神东矿区地表移动参数变化规律及影响机制

我国西部矿区普遍具有资源储量大、埋藏浅、覆岩结构简单等特点,采矿活动对地表影响明显。为研究神东矿区地表移动参数变化规律,首先基于大柳塔矿22201工作面实测数据分析其地表动态变形规律,再采用神东矿区18个工作面的实测数据,获得地表移动参数与地质采矿条件之间的对应关系,并分析地质采矿条件对地表移动参数的影响机理。研究表明:神东矿区煤层开采地表沉陷速度快、衰退期短,最大下沉速度达643.3 mm/d,活跃期下沉量占总下沉量的99.05%;下沉系数与松散层采深比呈先增大后减小的二次函数关系,水平移动系数、主要影响角正切分别与（采高×开采速度）/（宽深比×基岩厚度）、基岩厚度×开采速度/（采深×采高）呈先减小后增大的二次函数关系;边界角、裂缝角与松散层采深比呈正线性关系,移动角与基岩采深比成正比,与采高、开采速度成反比;基岩承载松散层荷载及松散层拱效应的变化是导致地表移动参数变化的根本原因。研究成果对西部矿区地表破坏控制与治理、矿井生产安全保障及生态环境修复具有工程实用价值。      

基于扩展卡尔曼滤波和自动微分技术对陆面数据同化系统参数的快速估计及其影响

土壤水分在干旱监测、洪水预报和水资源管理中发挥着重要作用.数据同化方法能结合模型和遥感的优势,生产高精度、时空连续的土壤水分数据.目前,陆面数据同化面临的主要难题之一是模型和观测误差的准确估计.为此,我们前面提出了双循环同化算法,实现了模型和观测误差、模型算子和观测算子参数的同时估计.由于该算法需要设置较大的集合个数才能实现稳定的参数估计,导致参数估计效率低,限制了其在大范围陆面同化系统中的应用.为此,本研究通过:(1)采用二元数自动微分方法计算陆面过程模型(LSM)的雅可比矩阵以替代获取复杂的LSM的切线性模型;(2)采用扩展卡尔曼滤波(EKF)框架替代集合卡尔曼滤波框架,提高了双循环算法的参数估计效率.在模型积分步长为1h和参数优化窗口为90天的条件下,改进后的双循环算法参数优化效率提高近60倍.为检验双循环算法在区域尺度陆面数据同化中的效果,我们在青藏高原区域同化SMAP土壤水分产品,并利用四个不同地理气候环境下的土壤水分观测网数据验证同化结果.结果显示,在青藏高原区域,相较于基于默认参数的模型模拟结果,基于EKF改进的双循环同化算法能够校正模型参数和观测的偏差,估计的土壤水分精...     

大涡技术对模拟台风眼墙替换过程的影响

眼墙替换是影响台风强度和内核结构的一种重要过程。本研究在高分辨率的数值理想试验中加入大涡模拟技术,对比分析大涡模拟对眼墙替换过程的影响。结果表明:大涡模拟的加入使得模拟台风的强度和边界层入流增强。整个眼墙替换过程共用时约20～22 h,但大涡模拟试验中外眼墙形成更迅速,同时强度和上升运动偏弱。外眼墙完全取代内眼墙之后的台风强度超过替换过程之前的强度。此外,使用大涡技术可以更好地模拟出眼墙替换过程中内外眼墙之间的moat区下沉运动,结构特征与前人观测中所发现的结构特征一致。因此,在台风数值研究中引入大涡模拟技术,有助于更好地模拟眼墙替换过程中的台风结构特征和变化。     

边界层风廓线雷达对登陆台风观测适用性评估

利用20142019年6个台风合计34组数据,通过与机动式边界层风廓线雷达以及同点探空数据进行对比,分析风廓线雷达对登陆台风边界层结构诊断的适用性.初步分析表明:有30组数据完整度高于80％,且平均标准差为3.64m·s-1,平均误差为4.67m·s-1.30组数据中有19组数据的对比结果较好,均呈现风廓线雷达与探空廓...     

