摘要本文采用k-NN法,从2491个网格点的预报雨量得到91个站点预报雨量的估计值,并与对应的实测雨量进行统计对比分析。我们建立了平均绝对误差、模糊评分、面雨量三个模型,对两种雨量预报方法进行比较评价,最后为了在评价方法中考虑公众的感受,我们还构造了一个新的评价模型。结果表明方法I和方法II具有较好的晴雨预报能力,但总体上方法I的准确性高于方法II。在上述两种雨量预报方法的基础上,我们还可采用动态权重系数法对其进行综合集成,形成一种新的预报方法,该方法的可靠性要好于每种单独的预报方法。一. 问题重述我国某地气象台和气象研究所正在研究6小时雨量预报方法,即每天晚上20点预报从21点开始的4个时段(21点至次日3点,次日3点至9点,9点至15点,15点至21点)在某些位置的雨量,这些位置位于东经120度、北纬32度附近的53×47的等距网格点上。同时设立91个观测站点实测这些时段的实际雨量,由于各种条件的限制,站点的设置是不均匀的。气象部门希望建立一种科学评价预报方法好坏的数学模型与方法。气象部门提供了41天的用两种不同方法的预报数据和相应的实测数据。雨量用毫米做单位,小于毫米视为无雨。(1) 请建立数学模型来评价两种6小时雨量预报方法的准确性;(2) 气象部门将6小时降雨量分为6等:—毫米为小雨,—6毫米为中雨,—12毫米为大雨,—25毫米为暴雨,—60毫米为大暴雨,大于毫米为特大暴雨。若按此分级向公众预报,如何在评价方法中考虑公众的感受?二. 符号说明: 表示第 天,第 个时段,第 个观测站点雨量的实测值(=1,2,3,4; ): 表示用第一种雨量预报方法测得第 天,第 个时段,第 个观测站点雨量的预测值( =1,2,3,4; ): 表示用第二种雨量预报方法测得第 天,第 个时段,第 个观测站点雨量的预测值( =1,2,3,4; ):表示第 天,第 个时段,第 个观测站点的实测雨级( =1,2,3,4; ):表示用第一种预报方法测得第 天,第 个时段,第 个观测站点的预报雨级( =1,2,3,4; ):表示用第二种预报方法测得第 天,第 个时段,第 个观测站点的预报雨级( =1,2,3,4; ): 表示对第 种雨量预报方法在第 天,第 个时段,第 个观测站点的预测值的模糊评分( =1,2,3,4; ):表示公众对用第c种预报方法测得的第 天,第 个时段,第 个观测站点的预报雨级的满意度( =1,2,3,4; )三. 问题分析与数据处理要评价两种雨量预报方法的准确性,就要在相同地点,相同时段对雨量的实测值和预测值进行比较。由于已知数据给出的91个观测站点的地理位置并不在用来预报的2491个网格点位置上,为了使得数据采集的地理位置相同,有两种思路对数据进行处理。一是把91个站点的实测数据扩充到2491个网格点上;二是利用2491个网格点的预报值给出91个站点的预报值。显然,第一种数据处理方式损失的信息比较多,而且是把预报值和处理过的实测值进行比较,其结果难以令人信服。第二种数据处理方式在保持91个观测站点的实测数据不被处理(从而保持实测数据真实可靠)的前提下,利用2491个网格点处的预报值来估计91个站点处的预报值;再对两种不同预报方法给出的预报值和实测到的数据分别进行比较。第二种方式虽然只在91个地点进行比较,但要比第一种方式更加有说服力。所以我们采取第一种数据处理方式,首先要利用2491个网格点的预报值给出91个站点的预报值。有以下三种方法可以用来给出91个站点处的预报值。1.k-最近邻居法(k-NN法)[1][2]给定某个观测站点的位置后,从2491个网格点中找出距离这个站点最近的k个网格点,把这k个网格点处的预报值的平均值作为这个站点处的预报值。k的大小可以根据实际需要进行调整。2.邻域平均法对每个观测站点取相同的球形邻域或者正方形邻域,把邻域内网格点处的预报值的平均值作为站点处的预报值(邻域内的网格点的数目不一定相同)。当然邻域的大小可以根据实际情况进行调整。3.二维插值法可参见计算数学方面的参考书。需要说明的是:二维插值法计算程序相对复杂,计算量也较大。k-NN法与邻域平均法都是利用站点周围网格点处的预报值的均值作为这个站点处的预报值。这两种方法计算相对简洁,同时也具有很高的精度。如果假设预报值在整个预报区域内是连续的话,在适当的条件下,k-NN法给出的估计将收敛到真实预报值(参见文献[1],[2]等)。进一步,可以认为距离站点近的网格点对站点的影响要大些,距离站点远的网格点对站点的影响要小些,因此可以根据这些影响的不同而赋予不同的权重。本文采用3-NN法计算,以距离第 个观测站点最近的3个网格点的预报值的加权均值作为该观测站点的预报值(程序见附录)。四. 问题(1)模型建立及求解1.模型I为了比较两种预报方法的预报质量,我们对其进行绝对误差值检验分析。误差值为预测值与实测值之差,绝对误差即对误差取绝对值。第一种雨量预测方法在第 时段的平均绝对误差 = ;第二种雨量预测方法在第 时段的平均绝对误差 =结果如表1所示:表1 两种预报方法的平均绝对误差平均绝对误差预测方法I预测方法II时段1(21点至次日3点)时段2(次日3点至9点)时段3(9点至15点)时段4(15点至21点)由表中得到以下结论:两种预报方法的平均绝对误差都在以内,但方法I和II的预报质量差距并不太大,在第一、二、四时段,方法I的平均绝对误差略小于方法II的平均绝对误差。进一步我们还给出了两种预报方法的预报-实测相关图(图1)。图中落在斜率为1的直线上的点为实测结果,预测点则落在该直线附近,其偏离直线越远表示预报误差越大。从图中可以看出,这两种雨量预测方法的共同点是:在各个时段对实测雨量较大的预报,大多数均变小。这说明实况出现大雨时预报水平较差。图1 两种预报方法的预报-实测相关图2.模型II为了较客观地评定两种预报方法,我们利用模糊数学中的模糊综合评判方法。模糊数学的创立者 L. 为了描述和处理事物的模糊关系,把“属于”关系进一步数量化,即集合A 中的某个元素ui 对A 不是要么“属于”要么“不属于”关系而是可以不同程度的“属于”和不同程度的“不属于”,这个程度叫做隶属度。隶属度的范围在0 与1 之间,即ui 的隶属度值域是[0 ,1 ]。“属于”关系用函数关系表示,将论域与值域相对应,故形成子集合A 唯一确定的一个映射,它们一一对应。其特点是在众多的“属于”关系的评价指标基础上进行加权平均,得出一个无量纲的综合评价值,然后比较综合评价值的大小,对受到多个因素制约的事物或对象作出一个总的评价,这就是所谓的综合评判问题[6 ,7 ] 。根据所给的条件,给每个对象赋予一个评判指标,称之为模糊评分。第 天,第 个时段,第 个观测站点的预测值的模糊评分为(1)式(1) 中第一项是预报基础分,规定为60 分;第二项为强度(量级)预报的加权分。当预报雨量与实况一致时(即预报与实况误差为0),该预报评分为100。当预报有误差时,按其误差大小给分,误差越大,分值越低,相反分值越高,预报值越接近于实测值。可以看出,根据误差大小计算的模糊评分,能够很好地表征预报贴近实况的程度,从而较好地检验两种预报方法的预报水平[3]。为了便于比较,我们给出了在各个时段的模糊评分公式。方法I和II在第 时段的模糊评分为=1,2,3,4=1,2,3,4结果见表2。由表2可以看出,两种方法的模糊评分都在80分以上,预报质量都比较稳定,但在第一、二、四时段,方法I的模糊评分都高于方法II的模糊评分。