基于洪量的淮河中游中小洪水调度方式探讨

淮河河道坡度上游大、中游缓,上游洪水汇到中游后,流速变缓,洪水在中游聚集。洪量经常超过中游河道泄洪能力,致使淮河中游两岸蓄滞洪区应用频繁。淮河中游行蓄洪区应用主要是滞蓄、分泄超出河道行洪能力的洪量。通过对淮河中游重要节点历史1d、3d洪量与最高水位相关分析,提出了最大1d、3d洪量与最高水位相结合的调度思路。在实时调度中,如预测1d洪量较大时,根据相关关系调度时重点消减1d洪量;如预测3d洪量较大时,主要消减3d洪量。该方法利用2003、2007年淮河流域洪水进行了验证,从1d、3d洪量对洪水进行调度,有助于控制洪水量级,减轻洪水危害。     

青藏高原高海拔—难进入地区无人机地质调查试验研究与应用展望

青藏高原空气稀薄、气候恶劣、环境脆弱,是世界海拔最高、面积最大、地质构造最为复杂的地区,被称为世界第三极和造山的高原,属于全球典型的高海拔—难进入地区,传统的地质工作方法受到一定制约。本文首次将无人机引入海拔5000 m的藏北高原开展地质调查工作,探索研发无人机地质填图技术。通过5种不同类型无人机填图飞行试验,本文认为固定翼和旋翼无人机经螺旋桨、机身机翼以及倾斜摄影平台升级后可用于高海拔—难进入地区的大—中等比例尺（1∶50000至1∶1000）区域地质调查等地学领域野外作业。改进后的无人机理论寿命更长、飞行更加平稳、影像质量大幅提升。经实地飞行试验和野外校验,无人机获得的影像数据精度优于遥感卫星,局部精度最高可达3 cm,各地质体接触关系及纹理清晰明显,地质解译效果好,总体正确率高于95%。无人机地质填图技术具有成本低、数据获取快速、空间分辨率高、搭载设备类型多样等优势,在未来可与大数据、移动互联网、人工智能、虚拟现实技术结合创建一种安全、多维度、高精度虚拟地质作业平台,满足个性化、智能化、实时化、精确化的地质矿产工作需求。     

基于遥感影像分析1989—2019年黄河内蒙古段河冰时空变化

获取河冰时空分布信息对黄河流域防凌减灾工作及沿岸地区可持续发展具有重要意义。收集黄河内蒙古段1989—2019年冬季河冰遥感影像数据;提出了归一化未封冻水体指数（NDUWI）用以剥离被归一化雪指数（NDSI）误分为河冰的水体像元,确定了该指数划分河冰、水体像元的阈值,并利用NDUWI结合NDSI的方法提取河冰信息进而分析河冰时空分布及变化特征,探讨了海勃湾水库调度及河床演变对河冰分布的影响。结果表明：黄河内蒙古段河冰主要分布在研究区中游（巴彦高勒—三湖河口）。1989年以来,研究区内河冰经历“平稳期”（1989—1997年）、“扩张期”（1998—2000年）、“萎缩期”（2001—2019年）3个阶段,其中2000年出现河冰面积峰值,并于2019年减小至最小。各子段中,海勃湾至巴彦高勒（R1段）2015年前河冰分布稳定,2015年起受海勃湾水库建成影响,河冰面积大幅萎缩;巴彦高勒至头道拐（R2~R4段）河冰面积变化特征大体与全段变化相同。空间上,2015年后R1段以纵向萎缩为主,巴彦高勒至三湖河口（R2段）左岸河冰萎缩,右岸河冰堆积仍有偎堤风险;三湖河口至包头（R3）段全段河冰漫滩现象严重,2016年起得以缓解;包头至头道拐（R4）段以局部漫滩为主,2016年开始以主槽封冻为主。上游海勃湾水库建成后的常规运用可有效减小下游黄河内蒙古段的河冰漫滩现象。研究成果可为黄河内蒙古段水库防凌调度及堤防安全隐患排查提供参考。     

准噶尔盆地乌尔禾油田百口泉组冲积扇沉积特征及油气勘探意义

通过分析岩心、铸体薄片及测井等资料,认为准噶尔盆地乌尔禾油田百口泉组发育一套典型的退积型冲积扇沉积。百口泉组中下部发育扇中亚相,上部发育扇缘亚相,反映研究区在三叠纪早期,湖平面逐渐升高,可容空间与沉积物补给速率比值（A/S比值）逐渐增大的沉积特征。沉积微相类型包括辫状河道充填、筛状沉积、泥石流沉积及片流沉积。综合构造、测试及试油等资料,认为扇中亚相辫状河道充填为油气富集的有利储集相带,控制了油气富集的规模与油藏边界。在有利相带控制油藏分布的结论指导下部署钻探的多口评价井在百口泉组均获得工业油流,有效地指导油田现场生产。     

黄河三花区间天气雷达测雨技术应用研究

采用改进窗概率配对方法以及自适应卡尔曼滤波和变分联合的方法分别对郑州和三门峡两部新一代多普勒天气雷达观测资料以及地面自动雨量站资料进行了降水反演和评估,并实现了两部雷达降水反演的拼图.评估结果表明在雷达测雨中,利用改进窗概率配对方法确定的Z-R关系反演的雷达测雨精度要优于目前国内业务雷达采用的经验关系式,而且经过自适应卡尔曼滤波和变分联合处理之后,既保持了雷达观测降水的空间分布特征,也显著提高了雷达测雨的精度.     