湖南省建设用地的时空结构分异研究

通过运用年均变化强度指数这一指标,对湖南省建设用地的时空结构进行分析,得出在今后几年内,湖南省城镇用地、交通运输用地和西部水利设施用地扩张的速度还将增大;农村居民点用地将大幅减少。     

南海北部壳幔结构特征及其地球动力学过程指示

地壳和上地幔结构及其性质对于理解地球浅部构造演化过程具有非常重要的指示作用.南海地区位于亚洲东南部,其构造演化长期以来受到了特提斯和太平洋构造域的控制.晚中生代以来,南海北部经历了主动大陆边缘向被动大陆边缘的演化,并且发生了多期次拉张构造运动,形成了一系列裂陷和盆地.近几年来,地震学探测方面的丰硕成果为理解此过程提供了...     

湖南省建设用地集约利用评价

1建设用地集约利用内涵及评价意义1.1建设用地集约利用的内涵建设用地集约利用是指在建设用地上合理增加物质劳动投入,以提高土地收益的经营方式。集约用地主要针对人类主动的社会经济活动而言,是指通过增加生产要素的投入、提高土地利用率、优化土地利用结构等措施,从而使土地     

Cluster卫星观测的中高度极隙区中场向电流引起的磁场的扰动变化

本文分析了2002年9月10日Cluster四颗卫星穿越南极和北极极隙区期间的观测资料。这两次穿越是在弱而稳定的南向行星际磁场(IMF)条件下发生的。数据显示极隙区中的场向电流(FACs)引起了大的磁场扰动。本文采用了一种基于卫星多点测量来计算扰动界面方向和运动速度的方法。结果显示界面与磁力线大致平行,而它们的速度在卫星穿越南极极隙区时几乎朝向晨侧,在穿越北极极隙区时几乎朝向昏侧,并且其运动速度与相应卫星的速度相比其值很小。     

变井径环空分形表征及其对固井顶替效率的影响

为分析井径非线性变化对油气井注水泥顶替效率的影响,利用W-M分形函数、体积填充等理论,研究变井径环空几何形态表征及注水泥顶替效率计算,建立实测井径曲线的分形函数特征参数计算方法及变井径环空顶替流动分析模型,开展注水泥顶替流动数值模拟。结果表明：变井径环空的顶替效率低于均匀井径环空的顶替效率;标度参数、分形维数增大,井壁壁面凸起、凹陷高度增大,不规则程度增高,顶替效率降低;高标度参数、高分形维数范围内,顶替效率降低幅度高,顶替效率相对变化率大;顶替注入流速增大,顶替效率相对变化率减小;井斜角增大,顶替效率相对变化率增大;计算顶替效率时,当标度参数、分形维数低于阈值时,可将井眼环空近似考虑为均匀井径环空,而当标度参数、分形维数较高时,采用均匀井径环空简化处理会造成很大偏差;工程中,应注意处理计算模型选择及有效解决顶替效率问题。该结果为解决注水泥顶替效率计算的准确性、推进科学化固井设计与施工提供基础。     

江汉平原古生界构造结构特征及油气勘探方向

江汉平原古生界具有北西—南东向分为三块、北东—南西向分为三带及纵向上多层楼的构造结构特征。三个区块为当阳—京山构造区、荆州—仙桃构造区及鄂城—大冶构造区,每个区块均可划分出三个次级构造带,并在全区形成三个构造变形分带。这三个分带在变形强度、构造样式等方面具有特征性差异:北东侧的构造分带受东秦岭—大别山造山运动产生的挤压应力的直接作用,显示以逆冲推覆结构为主要特征;南西侧的构造分带在三个构造区有差别,在当阳—京山构造区形成斜坡稳定带,在另两个构造区则以推覆叠瓦构造为特征;中部构造分带一般显示前缘断褶或复合叠加构造。当阳—京山构造区东部和鄂城—大冶构造区应以逆冲推覆体为勘探对象;荆州—仙桃构造区的仙桃地区应以上古生界油气藏为勘探目标;当阳—京山构造区西部宜昌稳定带和荆州—仙桃构造区的珂理—簰洲地区则应以下古生界油气藏为勘探目标。