由此可见,在对雨量预报的准确程度上,方法I高于方法II。表2 两种方法的预报模糊评分方法时段时段1时段2时段3时段4预报方法预报方法.模型III由于91个观测站点的设置是不均匀的,它们较集中地分布在53×47的矩形网格的中央区域内,而面雨量能够更真实地反映平面区域降水的总状况,因此我们用其作为评价这两种方法预报好坏的另一个标准。面雨量是单位面积上的降水量, 实际上为某一特定区域或流域的平均降水状况,它有多种计算方法,如算术平均法、泰森多边形法、逐步订正格点法、三角法、等雨量线法等[4]。这里我们采用算术平均法计算面雨量:其计算公式如下:第 种预报方法在第 时段的面雨量 ,第 时段的实测面雨量结果见表3。由表3可以看出,无论哪个时段,方法I的面雨量都比方法II更接近实测值,由此可见,方法I的预报效果好于方法II。表3 实测及两种方法的面雨量面雨量方法I方法II实测情况时段时段时段时段五. 对问题2建模及求解1.模型I雨量按无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨、特大暴雨定义为0~ 6 级,见表4 ;表4 雨量等级划分表雨量(mm)<>名称无雨小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨雨级0123456在此基础上,我们可将预测雨量与实测雨量转化为相应的雨级,并计算出第 天,第 个时段,第 个观测站点的预测雨级的模糊评分为(2)同样我们也可得到方法I和II在第 时段的雨级模糊评分,结果见表5。表5 两种方法的预报模糊评分(雨级)方法时段第1时段第2时段第3时段第4时段方法方法从表5中我们也发现总体上方法I的预报能力优于方法II。2.模型II在评定两种方法的预报质量同时,我们需要考虑公众的感受,由于公众对雨量预报的感受都具有一定的模糊性,可以用{很满意,比较满意,基本满意,不满意}来代替。对此我们有两种方法:(1) 若预报雨级与实测雨级一致,观众很满意,评分为100;若预报雨级与实测雨级相差一级,观众比较满意,评分为80;若预报雨级与实测雨级相差两级,评分为60;若预报雨级与实测雨级相差两级以上,观众不满意,评分为0。(2) 采用模糊数学中的隶属函数来处理公众的感受。在隶属函数的选取上,在此这里选用偏大型中升岭形分布函数为隶属函数来处理公众的感受。升岭形函数公式为:其中 是预报雨级与实测雨级差的绝对值[5]。用上述两种方法都可以求出公众对第 天,第 个时段,第 个观测站点的预测雨级的满意度 ,在此我们选取了方法(2)。最后把模糊评分和公众满意度的权重分配分别确定为和,得到一个新的评价指标 为= +对第 时段关于41天、91个站点求和平均得到预报方法I和II在这个时段的评价指标 ,结果见表6。表6 两种方法的预报模糊评分(雨级)方法\时段第1段第2段第3段第4段方法方法由表6可见,考虑公众感受以后,总体上仍然是方法I优于方法II。你可以根据自己的水平加以改写
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周中1 傅鹤林1 刘宝琛1 谭捍华2 龙万学2
(1.中南大学土木建筑学院 湖南 长沙 410075
2.贵州省交通规划勘察设计研究院 贵州 贵阳 550001)
摘要 降雨入渗是诱发土石混合体边坡失稳的主要因素之一,此类问题一直受到人们的关注,但对此问题的研究不够系统和深入。为了对降雨入渗诱发下土石混合体滑坡的失稳机理有较深入的了解及研究边坡性状随时间变化的一些重要特性,在上瑞高速公路贵州段选取了一个典型的土石混合体边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。监测成果表明:降雨入渗影响下土石混合体边坡的滑动变形区为坡面以下0~4m之间,变形量以坡面最大,从坡面到坡体深部逐渐减小;在实施降雨的前2h,平均入渗百分率为86%,之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少,一段时间(6h)之后,入渗率降到一个相对稳定值(50%);降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加,致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水软化而降低,降雨入渗的这一双重效应可能是降雨诱发土石混合体边坡失稳的主要原因之一。
关键词 边坡 土石混合体 人工降雨模拟试验 降雨入渗 现场监测
随着我国基本建设的蓬勃开展,国家建设战略重点向西部地区转移,工程建设不可避免地要遭遇包括残坡积物、崩坡积物和冲洪积物组成的松散堆积介质,其物质成分以土夹砾石或块石以及砾石或块石夹土等土石混合体为主,物质结构杂乱无章、分选性差、粒间结合力差、透水性强。它既不同于一般的岩体,又不同于一般的土体,而是介于土体与岩体之间的特殊地质体,称为土石混合体[1]。土石混合体边坡是按边坡的物质组成来划分的,与土质边坡和岩质边坡属于同一个划分层次,在全国乃至世界各地都有着广泛地分布[2]。对于土质滑坡和岩质滑坡机理国内外已作过许多研究,并取得了成套的研究成果。对于以土夹石为主的土石混合体滑坡,由于它具有物质组成的复杂性、结构分布的不规则性以及试样的难以采集性等独特的性质,给我们的研究带来了极大困难,取得的研究成果很有限[3],因此很有必要就土石混合体滑坡进行专门的研究分析。
大量统计表明,土石混合体边坡失稳的主要诱发因素是降雨[4,5]。贵州省三穗县三凯高速公路平溪特大桥3#墩上方的大滑坡就是在2003年4月及5月初连续的强降雨的诱发下发生的典型土石混合体滑坡,造成35人丧生。降雨影响下边坡失稳的问题一直受到人们的关注[6~8],但对此问题的研究不够系统和深入。为了揭示降雨诱发下土石混合体滑坡的形成演化规律,2005年4月,选取上瑞高速公路贵州段晴隆隧道出口典型土石混合体边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。试验过程中,配合原位综合监测,分析土石混合体边坡在降雨入渗作用下的形成条件、变形位移特征及破坏滑移规律,为今后更好地防范或治理此类地质灾害提供理论依据。
1 试验场地
试验场地的确定
正在建设的上海至瑞丽高速公路是一条联系我国东西的大动脉。2005年4月2日,在对上瑞公路贵州镇宁至胜境关公路综合考察的基础上根据钻孔地质资料、边坡的外部形态及周围环境选定晴隆隧道口K85 +650 -690 堆积层地段,作为人工降雨试验场地。首先清除区域内的植被及其他杂物,然后按1∶的坡度刷坡。为了防止大气降雨及周围土体内的水渗透到试验区内影响试验的精确性,下雨时,试验区用彩条布覆盖。
土体性质
为了弄清试验区土体的基本物理性质及边坡土层的工程地质特性,进行了基本物理力学试验及专门的钻孔勘察。其物理力学性质指标见表1。颗粒分析试验共做15 组,土样的平均颗粒级配曲线绘制于图1,图中平均级配的特征值为:粘粒(<)含量为,粉粒(~)含量为,砾石(>5mm)含量为。不均匀系数Cu为,说明土样中包含的粒径级数较多,粗细粒径之间差别较大,颗粒级配曲线的曲率系数Cc为,级配优良。
表1 天然状态土的基本物理指标
图1 天然状态土的颗粒级配曲线
