IMERG卫星降水数据在嘉陵江流域的干旱监测效用评估

针对嘉陵江流域存在雨热同期,水旱灾害频发的现象,为快速且准确地把握流域内降水与干旱情况,利用覆盖范围广且分辨率高的网格化IMERG卫星降水数据对嘉陵江流域进行多时空尺度反演,并基于卫星降水数据采用标准化降水指数(SPI)对流域实行干旱监测。结果表明：1)根据分类指标与统计指标的计算结果,三种卫星降水数据中的IMERG-F能更准确地反映流域内的日降水量,与地面降水数据CC达0.737,整体高估地面降水2.6%,具有在干旱监测方面的应用潜力。2)三种卫星降水数据驱动的SPI指数在干旱监测方面存在一定的差异,IMERG-F驱动的SPI指数与地面降水数据驱动的SPI指数保持较高的一致性(CC>0.9),较近实时产品IMERG-F更能准确地呈现出流域的干湿特征。3)卫星识别降水与干旱监测的能力受地形地貌的影响,IMERG卫星降水数据在平原丘陵地带具有较好的适用性。     

Shaking table tests of a resilient bridge system with precast reinforced concrete columns equipped with springs

This paper presents the shake table test results of a novel system for the design of precast reinforced concrete bridges. The specimen comprises a slab and four precast columns. The connections are dry and the columns are connected to the slab by an ungrouted tendon. One of the tendon ends is anchored above the slab, in series with a stack of washer springs, while the other end is anchored at the bottom of the column. The addition of such a flexible restraining system increases the stability of the system, while keeping it relatively flexible allowing it to experience negative post-uplift stiffness. It is a form of seismic isolation. Anchoring the tendon within the column, caps the design moment of the foundation, and reduces its size. One hundred and eighty-one shake table tests were performed. The first 180 caused negligible damage to the specimen, mainly abrasion at the perimeter of the column top ends. Hence, the system proved resilient. The 181^st excitation caused collapse, because the tendons unexpectedly failed at a load less than 50% of their capacity (provided by the manufacturer), due to the failure of their end socket. This highlights the importance of properly designing the tendons. The tests were used to statistically validate a rigid body model. The model performed reasonably well never underestimating the median displacement response of the center of mass of the slab by more than 30%. However, the model cannot predict the torsion rotation of the slab that was observed in the tests and is due to imperfections.     

形变监测高分辨率InSAR数据的精度分析

收集江苏高分辨率InSAR地面沉降监测结果及兴化、淮安同期水准测量资料和基岩标同期监测资料,利用79个水准点测量数据、7个基岩标（分别选取不同时段）测量数据共98个数据样本,将InSAR技术与水准测量及基岩标测量技术的监测结果进行对比发现,监测结果一致性率为86.73%,平均差值为2.08 mm,标准差为2.50 mm,最大差值为18.64 mm,表明InSAR可进行半定量形变监测,但在高层建筑、排水管线、大坝、桥梁等需高精度形变监测的工程方面仍不能替代水准测量。     

南黄海海域2021年绿潮的遥感监测与分析

通过卫星遥感影像对2021年南黄海海域绿潮的分布和发展进行了持续监测,发现3月底主要以马尾藻分布为主,后续马尾藻向北发展;5月中旬,南黄海中部海域监测到马尾藻分布;5月下旬,绿潮分布靠近江苏近岸,规模迅速扩大,主要以浒苔分布为主;6月19日达到峰值,随后绿潮覆盖面积下降,至8月25日完全消亡。绿潮规模在5月下旬进入暴发阶段,至6月中旬达到峰值。完整分析了南黄海海域2021年绿潮的发展与空间分布特征,可推动绿潮防控的研究与应用,为后续绿潮防控提供参考。     

地下水机器学习方法研究

随着我国地下水监测工作的高速发展,高频率高密度水位监测数据的出现催生了对其进行深入信息挖掘的需求。在传统地下水模型研究中,地下水水位监测值常位于模型构建过程的下游,当水位监测的时空密度逐渐增大时,新增信息无法有效传导至模型的规划阶段并指导概念模型的修订。文章提出了一种地下水系统补排边界的识别方法,在不建立地下水数值模型的前提下,以监测井空间位置为节点,按照德劳内原则建立三角网格。在此网格系统中,首先定义一个水力梯度变换函数gradF,以求取网格中任意位置的水力梯度;借鉴机器学习领域的优化算法,使用水力梯度场驱动含水层中随机分布质点的运行轨迹,并以此推断和识别区域内地下水补给和排泄边界。在环境地学计算平台EnviFusion-CGS中实现,并构建了详细工作流程。以山东省青岛市大沽河中下游含水层为示范区,对含水系统的补给区和排泄区的空间分布及其动态变化进行了分析,取得了良好效果。本研究为构建和修订已有含水层概念模型提供了新思路。     

5000 m新型能源勘探智能钻探装备与技术研究

结合我国地下新型能源勘探工作的重大需求,开展了“5000 m新型能源勘探智能钻探装备与技术”的研究,取得了5000 m多功能交流变频电动钻机、多参数孔底自动监测装置、高温环保泥浆及泥浆性能自动测量装置、取心和无心钻进不提钻互换钻具等系列成果,填补了国内空白,推动了新型能源深部钻探技术向智能化方向发展。     

