三维密度界面的正反演研究和应用

重力位场的界面反演是位场处理解释中的重要问题.本文将基于快速傅里叶变换的频率域界面反演方法Parker-Oldenburg公式推广到物性可随深度变化的三维情况,得出了密度可以横向、纵向任意变化的重力界面正反演公式.该方法在计算时可以合理地选取地面下某一深度作为基准面以减小界面起伏,使迭代易于收敛.理论模型试验表明该方法反演精度高,收敛速度快,在密度界面反演中具有广泛的实用价值.最后利用该方法反演华北地区莫霍面的深度,反演结果得到了地震测深数据的验证.     

带压开采煤层底板破坏深度理论分析及数值模拟——以陕西澄合矿区董家河煤矿5号煤层为例

随着煤矿开采深度的不断增加,带压开采已经成为深部矿井普遍应用的一种采煤方法,而带压水上采煤的关键问题之一是确定采动引起的底板破坏深度。针对董家河煤矿5号煤层开采引起的底板采动破坏深度开展相关研究,以该矿的507综采工作面开采为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的办法,动态再现了整个底板岩层渐进破坏过程,并得出底板岩层的最大破坏深度为10~11 m,该结果与现场实测结果一致;同时给出了该矿底板岩层破坏深度与工作面斜长和埋深关系的经验公式。该结论为董家河煤矿带压开采工作面煤层底板突水预测与防治提供了科学依据。     

河南\

短时强降水和持续性强降水的雨滴谱特征因冷云和暖云过程不同有时会存在较大差异,分析两者雨滴谱特征的差异有助于深入了解不同类型强降水的微物理特征,对提高雷达定量估测降水精度起到一定作用。以2018年6月湖北省一次由西南低涡产生的短时强降水（SHR）和持续性强降水（PHR）过程为例,利用自动站气象站资料、CINRADA/SA多普勒天气雷达产品、DSG5型降水现象仪雨滴谱资料以及ERA5再分析资料,对比分析了SHR和PHR的雨滴谱特征及其拟合的雷达反射率因子（Z）-雨强（R）关系（Z=aR^b）的差异。结果表明：（1）SHR过程的对流云降水各粒径（D）平均数浓度高且粒径大,与其内部活跃的冰相过程和暖云层中的雨滴碰并、碰撞-破碎微物理过程相关;PHR过程的层状云降水小粒径（D < 2 mm）平均数浓度高而中、大粒径的平均数浓度低。（2）归一化Gamma谱截距参数（lgN_w）和质量加权平均直径（D_m）分布显示SHR过程的谱型分布更广,具有较大的D_m和较小的lgN_w,对流、层状云降水分离线的斜率更小。（3）SHR和PHR过程对流云降水的Z-R拟合关系式分别为Z=183.33R^1.56和Z=169.74R^1.49,大雨强（R>60 mm·h^-1）时SHR对流云降水Z-R拟合关系式Z=428.38R^1.37与多普勒天气雷达经典大陆性对流云降水Z-R关系式（Z=300R^1.40）相比,其b值更加接近而a值偏大。给定Z,利用SHR过程Z-R拟合关系式估测的雨强偏弱,主要是因其存在少量大粒子所致。

     

区域重力调查中正常重力公式对比

简要介绍了正常重力场定义及影响其值大小的参数,比较了1980正常重力公式与CGCS2000重力公式参数,对现阶段重力勘探工作中经常使用的正常重力与CGCS2000坐标系正常重力场进行对比分析,就区域重力调查工作中推广使用新正常重力公式的必要性进行了论述.由CGCS2000四个参数推导的正常重力场公式,与以往使用的正常重力场公式相比,更加科学、先进,更能准确反映真实的地球重力场.     

基于综合法的岩溶山区生态系统脆弱性评价——以贵州省普定县为例

基于主成分分析法,以贵州省普定县区域内的13个行政村落为例,对影响该区生态系统脆弱度的9个变量进行分析,并利用欧式距离公式确定系统的脆弱性.结果表明,耕地面积是影响生态系统脆弱度的最主要因素,占的权重值为0.189,其次是石山地区的平均坡度;在研究区域中有7个村落达到强度脆弱或极强度脆弱,其中偏坡村的潜在脆弱性和胁迫脆弱性为最大;作为一个整体评价单元,研究区的生态系统脆弱度为0.653,属于强度脆弱区.为此,今后应该积极采取相应的治理措施,尤其是注意从控制耕地开发利用规模上来恢复生态环境.     

