降雨引发排土场滑坡的预警准则研究*

为降低降雨引发排土场滑坡的风险,提出更加科学、实用的降雨滑坡预警准则,以贵州某矿山排土场的实际情况为例,建立排土场在线监测预警系统,并基于FLAC3D软件,对安全系数与边坡位移的关系以及降雨与边坡位移的关系进行数值模拟。结果表明:降雨是影响排土场滑坡的主要因素,且降雨影响具有滞后性,降雨量可作为排土场滑坡的预警指标;排土场滑坡预警等级与排土场安全系数存在密切相关性,可根据排土场安全系数确定滑坡红、橙、黄、蓝预警等级;可根据模拟结果确定降雨引发排土场滑坡的预警准则。研究结果具有较强的实用性,为排土场滑坡事故的预防和控制提供科学指导。     

青鳉鱼的行为特征提取研究

采用生物行为传感器获取青鳉鱼的行为数据时,青鳉鱼个体差异会导致采集到的原始电信号在时空特性下完全不同。重要的行为特征往往被隐藏在原始信号中,传统的信号处理方法无法实时而有效地提取到这些特征。针对这个问题,观察并记录了暴露实验前后青鳉鱼的行为变化,提出了一种可以高效表征行为特征的直方图统计算法。实验结果表明,该方法能够准确对应人眼观测到的暴露实验前后鱼的行为变化趋势,同时也为后续异常行为识别提供一定的支持和参考。     

黑龙江省冬季异常冷气候事件判定及其与环流指数的关系

以连续5 d日平均气温负距平超过1倍标准差为标准,对黑龙江省冬季异常冷气候事件进行了判断。经普查,黑龙江省1961-2018年冬季共发生52次异常冷气候事件,累计天数427 d。1961-1986年为高发期,平均年发生1.35次,次均天数为8.7 d;1987-2008年为低发期,平均年发生0.32次,次均天数为9d;2009-2018年为较高发生期,平均年发生1次,次均天数为5.9 d。在异常冷气候事件低发期,发生次数较少,但每次事件持续时间更长。最近10年异常冷气候事件发生较多,但每次持续时间较短。以0.3个标准差作为等级划分标准,1961-2018年该省冬季发生一级、二级、三级异常冷气候事件分别为13次、17次、22次,其中一级多发生在1986年前。为了揭示异常冷气候事件发生的天气气候机制,分析了该事件与月尺度同期环流指数异常的对应关系。北半球极涡面积异常偏大、极涡强度异常偏强、东亚槽位置异常偏西和AO异常负位相与异常冷气候事件发生有较好的对应关系,尤其是12月、1月的北半球极涡面积,12月东亚槽位置,1、2月东亚槽强度和2月AO,为研究该省异常冷气候事件的形成机理和预测提供了参考。     

异常环流背景下贺兰山地形对8.21特大致洪暴雨的影响分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料对2016年8月21日傍晚到夜间贺兰山沿山特大致洪极值暴雨展开研究,分析了异常大气环流形势及其影响,并利用天气研究和预报模式WRF(Weather Research and Forecasting model)进行数值模拟和地形敏感性试验,研究了贺兰山地形对暴雨过程的影响。结果表明:超强厄尔尼诺结束后的盛夏,大气环流形势发展异常,8月南亚高压和副热带高压异常偏强,西北地区东部处于高温、高湿、高能控制,副高的快速进退和冷平流的入侵,触发暖湿不稳定能量强烈聚集与快速释放,导致特大暴雨的爆发。其发生在200hPa高空急流分流区即强辐散区、中空西南气流的高温高湿区、低空偏南急流轴左侧流场最大弯曲处的强暖平流区、850hPa偏东大风速轴南侧的风速辐合区,天气尺度强迫作用相对较弱的环境中,500hPa短波槽与700hPa、850hPa低涡切变线和偏南偏东急流以及地面气旋式切变辐合线共同作用是其发生的主要影响系统。贺兰山地形对特大暴雨的发生有明显的增幅效应,主要是贺兰山地形阻挡与强迫抬升作用,促使低涡切变强烈发展从而影响了降水范围、强降水落区及其中心位置等。     

基于多因素信息融合的城市供水安全评价系统

为了确定城市供水安全状态,提出1种基于多因素信息融合思想的城市供水安全评价方法。以城市供水安全指标体系为基础,建立供水安全指标与基本概率指派函数焦元的对应关系;采用组合权重确定各评价指标的权重值作为对指标证据的支持程度,通过加权合成方法得到各因素定量、定性信息的基本概率指派函数值,利用证据理论的Dempster组合规则进行因素融合。研究结果表明:以郑州市供水安全指标体系为例,在进行多指标信息融合时与解决证据冲突的融合方法计算结果相同,郑州市2006——2008年城市供水处于不安全状态,2008年以后安全等级逐步升高且趋于稳定状态,可以预测出在未来一段时间郑州市的供水处于安全状态。     

音频电透视法在防治矿井水患中的应用

为了探明某矿20910工作面顶板0~100 m上高部区域岩层富水性分布情况,基于音频电透视法,通过在工作面回风巷、运输巷布置了59个发射点,104个接收点,获得了工作面顶板0~50 m、50~100 m高度范围音频电透视成果图。探测结果表明,20910工作面顶板0~100 m存在4处低阻异常区域,实际回采揭露发现涌水点5处,均位于探测低阻异常区域,探测结果与实际揭露结果验证很吻合。实践表明,该矿20910工作面顶板0~100 m音频电透视法探测成果合理可靠,音频电透视法可以准确探测出工作面顶板一定范围内相对富水区域分布情况。     

民用机场停机坪安全三维风险预警模型研究

鉴于机场风险管控能力差异对风险的影响,对停机坪安全三维风险预警模型进行了研究。采用扎根理论构建35个停机坪安全风险预警指标,在传统二维风险矩阵的基础上,考虑风险受体脆弱性,建立停机坪安全三维风险预警模型,采用最优分割法确定预警警级和阈值,采用层次分析法-模糊综合评价法计算警度,并发出预警信号。结果表明:35个风险预警指标中,18个指标警情处于Ⅱ级,发出黄色轻警信号;17个指标警情处于Ⅲ级,发出橙色中警信号;而综合风险警情为Ⅱ级,发出黄色轻警信号。     

基于Delaunay三角网和地理加权回归的降水空间异常探测方法研究

针对目前已有的降水资料质量控制方法适应性差,降水数据难以模拟局地降水规律的问题。以湖南省为实验区域,利用1985~2014年夏季降水观测数据,定义局部地理空间内降水量发生显著偏离的气象站点为异常,发展了一种结合Delaunay三角网和地理加权回归的降水空间异常探测方法。该方法通过构建不规则三角网来获取各个区域之间稳定合理的地理邻近关系,根据空间邻近关系获取自适应回归带宽,并纳入地理加权回归模型进行计算,最后根据回归残差项的统计分布性质开展空间异常度量与分析。实验表明该方法能有效检测出降水空间异常,可应用于降水数据二次处理时的质量控制阶段,有助于进一步探索局部地理空间内的降水规律。     

解决环境监测污染物浓度数据缺失异常问题的方法分析

本文提出基于LSTW模型所设计的处理方案,从污染物时空变化特征出发,为构建预测模型提供预测目标。并基于LSTM构建污染物浓度预测模型,将数据划分为不同尺度,分析不同时段结果,训练前序数据,通过多个非目标序列数据输入提升指标捕捉精准度,以此实现解决数据缺失目标。