京津冀协同发展区地应力监测孔钻探施工技术

地应力监测孔作为地应力测量与监测的基础场所,钻探施工的质量直接影响到地应力测量试验的效果,扩孔的质量更是决定地应力监测仪器能否顺利安装以及后期监测仪器能否正常工作的关键因素。本文以京津冀协同发展区地应力监测孔钻探施工为例,详细介绍了地应力监测孔的施工工艺,包括取心钻具组合、金刚石钻头选择、组装式扩孔钻头分级扩孔钻进等,对保证钻孔垂直度和同心度、降低钻孔孔径误差、保证岩心采取率,以及提高监测孔扩孔效率和质量等关键技术提出了一些具体措施,并取得了良好的钻探效果,对今后地应力监测孔的钻探施工具有重要的指导作用。     

基于3D-DIC的砂岩裂纹扩展及损伤监测试验研究

裂纹监测对岩石损伤演化的认识至关重要。为研究岩石裂纹扩展及损伤变形特性,开展了含不同倾角（0°～90°）预制裂隙的标准细黄砂岩样的单轴压缩试验。利用三维数字图像相关技术（3D-DIC）获取岩样三维空间坐标下的应变分布,并结合声发射从光学与声学的角度监测了裂纹的扩展演化。由此提出了一种裂纹主应变的计算方法,定量表征岩石劣化的损伤变量D值。最后,探讨了由声发射与损伤变量D值确定岩样特征强度的影响因素。结论如下：（1）裂纹主应变反映了岩样受荷过程中同源裂纹在时间上的变化速率与空间上的扩展趋势,能较好地表征岩石的开裂行为;（2）声发射适用于确定岩样的起裂应力,不适用于损伤应力的确定,损伤变量D值所确定的起裂应力滞后于声发射,但适用于损伤应力特征值的确定;（3）结合声发射与DIC技术确定的归一化起裂应力范围为0.63～0.94、归一化损伤应力的范围为0.83～0.99;（4）预有裂隙会影响岩石的材料力学性能。随着倾角的增加,岩石的起裂应力、损伤应力及峰值应力呈增长的趋势,由于难以形成局部应变场聚集,裂纹的萌生与起裂更加困难。结果表明,3D-DIC技术的利用可以提高对岩石开裂行为的理解,对岩石的损伤监测与判识更有重要的意义。     

青藏高原东南部海洋型冰川物质平衡研究进展北大核心CSCD

青藏东南部海洋型冰川具有独特的气候敏感性,普遍呈现加速退缩趋势,这不仅影响区域水资源安全,而且伴生了相应的冰川灾害,是当前青藏高原冰冻圈变化研究的热点区域之一。本文对海洋型冰川物质平衡时空变化特征进行了综述,2000年以来冰川总体处于物质亏损状态,其平均物质平衡介于-0.66~-0.61m w.e.·a^(-1)之间;同时总结了海洋型冰川物质加速变化的驱动因素以及新特征。当前海洋型冰川物质平衡变化研究受观测数据缺乏和模型模拟不确定性等问题限制,尤其现有模型对冰面裂隙增多与扩张、冰崖-冰面湖-表碛相互作用、冰内冰下过程、冰崩、末端冰湖水-冰相互作用等过程的描述过于简化或基本缺失,其机理及影响仍存在较大的不确定性。未来需加强海洋型冰川物质平衡的综合监测,基于多数据和多方法的集成研究提高模型对冰川物质平衡多物理过程的耦合与模拟能力,为开展海洋型冰川物质变化的区域水资源效应和致灾效应研究奠定基础。     

东准噶尔卡拉麦里地区金铜多金属成矿系统和地球动力学

卡拉麦里地区处于中亚—兴蒙成矿域东准噶尔成矿带的南段,晚古生代增生—碰撞过程明显、构造和岩浆活动强烈、矿产资源丰富。晚古生代增生—碰撞成矿作用集中在两个时期,卡拉麦里北缘至野马泉为主的泥盆纪和卡拉麦里构造带为主的早石炭世中晚期—二叠纪。本文在综合研究基础上,根据卡拉麦里地区晚古生代增生—碰撞过程的地球动力学和成矿特征,将成矿系统划分为:泥盆纪活动大陆边缘斑岩型金成矿系统,早石炭世中晚期后碰撞挤压—伸展转换阶段浅成低温热液—斑岩型金铜成矿系统,晚石炭世—二叠纪后碰撞伸展阶段造山型金铜成矿系统和岩浆热液型锡金成矿系统,以后3类为主。矿床组合包括:韧性剪切带型金矿、浅成低温热液型金矿、岩浆期后热液脉型金矿、斑岩型铜金矿、构造控制脉型铜矿和云英岩—石英脉型锡矿。认为该地区的泥盆纪活动大陆边缘成矿系统可能被晚石炭世—二叠纪后碰撞造山型金成矿系统所叠置而不易识别,后碰撞作用主导了该地区主要成矿系统,大陆岩石圈拆沉和软流圈地幔上涌产生的走滑伸展构造—壳幔岩浆作用—混合流体作用是卡拉麦里地区金属成矿作用的地球动力学机制。