深的关系进行研究。结果表明：1）藁城区地下水位埋深在2001—2016年逐渐增大,在2016—2018年趋于减小,2016年为转折点;在空间上藁城区地下水位埋深呈现出北部埋深小、南部埋深大的特征,北部水位埋深较同期南部水位埋深要浅5~10 m。2）降水是驱动藁城区地下水位埋深变化的重要因素,枯水年水位埋深变幅在0.8~1.5 m之间,平水年水位埋深变幅在0.3~1.2 m之间,丰水年水位埋深变幅在0.3~1.1 m之间。主灌期（3—6月）的地下水位埋深增加速率均为cm/d级,非主灌期（7—10月）的地下水位埋深减少速率均为mm/d级。3）人工开采是驱动藁城区地下水位埋深变化的主导因素,其中农业开采量占人工开采量的80%。综上认为,藁城区一直处于严重超采状态,地下水累计超采量每增加1亿m³,地下水位埋深增加0.45 m。     

The relationship between groundwater and natural vegetation in Qaidam Basin

To accurately evaluate ecological risks trigged by groundwater exploitation, it must be clarified the relationship between vegetation and groundwater. Based on remote sensing data sets MOD13Q1, groundwater table depth (WTD) and total dissolved solids (TDS), the relationship between groundwater and natural vegetation was analyzed statistically in the main plain areas of Qaidam Basin. The results indicate that natural vegetation is groundwater-dependent in areas where WTD is less than 5.5 m and TDS is less than 7.5 g/L. Aquatic vegetation, hygrophytic vegetation and hygrophytic saline-alkali tolerant vegetation are mainly distributed in areas with WTD <1.1 m. Salt-tolerant and mesophytic vegetation mainly occur in areas with WTD of 1.4-3.5 m, while the xerophytic vegetation isprimarily present in areas where WTD ranges from 1.4 m to 5.5 m. Natural vegetation does not necessarily depend on groundwater in areas with WTD >5.5 m. For natural vegetation, the most suitable water TDS is less than 1.5 g/L, the moderately suitable TDS is 1.5-5.0 g/L, the basically suitable TDS is 5.0-7.5 g/L, and the unsuitable TDS is more than 7.5 g/L.     

青藏高原云团东传过程及其中中尺度对流系统的统计特征

利用逐小时风云卫星TBB资料、逐小时中国自动站与CMORPH降水产品融合数据以及国家级地面观测站24小时累积降水量,统计分析2010～2016年夏季,伴随下游地区（104°E以东）降水的青藏高原云团东传过程以及东传过程中镶嵌于云团中的中尺度对流系统（Mesoscale Convective System,简称MCS）特征。结果表明,共出现120次伴随下游降水的高原云团东传过程,6月出现最频繁,但持续时间较长的过程多出现在7月。云团向东传播的主要三条路径是平直东传、沿长江折向东传和复合东传。其中路径二——沿长江折向东传中的过程是高影响过程,因为过程次数较多（46次）,过程平均持续时间较长（62小时）,在下游地区引发的降水日数和暴雨日数最多。属于东传过程的MCS在7月形成最多,集中分布在青藏高原东坡、云贵高原东部、长江沿岸及其以南地区。高原MCS影响长江中下游地区降水主要是通过向东传播的形式实现,因为即使生命史更长的中α尺度对流系统（Meso-α Convective System,简称MαCS）也鲜少直接移动至110°E以东地区。不同区域的中α尺度持续性拉长形对流系统（Permanent Elongated Convective System,简称PECS）的日变化特征显示,东传过程MCS更容易在夜间从高原东坡向东传播至下游地区。在三条路径中,路径二中的东传过程MCS数量最多、在下游地区发展最旺盛并与降水日数和覆盖范围存在更好的对应关系。     

干旱区地下水位降幅空间分布特性研究

基于GIS和地理统计学的理论、方法对所取观测井地下水位降幅数据进行空间分布特征分析。结果表明:数据服从正态分布,结构符合球状模型,空间数据存在东西方向和南北方向的二价函数趋势;地下水位降幅由北向南呈环状递减,最深降幅达30m,绿洲群大部分居于20～30m降幅之间,为地下水开采密集区,大于10m降幅的面积约69300hm2。利用Kriging最优内插法生成等值线图,可以更准确和直观地展示整个研究区的地下水资源状况、生态环境可能发生退化的区域及未来发展方向。     

深基础降水喷射泵的特性方程

为方便工程技术人员优化设计并合理地选用降水同心式喷射泵, 介绍了同心式喷射泵井点降水系统结构和应用特点, 建立了深层降水喷射泵降深与结构、性能参数等之间的优化数学模型.既可通过该数学模型, 按降水深度和排水量的要求, 选择工作泵的压力和流量, 设计喷射泵的结构; 又可根据喷射泵设计的数学模型计算特定降深的排水量, 进行深基础降水设计.      

邢台地震b值的深度变化特征分析

对1966~1984年邢台地震目录进行了整理,应用基于MATLAB的Z-MAP软件分析了地震目录的完整性,将目录划分为地震活跃时段、地震活动过渡时段、地震活动相对稳定时段。主要分析了各时段地震深度b值、沿断层深度剖面扫描b值,根据深度b值变化对邢台地震演化特点进行了分析。     

拖缆式验潮仪结构设计和实现

以2003年完成定型生产并投入使用的新型号拖缆式验潮仪为例,简要介绍了设备的设计思想、实现方法和新特技术的应用,涉及到嵌入式计算机的选型、智能探头、汉字和图形人机界面、多路串行通讯、潮汐数据实时获取和系统在应用升级等设计细节。     

柔性水囊潜堤消波特性的溃坝水槽试验研究

柔性水囊潜堤由橡胶制成,内部充水,具有结构简单、造价低廉等优点,能较好满足人工岛、跨海桥梁、海洋平台等基础设施建设工程对简单便携、拆装方便的临时防波堤的需求。为了探究柔性水囊潜堤的消波特性,在溃坝水槽内开展溃坝波与半圆柱形柔性水囊潜堤相互作用的试验研究,重点探究柔性水囊潜堤与溃坝波相互作用过程中水位变化特性,并与半圆柱刚性潜堤的性能进行比较;同时分析柔性水囊潜堤内部初始水压和浸没深度等参数对其消波性能的影响。结果表明：柔性水囊潜堤能够用作临时防波堤来衰减波浪;与半圆柱刚性潜堤相比,柔性水囊潜堤在降低溃坝波无量纲最大水位、提高消波性能方面更具优势;内部初始水压是影响柔性水囊潜堤消波性能的重要因素,适当降低内部初始水压,有利于增强柔性潜堤的变形程度,进而增加波能耗散,可获得更好的消波效果;而增加浸没深度即潜深,会使得柔性水囊潜堤对溃坝波的影响程度降低,消波效果减弱。