钻孔勘察资料显示试验区上覆地层主要为第四系残坡积层(Qdl+el),厚10~30m,平均深20m,为碎石土层,局部夹亚粘土,结构松散、稍湿。基岩为上二叠统龙潭组(P2l)煤系地层,由泥质粉砂岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩组成。试验区位于山体中部,水文地质条件简单,主要靠大气降水补给,受季节影响较大。试验区内地下水主要为基岩裂隙水,地下水埋藏较深,勘察期间,钻孔内未见地下水。本次试验开挖深度为6m,滑动面均在5m之内,因此,试验土层均为地下水位以上的土石混合体。试验区工程地质剖面图见图2。
图2 工程地质剖面图
①原地面线;②刷坡后的地面线(试验区);③强风化带下限;
Qdl+el—第四系残坡积层;P2l—上二叠统龙潭组煤系地层
2 仪器的布置及埋设
试验区面积为10m×10m,坡比为1∶,埋设仪器后的试验区如图3所示。试验区一共钻孔9个,其中3个钻孔用来安装测斜管,6个钻孔用来安装孔隙水压力计,共安装了12个孔隙水压力计、3个测斜管。试验区的左右两侧开挖宽,深的隔离带,并用高1m的白铁皮将试验区左右两侧与周围土体隔离,以免雨水渗入周围土体。试验区的下部修建宽,深1m的集水渠,并引出可能的滑动区域外与集水槽相连。集水渠除靠近坡体的一面外其余各面采用水泥护面,以免雨水流失。集水槽为长、宽、深均为2m的方形槽,为防止雨水的渗漏,集水槽需用水泥护壁。试验区右上方开挖一个5m×4m×2m的蓄水池,先用砖砌,并用水泥护壁。图4为监测点平面布置图,图5为L1纵断面测点布置图。
图3 埋设仪器后的试验区
图4 监测点平面布置图
数据单位为m
图5 L1 纵断面测点布置图
数据单位为m
坡面裂隙监测
坡面裂缝测量采用简单的测量方法,在进行地表巡视时,用钢卷尺对滑坡体主要裂缝宽度进行测量。
测斜监测
测斜装置由测斜管、测斜仪、数字式测读仪三部分组成。量测时将测斜仪伸入测斜管,并由引出的导线将测斜管,亦即滑坡体滑移量值瞬时反映在测读仪上。本试验中测斜仪采用美国 Sinco 公司生产的100 型测斜仪,灵敏度8s,精度 ± 6mm/30m,量程0~± 53°。测斜管采用金坛市绿盛土工材料厂生产的高精度ABS测斜管,外径70mm,内径59mm,接头外径80mm,每节长2m。在边坡不同位置共埋设3个测斜管,埋设于图3所示的Ⅰ点,埋设深度11 m。
孔隙水压力监测
土体的孔隙水压力传感器是由金坛土木工程仪器厂生产的KYJ-30 型振弦式孔隙水压力计量测的,其量程是0~200kPa,KYJ-30 型振弦式孔隙水压力计适用于钻孔法安装,测量建筑物内的孔隙(渗透)水压力,并可同步测量埋设点的温度。同时配置ZXY-2型振弦频率测定仪一台,测量范围:频率f=500~5000Hz,频率模数显示值F=f2×10-3,测量精度:± ,分辨率:± ,灵敏度:接受信号≥300μV,持续时间≥500ms,连续振荡的工作方式,功耗极小,使用简便。
在边坡不同位置共埋设12个孔隙水压力计,于图3中L1和L3断面的每个钻孔内埋设2个孔隙水压力计,L1列孔隙水压力测孔的深度为4m,孔隙水压力探头的埋深为1m和3m。L3列孔隙水压力测孔的深度为5m,孔隙水压力探头的埋深为2m和4m。
降雨强度地表径流监测
试验区内总的降雨量由人工降雨模拟装置主供水管上的流量表记录,再将每单位时段的降雨量除以试验区面积100m2,即可求出单位时段的降雨强度。地表径流由试验区下方的集水渠收集到集水槽中,再由水泵回收到试验区上方的蓄水池内,单位时段的地表径流量由与水泵相连的流量表量测。
3 人工降雨模拟
自制人工降雨模拟装置
参照中国科学院水利水土保持研究所研制的 SR 型野外人工降雨模拟装置[9],自制一个专门的人工降雨模拟装置。本装置由水泵、水表、控制阀、水压表、喷头、主管、支管、两通管、三通管及四通管组成。主管和支管由长为1m或2m的短管经两通管、三通管或四通管组装而成。通过调节进水管和回水管上的控制阀可以产生30~120mm的降雨强度。人工降雨模拟装置的覆盖范围为10m×10m,其示意图见图6。
图6 人工降雨装置示意图
数据单位为m
人工降雨模拟试验的监测周期及频率
待埋设仪器与周围土体协调稳定后,测定各仪器的初始读数,人工降雨模拟试验的起止时间为2005年4月25日15:00 至2005年4月29日10:00。每小时的降雨强度为60mm/h,每降雨2h停1h,在停雨期间进行各项监测的读数。每3h记录一次各测点的孔隙水压力、坡面裂隙、深部位移、实际的降雨强度及地表径流量。若观测到边坡将要失稳,适当加大观测密度。
4 试验结果分析
坡面裂隙监测
试验期间,坡面位移不大,2005年4月30日16:30 发现边坡后缘张拉微裂隙,宽1~2mm,长3m。
测斜监测
将各孔的测斜数据整理分析并绘制成图,以ZK3孔为例加以说明。图7为ZK3的水平方向的累计合位移随孔深的变化图,从图中可以看出位移变形区基本上发生在地表以下0~ m 的范围内,位移随深度的增加而减小,坡面变形最大,最大合位移达到 mm。
图7 ZK3 水平合位移随孔深的变化
图8为ZK3的特征点水平合位移及累计降雨强度关系曲线。从图中可以看出特征点位移随着累计降雨强度的增加逐渐加大,并且,这种变形为从坡面到坡内逐渐减小的松弛形变形,处的位移相当于处位移的2倍,而4m处基本没有位移,数值上的微小变化是由测量误差引起的。
图8 ZK3 特征点水平位移及累计降雨强度
图9为各测点孔口的累计合位移及累计降雨强度的关系曲线,从图中可以看出随着累计降雨强度的增加土体位移逐渐加大,以坡中处的位移最大,坡脚次之,坡顶最小。ZK1—ZK3孔口处的最大合位移分别为 mm、 mm和 mm。
图9 各测点孔口的水平位移及累计降雨强度
孔隙水压力监测
图10为R2断面处的孔隙水压力随时间的变化曲线图,其中B1,B2,B3,B4 表示R2断面埋深分别为1m,2m,3m,4m的孔隙水压力。从图中可以看出,在降雨入渗初期,土体的渗透性较强,孔隙水压力较低。随着降雨的进行,孔隙水压力急剧增大,并达到稳定值。从图中我们还可以发现1m、2m处的孔隙水压力趋近于0,3m、4m处的孔隙水压力平均为和,相当于和水柱压力。原因是试验采用的降雨强度较大,土体吸水饱和后渗透性降低的情况下,排水不畅,形成暂时的滞水层,滞水层在4m左右,这一结论也得到了测斜成果的验证,此处的滑面位于坡面下。滞水层的存在对土石混合体边坡的稳定极为不利。首先,滞水层的形成导致了土体中孔隙水压力的增加,有效应力降低,从而导致土体抗剪强度降低;其次,滞水层的形成使得原来非饱和土体充分吸水软化,也导致了土体抗剪强度的降低。降雨入渗的这一双重效应可能是降雨诱发土石混合体边坡失稳的主要原因之一。
图10 R2 断面处的孔隙水压力随时间的变化曲线
图11为同一深度处(3m)的孔隙水压力随时间的变化曲线图,A3,B3,C3分别表示坡顶、坡中、坡脚处埋深为3m的孔隙水压力。从图中可以看出,孔隙水压力从坡顶到坡脚逐渐增大,坡脚处的孔隙水压力最大,坡顶处的孔隙水压力基本为0。
图11 同一深度处(3m)的孔隙水压力随时间的变化曲线
降雨强度及地表径流监测
图12中的曲线表示降雨期间的每小时平均降雨入渗百分率与时间的关系,是根据降雨强度和地表径流的量测结果计算得到的。可以看到,在实施降雨的前2h,平均入渗率为86%,2h之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少。6h之后,入渗率降到一个相对稳定值(50%),实施人工模拟降雨6h后,有一半的降雨变成了地表径流。降雨入渗率的降低可能是由于边坡土体吸水饱和使原来张开的裂隙闭合的结果。