真实基流中非线性Rossby波演变特征(一):数值模式设计

针对描述非线性Rossby波的正压准地转位涡方程,设计了一个隐式差分迭代格式,通过数值解与精确解对比的方法,验证了差分迭代格式的精度和稳定性.首先将正压准地转位涡方程简化为Couette流方程,对比了Couette流精确解和数值解,验证了差分格式对线性方程数值计算的精度和稳定性;然后通过构造精确解和修改原方程的方法,验证了差分格式对非线性方程的数值计算的精度和稳定性.结果表明,无论是线性方程还是非线性方程,利用本文设计的差分格式得到的数值解都是稳定可靠的,这为研究非线性Rossby波在真实基流的演变特征奠定了基础.     

利用初始包容壳求二维点集凸壳的自适应算法

二维点集凸壳应用广泛,算法较多,但实现较为复杂。虽然"利用正负划分性求平面点集凸包的最优算法"[1]计算准确,计算过程中只用到加、减、乘和比较运算,时间复杂性低,但存在极值点分布情况不全面及分情况处理的局限。为弥补这些不足,首先从分析凸壳的3~8个基本极值点出发,将补全后的分布情况融入初始包容壳中;然后详细给出一种经过完善的追踪凸壳的新算法。该算法继承了文献[1]算法的优点,不仅考虑全面,而且化繁于简,并可应用于三维点集。该算法是一种自适应算法。     

温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律分析

在多波束测深中,温盐深剖面数据的准确性对测量精度起到非常重要的作用,而在实际测量中,温盐深误差又不可避免地存在。为了分析温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律并将其影响值量化,本文在声速剖面间接测量数据的基础上,选择精度较高、适应性较强的声速经验公式推导其误差公式,计算温盐深变化所引起的声速误差值,并且在常梯度声线跟踪模型的基础上推导出声波旅行轨迹的水平位移和垂直位移误差公式,然后结合声速剖面计算出声速误差对波束脚印坐标的影响程度。实验结果表明,温度变化对声速的影响最大,盐度和深度依序次之;温度、盐度、深度3个参量的变化引起波束脚印Z坐标的变化量均大于X、Y坐标,最高可达变化前深度的0.6%。温度和盐度的变化引起的三轴坐标值变化量随入射角的增大而减小,而深度变化引起的三轴坐标值变化量几乎不随入射角的变化而变化。本文研究结果可为温盐深误差对多波束测深精度评估工作提供借鉴作用。     

非承压含水层底部单孔疏放水渗流特征

由含水层底部向上施工疏放水孔（井）进行疏水降压是保证煤矿安全开采的重要措施之一,该类疏放水孔与地面抽水井的渗流特征具有显著差别。为了研究井下疏放水孔的渗流特征,以非承压含水层底部单井疏放水孔为例,采用数值模拟的方法对其渗流特征进行研究。研究结果表明,当疏放水井的井长l_w小于临界长度l_c时,即l_w<l_c,疏放水井上部含水层孔隙水压力大于0,且由下而上呈先增加后减小的分布规律,渗流量与井长呈指数函数关系增加;当l_w ≥ l_c时,疏放水非完整井的渗流特征及渗流量与完整井相同;渗流量随井半径增加呈指数关系增加,且指数小于1;将s+l_w代替水位降深s对裘布依（Dupuit）潜水完整井计算公式进行修正,当l_w<l_c时,采用修正的Dupuit潜水完整井计算公式计算疏放水非完整井渗流量更精确。该研究结果对认识井下疏放水井上部孔隙水压力分布特征及合理布置疏放水井具有重要的借鉴意义。     

混合物整体电导率的研究

研究由几种导体成分掺杂的混合物的整体电导率.对欧姆定律求平均,得到混合物电导率定义.对电流连续性方程求平均,得到混合物中电场增量方程.求电场增量方程在同种成分上的平均,并结合混合物电导率定义,得到混合物电导率公式.现有的三种混合物结构下电导率公式（电导率串联公式、并联公式和整体各向同性混合物电导率公式）都是混合物电导率公式的特例.进一步分析得出结论,混合物整体电导率是各成分电导率与整体电导率结构并联后的体积串联.