摆线型大位移井剖面设计的数值计算

摆线型大位移井轨道由“直井段—圆弧井段—摆线井段—稳斜井段”构成,与其他类型的大位移井轨道相比,摆线型大位移井具有最小的或很小的摩阻和摩阻力矩。摆线型大位移井轨道设计问题归结为求解一个二元方程组,当未知设计参数为摆线井段初始井斜角或稳斜井段井斜角时,该方程组为非线性方程组,没有解析解。通过数学变换和化简,得到了等价的三角函数方程,根据区间搜索和二分法提出了求该三角函数方程近似解的数值迭代算法。算例表明,该算法具有很好的迭代稳定性,计算精度高、速度快。新算法可用于大位移井轨道设计的计算机软件开发,对于提高软件的适用性和稳定性具有较大的帮助。     

鄂尔多斯盆地东北部侏罗系古河道中一种特殊的砂岩型铀矿床

东胜砂岩型铀矿床是近几年在中国鄂尔多斯盆地东北部发现的一大型铀矿床。因其独特的特征而不同于其他普通砂岩型矿床,矿体一般受绿色砂岩和灰色砂岩之间的过渡带控制,而这两种砂岩目前都指示着还原地球化学环境。古氧化绿色砂岩主要由与油-气二次还原作用有关的绿泥石化和绿帘石化造成。从成因上讲,该矿床与普通砂岩型铀矿床不同,它有着更为复杂的成因,不仅经历了古氧化的成矿过程,而且还经历了油-气流体和热液流体的再改造。空间上,它与侏罗纪直罗组辫状古河道体系有关。较高品位的铀矿化带一般赋存在辫状河主河道与分支河道的分叉部位,所形成砂岩的不均匀性表明,其沉积相属于辫状河到辫状三角洲的过渡沉积体系。统计结果表明,中、细粒砂岩是铀矿化最有利的岩石类型。     

黄河下游游荡段过流能力调整对水沙条件与断面形态的响应

河道过流能力与主槽形态有关,而主槽形态又取决于上游水沙条件,分析过流能力与这两者之间的关系对研究黄河下游游荡段河床演变规律有重要意义。从典型断面和河段平均两个尺度,定量分析了黄河下游游荡段1986-2015年平滩流量与水沙条件(来沙系数和水流冲刷强度)及汛前主槽形态(河相系数)之间的响应关系。结果表明:①1986年至小浪底水库运行前,游荡段淤积严重,主槽萎缩,河道过流能力急剧下降,自小浪底水库运行后,游荡段发生强烈冲刷,其断面持续趋向窄深,过流能力逐年恢复;②建立了断面和河段平滩流量与水沙条件及河相系数的幂函数关系,二者相关系数均在0.5以上,但河段尺度相比于断面尺度的相关系数至少可提高17%;③河段平滩流量与前5年汛期平均水流冲刷强度及河相系数的相关系数接近0.94,相应计算公式能较好地反映平滩流量的变化过程,为分析其他河段平滩流量的变化提供了参考方法。     

长江芦家河浅滩段石泓大开挖方案的研究

三峡水库蓄水运用后,长江芦家河浅滩段将出现局部坡陡流急的航道问题,石泓大开挖为解决此问题的方案之一.采用全沙动床模型实验方法,研究了石泓大开挖方案实施后对改善航道条件、对本河段及上游河段河势变化可能产生的影响等.研究表明:石泓大开挖方案将改善本河段的航行条件;也将使本河段枯水期的主、支汊易位;改变松滋河的分流特性;与此同时石泓大开挖方案将加剧上游水位的下降,并可能因此影响葛洲坝船闸的正常运行;挖槽中推移质泥沙的回淤有待于今后的进一步研究.     

Magnitude and frequency in proglacial rivers: a geomorphological and sedimentological perspective

Proglacial fluvial sedimentary systems receive water from a variety of sources and have variable discharges with a range of magnitudes and frequencies. Little attention has been paid to how these various magnitude and frequency regimes interact to produce a distinctive sedimentary record in modern and ancient proglacial environments. This paper reviews the concept of magnitude and frequency in relation to proglacial fluvial systems from a geomorphic and sedimentary perspective rather than a hydrological or statistical perspective. The nature of the meltwater inputs can be characterised as low-magnitude–high-frequency, primarily controlled by ablation inputs from the source glacier, or high-magnitude–low-frequency, primarily controlled by ‘exceptional’ inputs. The most important high-magnitude–low-frequency inputs are catastrophic outburst floods, often referred to by the term jökulhlaup (Icelandic for glacier-burst). Glacier surges are an additional form of cyclical variation impacting the proglacial environment, which briefly alter the volumes and patterns of meltwater input. The sedimentary consequences of low-magnitude–high-frequency discharges are related to frequent variations in stage, the greater directional variability that sediment will record, and the increased significance of channel confluence sedimentation. In contrast, the most significant characteristics of high-magnitude–low-frequency flooding include the presence of large flood bars and mid-channel ‘jökulhlaup’ bars, hyperconcentrated flows, large gravel dunes, and the formation of ice-block kettle hole structures and rip-up clasts. Glacier surges result in a redistribution of low-magnitude–high-frequency processes and products across the glacier margin, and small floods may occur at the surge termination. Criteria for distinguishing magnitude and frequency regimes in the proglacial environment are identified based on these major characteristics. Studies of Quaternary proglacial fluvial sediments are used to determine how the interaction of the various magnitude and frequency regimes might produce a distinctive sedimentary record. Consideration of sandur architecture and stratigraphy shows that the main controls on the sedimentary record of proglacial regions are the discharge magnitude and frequency regime, sediment supply, the pattern of glacier advance or retreat, and proglacial topography. A model of sandur development is suggested, which shows how discharge magnitude and frequency, in combination with sandur incision and aggradation (controlled by glacier advance and retreat) can control sandur stratigraphy.