潜在滑动面形状
测斜监测的深度为从测斜管管口至边坡内部11m,所监测的滑面深度也是由管口到滑面处的距离,而管口距坡面也有一定的距离,实际的滑面深度应当减去测斜管露出地面的部分,ZK1—ZK3滑动面位置分别为坡面以下,和。将测斜监测到的滑面位置同滑坡前缘错开裂隙和后缘张拉裂隙结合起来即可确定滑面位置,L2断面滑面位置及形状如图13所示。
图12 每小时平均降雨量(入渗量)及降雨入渗百分率
图13 L2断面滑动面形状
数据单位为m
5 结论
一个现场监测体系相当于一个足尺的试验装置,其监测结果对于研究和把握滑坡滑移演化规律、灾变机理和行为以及边坡安全状态具有重要的科学和现实意义。通过土石混合体边坡的人工降雨模拟试验和原位综合监测得到以下认识:
(1)土石混合体边坡在降雨入渗影响下多发为浅层松弛型破坏,滑动变形区为坡面以下0~4m之内;变形量以坡面最大,从坡面到坡体深部逐渐减小。
(2)在实施降雨的前2h,平均入渗百分率为86%,之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少。一段时间(6h)之后,入渗率降到一个相对稳定值(50%)。降雨入渗率的降低是由于边坡土体吸水饱和使原来张开的裂隙闭合的结果。
(3)在强降雨作用下,边坡土体吸水饱和,土体内孔隙部分闭合,渗透性降低,排水不畅,在滑动面附近形成暂态的滞水层。滞水层的存在对土石混合体边坡的稳定极为不利。首先,滞水层的形成导致了土体中孔隙水压力的增加,有效应力降低,从而导致土体抗剪强度的降低;其次,滞水层的形成使得原来非饱和土体充分吸水软化,也导致了土体抗剪强度的降低。降雨入渗的这一双重效应可能是降雨诱发土石混合体边坡失稳的主要原因之一。
(4)试验区内的土石混合体边坡在将近4昼夜的时间内接受了4500mm的降雨,大大超过了实际可能出现的降雨强度,且平均入渗率达到50%,但是该斜坡仅仅出现了变形,并未产生滑塌破坏,说明堆积层斜坡发生破坏的条件不仅仅是降雨,还与坡率及地质条件有关。
参考文献
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可以进行基于数理统计知识的降水量的预测:降水量是一个随机事件,但在一个相当长的时间段内又有一定的规律性。由于降水过程存在高度随机性和不确定性,很难用物理成因等方法来确定某一时段确切的降水量值。在国内具有代表性的权马尔科夫链预测降水量方法的基础上,结合数理统计的知识,提出了一种改进的预测降水量思路,即对原始降水量序列进行3a滑动平均,并考虑序列间的相关程度,以减弱原始序列的随机因素,用新序列进行降水量预测的方法,并对北京、延安等5个站点的降水量序列进行了应用检验。检验结果表明,除了在极端年份(如岢岚站点2006年,偏关站点2006、2009年均为枯水年)时预测有较大误差外,其余年份的预测结果比较令人满意,总体上合格率达到80%。由于权马尔科夫链模型建立时在统计学基础上利用了降水量序列的均值和均方差,预测值是在一定概率条件下趋向于某一状态,而极端条件发生的概率较小,因此在预测极端条件时会出现较大误差。
2020年的气候确实出现了“异常”情况(一点都不正常),我们先不说南方的降雨,在2020年5月的时候,我国北方就出现局地达40度的高温,完全是往年很少见到的情况,而最近北极地区又突破了38度高温,这气候现象十分的罕见。所以说今年的气候异常确实频繁出现,已经成为了一个事实。而6月以来,我国的强降雨发展非常凶猛,暴雨淹城淹地是一个非常常见的情况,6月以来我国已经出现了连续4波强降雨发展。按照情况来看,第5波强降雨马上又要启动了,可以说完全是没有间断过,大多数地区都是出现“降雨叠加”,所以超出洪水警戒线也是一个非常正常的事情,这符合最初水利部发布的预测说明,这也说明了2020年气候可能大变了。今年初期气候影响的因素是什么?大家都知道,今年出现了一次弱厄尔尼诺现象,导致我国南方地区是遭遇一轮又一轮的强降雨。国家气候中心在5月就发布了说明,那就是由于在厄尔尼诺的影响之下,热带大气环流对海温的响应主要体现为中部型厄尔尼诺的影响特征。所以这样导致我国从年初(春季)的时段,就出现了大气异常的模式,从而导致我国春季以来西太平洋副热带高压强度偏强、位置偏西,江南西南部至华南西部、青藏高原大部降水偏多,而其他北方大部地区的雨水都较少。所以南方的初期降雨就直接受到了厄尔尼诺现象的影响,虽然后期的降雨确实减弱消失了,但是受此次厄尔尼诺事件影响,它的影响并不会快速的消失,根据国家气候中心预计2020年夏季,西太平洋副热带高压强度偏强,降水总体呈“南北多、中间少”的空间分布,涝重于旱。“涝重于旱”——意思就是我国真的降雨偏多,很明显我们也看到了,南方的降雨基本是一波接一波的发展,当然整体而言,降雨分布不均匀是最为明显的特点。所以虽然厄尔尼诺消失了,但是它的影响却出现了延迟的模式,这样我国南方的降雨依然在结合副高的影响之下,产生了雨水的明显变化。未来东亚夏季或将风更强、季风降水更多而在西北太平洋副热带高压增强的情况之下,根据《自然·通讯》杂志的一项研究也表明了,未来东亚夏季或风更强、季风降水更多,但是台风登陆可能会减少。关于台风的问题,我国今年预测是略偏多偏强,所以未来是够呈现同样的趋势,大家这里参考下即可。同时这也意味着沿海地区受到高温热浪的影响比较强,就如6月的情况,西北太平洋地区的副热带高压还出现了登陆“陆地线”的情况,所以说这似乎已经形成了趋势,同时气候的转变还受到了环流影响明显,这就决定了梅雨降雨的强度和位置的变化,从而也会引发局部性的强降雨,所以未来洪水,高温可能更。同时,环流会导致水汽发生一定的转变,那么这样导致了我国整体的气候转变较为复杂,无论是今年的龙舟水还是梅雨,我们都看到明显的改变,已经出现了”超负荷”的模式,所以说雨水真的太多了。当然根据科学研究人员陈晓龙表示,气候模式是预估未来气候变化的不可或缺的工具,但是如今的趋势我们大体看到在全球变暖之下变得更加的”复杂多变“。也就是因为这样,所以存在很多不确定性的因素在里面,所以说大家以参考为主。只能说未来风更强,雨更多是可能存在的如今我国降雨已经发展成什么样子?很明显已经比较严峻了,在6月以来,我们看到南方不少地区都遇到了超洪水的警戒线,其中广东局部地区都超过了1000毫米的累积雨水量,基本上是淹没了不少地区。同时我们在这第4波强降雨结束的尾声,我们也看到了广西百色局地特大暴雨(316毫米)。贵州等地还遇到了河水上涨,超警戒线的情况,如今也在进行排除降雨的影响等等。从最近30天我国的降雨都可以看到,南方地区的降雨完全是偏多了,大范围地区都出现了雨水,并且在广西,广东,安徽等地出现了超过500毫米的累积雨水量,其中大范围地区都是300毫米到500毫米的累计雨水,所以雨水是真的太多了,而北方地区基本上就是少雨水的模式,大多数地区都是10毫米到50毫米的累计雨水区间,很明显南北地区的降雨完全是不一样的,我们也期待南方的朋友多多做好防御准备,雨水无情。所以综合情况而言,2020年异常气候是普遍存在的,在全球范围之中都有,并且带来的影响还是不小,这很明显与如今的气候问题存在关系了,如果全球变暖持续性的发展,那么未来我们将会面临更多的极端气候现象,科学家们已经多次警告了,人类改变气候的时间不多了,2030年有可能就是气候的一个“转折点”,所以赶快行动吧,减少温室气体的排放才是重点了。
地质灾害形成机理与调查评价科技研究
(1)降雨诱发型滑坡和泥石流的形成机理
近30年来,降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一,其核心是通过研究降雨与滑坡的各种关系,预测可能的滑坡状态。据初步统计,全球至少有23个国家的学者对降雨型滑坡进行了不同程度的研究,美国、意大利、日本、英国、澳大利亚、新西兰以及中国香港和内地学者发表的研究论文较多。1984年后,中国香港政府加大了对降雨型滑坡的研究力度。除每年进行降雨滑坡的调查外,特别加强从更深层次上研究滑坡与降雨的关系,降雨滑坡分布发育规律,降雨入渗的水文地质模型,以及应用概率统计和其他数学方法建立更精确的滑坡—降雨关系。随着研究程度的深入,研究者一致认为香港火成岩风化层的非饱和土和残积土特有的性质控制着浅层降雨型滑坡的形成机理。研究结果表明,降雨型滑坡形成机理的本质在于雨水入渗斜坡后破坏了斜坡的应力平衡。因而,从理论上解释雨水入渗后斜坡应力的变化过程,以及雨水在斜坡中的渗透特性和渗透过程,是降雨型滑坡成因机理研究的关键。
(2)岩溶塌陷发育机理和判据研究
日本学者Nogushi(1970)、苏联学者Xоменко(1986)、美国学者Ralphj Hodek(1984)和Thom-as (1995)、俄罗斯学者Anikeev(1999)等,先后采用物理模型试验或数值分析的方法,系统研究了非黏性土潜蚀塌陷的过程。国外一些学者还尝试采用岩土工程离心机进行塌陷试验,如:Borms和Bennermark(1967),Marir(1984),Bertin(1978),Howell和Jenkins(1984),Sterling和Ronayne(1984),Craig(1990),Abdulla和Goodings(1996),运用离心机模拟塌陷破坏机理和导致塌陷的临界组合条件,重点研究了上覆在洞穴上方的弱固结砂层的塌陷破坏与洞穴开口大小、洞穴自身强度、弱固结砂层强度和厚度、上覆砂层的厚度,以及地表荷载的关系。
美国、意大利、英国开展的基于GIS技术的地质灾害的风险评价工作中,包含了岩溶塌陷危险性评价。
(3)区域滑坡和泥石流调查与危险性评价
早期的地质灾害空间预测主要依据野外调查与航空相片解译情况,由专家进行地质灾害敏感性判断和评价,故称之为专家评价法(Aleotti和Chowdhury,1999)。该方法评价结果精度取决于野外调查的详细程度和专家的知识与经验,评价中运用的隐含规则使结果分析与更新困难,而且不同调查者与专家得出的结果无法进行比较。
20世纪70年代,以美国加利福尼亚旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表,利用多参数图的加权(或不加权)叠加得到区域滑坡灾害预测图的方法得到大力推广。该方法的优点是克服了使用隐含规则的问题;缺点是权重的确定仍保持主观性,模型的推广应用有一定困难。
20世纪80年代,受统计回归分析和判别分析在石油运移与矿床预测中应用的启发,Carrara(1983)将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中,并使该技术在世界各国得到迅速发展与推广。如Haruyama和Kawakami(1984)利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引发的滑坡灾害进行了危险度评价。Baeza和Corominas(1996)利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估,其斜坡破坏的正确预测率达到,说明了统计预测的适用性。Carrara,Cardinali和Guzzetti等(1991)将统计模型与GIS结合,应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估,结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。
20世纪90年代以来,随着计算机技术和信息科学的高速发展,以处理和分析地理空间数据为主要特点,具有属性数据库与图形库动态连接功能的地理信息系统(GIS)技术得到了空前发展,其与定量化的地质灾害空间预测模型方法的结合也成为地质灾害研究的新领域。
Mario Mejia-Navarro和Ellen (1994)在哥伦比亚的麦德林(Medellin)地区分析滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上,利用GIS技术将两者合成产生了风险评价分区图。Anbalagan和Bhawani Singh(1996)在Anbalagan(1992)关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上,提出了风险评价制图的新方法——风险评价矩阵(RAM)。
Aleollt(2000)采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的皮埃德蒙特(Piedmont)地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及综合风险进行了区划性制图研究。Michael-Leiba等(2000)在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中,把斜坡灾害的危险性、易损性、风险评价作为一体,以GIS软件为技术平台,分别采用平面和三维评价系统,对凯恩斯(Cairns)地区进行了斜坡地质灾害的危险性和风险区划研究。Ragozin(2000)从理论上研究了滑坡灾害风险评价中的危险性、易损性和风险性。提出了考虑危险性评估目标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标,并用其主要控制因素的概率乘积表示;对于区域性滑坡灾害评估,用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。
监测预报技术方法研究
(1)诱发滑坡和泥石流的临界降雨量与气象预警研究
在诱发地质灾害的降雨临界值研究方面,各国学者用来确定降雨诱发滑坡临界值的方法很多,其不同点在于考虑的因素不同。Glade(1997)建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的三个模型,并在新西兰的惠灵顿地区进行了验证。三个模型要求的基本数据为:日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量(通过Thornthwaite method方法计算得到)。模型建立的前提是:①假设最大日降雨量的地区,蒸发量最小;②滑坡由最大降雨量诱发。这三个模型基本概括了当前确定诱发滑坡的降雨临界值的方法。
在对美国旧金山湾地区1986年2月12~21日的滑坡和泥石流灾害预警工作中,首先由美国地质调查局分析确定,通过当地电台、电视台以及美国国家气象中心的特别预报方式来进行预警。这次滑坡泥石流灾害的预警分为两个阶段:第一次是2月14日的6个小时灾害危险期,另一次是17~19日之间的60小时的灾害危险期。由于地质条件的复杂性和地形条件的变化,这两次预报主要是针对整个旧金山海湾地区,而不是某一个特定的滑坡灾害地点。根据滑坡泥石流灾害发生后的调查,10处滑坡泥石流灾害发生点有目击者能提供精确的时间,其中有8处滑坡泥石流所发生的时间与预警的时间段一致。
据研究,旧金山湾地区的6小时降雨量达到4英时(即)时,就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水位的变化,他们还设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水位变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式,实时雨量监测数据,国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。
1984年开始,香港地区采用雷达图像解译小范围地质构造,用于确定滑坡发生的潜在区域。进而建立了用于滑坡灾害的降雨量监测网络,其中自动雨量计1999年由48个扩展为86个。将雨量资料定时传给管理部门。如预测24小时内降雨量达到175mm或60分钟内市区内雨量超过70mm,即认为达到滑坡预报阈值,即由政府发出通报。香港平均每年约发出三次山洪滑坡暴发警报。
(2)滑坡和泥石流灾害监测技术方法研究
对于滑坡和泥石流的监测,在美国、瑞士、意大利、日本、韩国等发达国家已经做了很多工作,特别是单体滑坡已经达到真正实时监测的阶段。监测内容包括地面位移、地裂缝、地下位移、地下水位(水压力)和水温、地声等。监测技术采用常规监测、自动观测、GPS和卫星通信等相结合(图,)。在我国的香港特别行政区,也建立了比较完善的基于降雨监测的地质灾害监测网络。
图 使用太阳能无线遥控系统(左图)和变形计(右图)
图 瑞士南部Canton Ticino地区的滑坡实时监测(据)
(3)地面沉降监测预测新技术新方法研究
在美国、荷兰、日本等发达国家,地下水水位往往与基岩标、分层标布设在同一孔内同时进行自动化监测(图)。一是可以判明是否是由于过量抽取地下水所致,即地面沉降的形成原因;二是可以与监测到的地面沉降数据进行动态的耦合分析,得出地下水开采量(水位)与地面沉降量的相关关系;再通过水流模型可对地面沉降进行预报预测。同时,作为地下水位的实时监测数据,能够直接成为地下水资源管理的可靠依据。
图 分层标自动监测系统及原理示意图(据Amelung等,1999)
在美国加利福尼亚州萨克拉门托,GPS测量已经取代了区域性的地面标高的水准测量。1986年在该区建了38个GPS监测站,1989年后达到了68个。采用严格的测量程序,其大地高程的精度可达到毫米级。我国上海经过近两年应用Ashtech Z12双频GPS信号接收机测定大地高程,于1999年也取得了大地高程精度达3mm的好成果。其优点是对于区域性地面沉降的大范围监测具有事半功倍的效果。
根据美国地调局资料,美国用于探测地面沉降的干涉合成孔径雷达(InSAR)技术还处于开发和试验之中(图)。Gabriel等率先于1989年发表了《测绘大区微小高程变化:雷达干扰测量法》的文章。1993年,Massonet等利用雷达干扰测量法测绘了着陆器地震的地面形变场区。Van der Kooij等用太空飞船干涉卫星孔径雷达资料调查研究了荷兰格洛宁根(Groningen)天然气开采区的地面沉降问题。Marco等利用美国实验研究学会干涉卫星孔径雷达资料对美国贝尔瑞吉(Belridge)油田1992~1996年的地面沉降进行了详细的研究。由于这种探测技术的使用,地面沉降测量的精度已达毫米级,其探测结果能很好地处理成平面二维沉降等值线图。而且该方法可以省去常规水准标石测量的许多人力和物力的投入。因此,不能低估这一新技术的开发应用前景,在目前情况下可以参照国外成功的经验在我国进行试验。
(4)岩溶塌陷监测技术研究
美国学者Benson(1987)提出利用地质雷达进行监测预报的方法,并在美国北卡罗来纳州威尔明顿(Wilmington)西南部的一条军用铁路进行了试验,监测周期为半年,取得了良好的效果。2002年,在国土资源大调查项目的支持下,中国地质科学院岩溶地质研究所在广西桂林柘木镇建立了我国第一个岩溶塌陷灾害监测站,为深入系统地研究岩溶塌陷预测预报方法提供了良好的条件。
图 合成孔径雷达干涉测量获得的内华达州拉斯维加斯谷地
(5)地质灾害监测预警信息传输处理与发布系统研究
发达国家和地区已经越来越重视地质灾害监测的信息化工作。例如美国、日本、意大利、法国和韩国等建立了地质灾害实时监测系统,在实际应用中可以做到实时预警。针对单种地质灾害开展监测预警方面的研究工作较多,多灾种的集成系统尚不多见。
地质灾害治理工程技术研究
(1)地质灾害防治理论
重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究。如日本针对温泉地区的滑坡特点,研究采用排气工程和地下水截水工程进行滑坡综合防护;法国针对降雨诱发的粘土滑坡采用虹吸排水技术;美国和日本在研究植被覆盖好的地区发生的浅层滑坡,开展采用调整植物类型的生物措施研究等。在地质灾害的防治工程中,普遍采用生物防护系统,注重生态环境保护,日本在滑坡治理中,抗滑桩和建筑地基结合,实现防治工程与土地开发利用相结合。
(2)地质灾害防治工程设计技术方法
国外对于复杂支挡结构设计技术、地下水排水技术设计,基于环境和景观设计的技术规程和实用的计算机软件开发等方面,都进行了大量研究,形成了比较配套的设计计算理论方法和产业化软件。如:美国开发了三维连续体的快速拉格朗日分析软件——FLAC3D,三维模拟离散元程序——3DEC;加拿大开发的地质工程问题和地质环境模拟分析的软件包——GEO-SLOPE Office(GEO-SLOPE Office for Windows),已经广泛应用于世界上许多国家的滑坡等地质灾害防治工程设计,形成了模块化的设计软件和方法。
(3)地质灾害治理工程技术
在治理技术上,广泛应用土工织物、预应力复杂支挡结构、地下水排水技术。尤其以美国、西欧、日本和我国的香港特别行政区在地质灾害治理方面投入大,成就显著。如日本地附山滑坡治理工程,耗资达150亿日元(约15亿人民币),可算得上地质灾害防治工程的博物馆。
国外对崩塌和滑坡灾害治理的常见技术工程包括:①冲刷防护工程:防冲坝、沉积坝、护岸、防波坝、丁坝;②减重和反压工程;③地面排水工程:地面排水沟、防渗工程;④地下排水工程:地下排水沟、泄水洞、水平钻孔、集水井和虹吸排水工程;⑤地下截水工程:隔渗芯墙截水,灌浆截水,化学固化法截水;⑥支挡工程:挡土墙、格栅墙、抗滑桩、岩石锚杆;⑦排气工程:用于治理温泉地区的滑坡;⑧生物护坡技术和轻型网状防护系统结合用于崩塌和小型滑坡灾害的治理。
由于水是形成滑坡的重要诱发因素,地面排水工程和地下排水工程总是被首先考虑的治理技术,也是在大型滑坡防治中首选采用的治理技术。美国、日本、新西兰等国在滑坡治理中广泛应用地下排水工程技术,采用水平钻孔排水和排水井、排水隧洞联合排水技术治理滑坡。法国采用虹吸排水技术治理100多处降雨诱发的粘土滑坡。它是一个密封的聚氯乙烯管系统。该技术的最大优点是可以自流排水,降低滑坡的地下水位。
在支挡工程技术应用方面,研究应用大截面抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索、小型钢架桩加锚索、微型桩群等多种支挡结构,并在锚索防腐技术、通用的计算方法、设计软件和技术标准方面取得明显进展。减重和反压工程是经济有效的防治滑坡的工程措施。英国Huchinson提出的“中性线”方法为减重和反压计算提供了理论依据。
近年来,发达国家在地质灾害防治工程实践中,在崩塌和小型滑坡灾害治理中应用轻型网状防护系统与生物护坡系统的配合技术,使防治工程进一步向轻型化和美观化方向发展。如SNS柔性支护系统和生物护坡系统,在欧洲许多国家应用比较普遍。
国际地质灾害防治科技研究发展趋势分析
地质灾害防治科技未来总体发展趋势是:重视地质灾害早期预测、预警能力建设,提高地质灾害领域防灾减灾科技水平和能力,建立3S(即:RS——遥感,GPS——全球定位系统和GIS——地理信息系统)技术平台,发展和建立区域地质灾害动态实时监测网站和预测预警信息系统,建立地质灾害信息系统平台和共享通道,提高地质灾害减灾防灾技术的支撑能力。
对地质灾害形成机理的深入研究一直是国际地质灾害研究的难点,而降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一,重点是研究诱发泥石流、浅层滑坡的临界降雨量随区域和气候变化而变化,揭示降雨与滑坡的各种关系,预测可能的滑坡状态。
应用GIS技术开展地质灾害的区域特征分析和灾情空间制图正成为热点。通过计算机高技术手段(GIS,GPS,RS等)将灾情分析与危险性评价、风险性预测有机结合起来,形成实时预警决策体系将成为灾害地质研究的一个重要趋势。
在各种监测技术方面,发达国家在加强各类地质灾害实时监测台站建设的同时,均十分重视高新技术的应用,高科技空间对地观测技术在地质灾害方面的应用研究也是发达国家的重要研究方向。各种更为先进的遥感探测系统的应用逐步深入,美国、法国、意大利和日本等国都将GPS、干涉雷达遥感在滑坡、地面沉降等动态调查和监测中的应用作为重点研究方向。
近年来,发达国家在地质灾害治理工程技术方面具有如下特点和发展趋势。
在防治理论上:重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究;注重防治工程与生态环境保护和土地利用结合;形成模块化的设计软件和方法,研究开发新的治理技术方法。
在灾害信息处理方面:各种高速的数值预报已逐步实现;高速、智能化、综合化的通信网络技术、分布式数据库技术和海量数据操作技术的发展,又使灾害通信、计算机网络和信息开发处理融为一体,形成了综合的灾害信息网络系统,使各种分散的灾害信息真正做到资源共享;人工智能、多媒体和三维模拟技术的发展,推动了灾害信息产品的应用和再加工。
(1)对中国夏季降水量的年代际异常特征及可能成因研究表明:1)从降水年代际分量来看,近30年中国夏季降水经历了两次转折,第一次发生在20世纪90年代初,第二次发生在21世纪初。进入90年代,中国南方地区夏季整体进入一个多雨期。21世纪后,中国江淮地区夏季降水年代际偏多,中国长江以南和黄河以北地区降水年代际偏少。2)当850hPa我国北方为异常反气旋性环流控制,南方为异常气旋性环流控制,200hPa西风急流位置偏南,500hPa高度场呈现EAP型和EU型的负位相,100hPa南亚高压主体偏西时,长江以南地区夏季降水偏多,而陕北高原和渭河平原地区降水偏少。3)从近30年来看,西太副高东西位置与华南地区夏季降水年代际分量一直呈显著正相关关系。SST年代际变化在很大程度上影响了降水的年代际变化,但这种影响存在着不稳定性(时间和空间域)。(2)对中国夏季降水年际变率的年代际异常特征及可能机制研究表明:1)近30年中国夏季降水年际变率整体经历了弱-强-弱的三个阶段。2)西南、南海及东南三个通道的水汽通量和来源于鄂霍次克海附近以及极地冷空气活动的年际变率强弱改变直接影响着我国夏季旱涝发生频次。3)近30年来,印度洋和太平洋SST年际变率同样经历了弱-强-弱三个阶段。在赤道太平洋与中国夏季降水年际变率的年代际转折密切相关的区域位于nin03区。1993-2003年印度洋SST年际变率主导着夏季旱涝,而在2004-2013年东太平洋SST年际变率与降水的联系更为密切。4)中国夏季降水年际变率年代际异常的一种可能机制:前冬东太平洋/印度洋SST年际变率增强(减弱),则Walker环流年际变率增强(减弱),引起暖池对流年际变率改变,同时暖池对流的改变又影响着夏季东亚大气环流,最终导致中国夏季降水年际变率年代际异常。(3)对中国夏季降水及其年际变率年代际异常之间的关系研究表明:1)年代际异常为年际变率提供了背景,在不同的年代际背景下,夏季降水年际变率也发生年代际变化。2)华南、华北降水年代际分量与降水年际变率两者第一次突变时间比较一致,而江淮降水年代际分量的第一次突变略早于年际变率的第二次突变。3)在华南、江淮、华北地区,当夏季降水由年代际偏少突变为偏多时,对应年际变率强度由弱变强,反之亦然。
文献综述是对某一领域某一方面的课题、问题或研究专题搜集大量情报资料,分析综合当前该课题、问题或研究专题的最新进展、学术见解和建议,从而揭示有关问题的新动态、新趋势、新水平、新原理和新技术等等,为后续研究寻找出发点、立足点和突
约翰 W.克雷斯威尔(John W. Creswell)曾提出过一个文献综述必须具备的因素的模型。他的这个五步文献综述法倒还真的值得学习和借鉴。
克雷斯威尔认为,文献综述应由五部分组成:即序言、主题1(关于自变量的)、主题2(关于因变量的)、主题3(关于自变量和因变量两方面阐述的研究)、总结。
(1)序言告诉读者文献综述所涉及的几个部分,这一段是关于章节构成的陈述。
(2)综述主题1提出关于“自变量或多个自变量”的学术文献。在几个自变量中,只考虑几个小部分或只关注几个重要的单一变量。
(3)综述主题2融合了与“因变量或多个因变量”的学术文献,虽然有多种因变量,但是只写每一个变量的小部分或仅关注单一的、重要的因变量。
(4)综述主题3包含了自变量与因变量的关系的学术文献。这是我们研究方案中最棘手的部分。
这部分应该相当短小,并且包括了与计划研究的主题最为接近的研究。或许没有关于研究主题的文献,那就要尽可能找到与主题相近的部分,或者综述在更广泛的层面上提及的与主题相关的研究。
(5)总结强调最重要的研究,抓住综述中重要的主题,指出为什么我们要对这个主题做更多的研究。
一、文献综述的含义
文献阅读报告,即“文献综述”,英文称之为“survey”、“overview”、“review”.是在对某研究领域的文献进行广泛阅读和理解的基础上,对该领域研究成果的综合和思考。一般认为,学术论文没有综述是不可思议的。需要将“文献综述( Literature Review)”与“背景描述(Backupground Description)”区分开来。
我们在选择研究问题的时候,需要了解该问题产生的背景和来龙去脉,如“中国半导体产业的发展历程”、“国外政府发展半导体产业的政策和问题”等等,这些内容属于“背景描述”,关注的是现实层面的问题,严格讲不是“文献综述”,关注的是现实层面问题,严格讲不是“文献综述”.
“文献综述”是对学术观点和理论方法的整理。
其次,文献综述是评论性的( Review 就是“评论”的意思),因此要带着作者本人批判的眼光(critical thinking)来归纳和评论文献,而不仅仅是相关领域学术研究的“堆砌”.
评论的主线,要按照问题展开,也就是说,别的学者是如何看待和解决你提出的问题的,他们的方法和理论是否有什么缺陷?要是别的学者已经很完美地解决了你提出的问题,那就没有重复研究的必要了。
二、意义和目的
总结和综合该方向前人已经做了的工作,了解当前的研究水平,分析存在问题,指出可能的研究问题和发展方向等,并且列出了该方向众多的参考文献,这对后人是一笔相当大的财富,可以指导开题报告和论文的写作。
三、主要内容
(1)该领域的研究意义。
(2)该领域的研究背景和发展脉络。
(3)目前的研究水平、存在问题及可能的原因。
(4)进一步的研究课题、发展方向概况。
(5)自己的见解和感想。
四、分类
综述分成两类。
一类是较为宏观的,涉及的范围为整个领域、专业或某一大的研究方向。
一类是较为微观的,这类综述可以涉及到相当小的研究方向甚至某个算法,谈的问题更为具体与深入。前者立意高,范围广,面宽,故也不易深入,比较好读好懂。这对初入道者、欲对全局有所了解的读者而言很有参考价值。
然而,欲深入课题的研究,则希望能有后一类的综述为自己鸣锣开道,这会节约很多的时间与精力,但往往不能遂人意,于是只好旁征博引,由自己来完成该课题的综述。当写学位论文时,我们要写的也就是这类结合自己研究课题而写就的综述。
五、难点
一篇好的文献综述既高屋建瓴,又脚踏实地;既探?索隐,又如醍醐灌顶。文献综述顾名思义由“综”和“述”组成。前半部分的“综”不算太难,根据所查阅大量的文献进行综合的归类、提炼、概括即可做到的话。
后半部分的评“述”与分析则是一篇“综述”质量高下的分界线,这需要融入作者自己理论水平、专业基础、分析问题、解决问题的能力,在对问题进行合情合理的剖析基础上,提出自己独特的见解。
六、如何收集资料
虽说,尽可能广泛地收集资料是负责任的研究态度,但如果缺乏标准,就极易将人引入文献的泥沼。
技巧一:
瞄准主流。主流文献,如该领域的核心期刊、经典着作、专职部门的研究报告、重要化合物的观点和论述等,是做文献综述的“必修课”.而多数大众媒体上的相关报道或言论,虽然多少有点价值,但时间精力所限,可以从简。怎样摸清该领域的主流呢?
建议从以下几条途径入手:
一是图书馆的中外学术期刊,找到一两篇“经典”的文章后“顺藤摸瓜”,留意它们的参考文献。质量较高的学术文章,通常是不会忽略该领域的主流、经典文献的。
二是利用学校图书馆的“中国期刊网”、“外文期刊数据库检索”和外文过刊阅览室,能够查到一些较为早期的经典文献。
三是国家图书馆,有些上世纪七八十年代甚至更早出版的社科图书,学校图书馆往往没有收藏,但是国图却是一本不少(国内出版的所有图书都要送缴国家图书馆),不仅如此,国图还收藏了很多研究中国政治和政府的外文书籍,从互联网上可以轻松查询到。
技巧二:
随时整理,如对文献进行分类,记录文献信息和藏书地点。做博士论文的时间很长,有的文献看过了当时不一定有用,事后想起来却找不着了,所以有时记录是很有必要的。罗仆人就积累有一份研究中国政策过程的书单,还特别记录了图书分类号码和藏书地点。
同时,对于特别重要的文献,不妨做一个读书笔记,摘录其中的重要观点和论述。这样一步一个脚印,到真正开始写论文时就积累了大量“干货”,可以随时享用。
技巧三:
要按照问题来组织文献综述。看过一些文献以后,我们有很强烈的愿望要把自己看到的东西都陈述出来,像“竹筒倒豆子”一样,洋洋洒洒,蔚为壮观。仿佛一定要向读者证明自己劳苦功高。
我写过十多万字的文献综述,后来发觉真正有意义的不过数千字。
文献综述就像是在文献的丛林中开辟道路,这条道路本来就是要指向我们所要解决的问题,当然是直线距离最短、最省事,但是一路上风景颇多,迷恋风景的人便往往绕行于迤逦的丛林中,反面“乱花渐欲迷人眼”,“曲径通幽”不知所终了。
因此,在做文献综述时,头脑时刻要清醒:我要解决什么问题,人家是怎么解决问题的,说的有没有道理,就行了。
综述是你查阅相关文献的成果。
任何研究都要建立在前人的基础上,并且遵守学术传统,而不是空穴来风。
你需要告诉读者,关于这个问题前人研究到了何种地步,有什么缺陷,应该在哪些方面进行拓展。这一方面是对前人研究的尊重,另一方面也表明了你的文章价值何在。
任何与本文相关的重要成果都应当在综述中得到体现,并且在参考文献中列出。综述不是概述,不能泛泛地引用和概括,要有扬弃,特别是有批评。
否则,如果别人都做好了,要你写文章干嘛。
综述比较容易看出作者对该领域所下的工夫,因为作者需要广泛阅读,理解不同论文在关键假设和模型上的主要分歧。好的综述本身就是一篇独立的文章。
文献综述在不同的地方会有不同的要求,比如写项目基金申请书中的文献综述和毕业论文中的文献综述会有区别;内容侧重点不同,格式要求也不同。如下给出的模板是一般文献综述中应该包含的部分和基本的格式要求。读者在实际的写作过程中可视情况而选择恰当的方式。1、文献综述(论文标题,小二号,黑体,居中)2、摘要:(“摘要:”两个字要求是黑体小四,顶格写;摘要的内容要求是楷体小四。字数要求200-300.)3、关键词: ; ; ;(关键词要顶格写,有3-5个,格式要求黑体小四,词与词间用分号隔开)4、正文 (要求:正文的标题是宋体小四,要加粗,顶格写;正文内容是首行空两格,字体小四,不加粗;标题之间的标号统一)一、前言说明写作目的意义介绍有关的概念提供必要的背景材料描述课题的研究现状有关主题争论的焦点及发展趋势(核心主题)交待综述讨论的范围(引用文献起止年份学科范围)二、正文理论发展阶段性成果理论意义实践意义成熟可靠新近的权威可信百花齐放百家争鸣(一)历史发展:采用纵向对比的方法,要按时间顺序,简要说明某一课题的提出及各历史阶段的发展状况,体现各阶段的研究水平,说明目前达到的水平。(二)现状分析:介绍国外研究现状、国内研究现状,对比研究差距,来阐述国内研究与国外研究相比还有哪些空白点没有涉及,找到未来发展趋势,提出自己的想法和观点:首先将整理和归纳出来的资料进行排列和必要的分析;其次讲解有创造性和发展前途的理论或假说,并引出论据;第三介绍有争议的相关专家观点或学说,对其进行分析比较,指出各种的发展趋势和问题焦点,并提出自己的观点;第四,简要的介绍陈旧、过时的或被否定的观点,这样使文章更系统全面,而且这些资料也可以起到对比反衬的作用。(三)趋向预测:在纵横对比中肯定所综述课题的研究水平、存在问题和不同意见、提出展望性意见。这一部分主要是给读者以启示,使从事这一课题的工作者能看到未来课题研究的发展方向。这部分的内容要客观,不仅要指明方向,而且要指出捷径,为有志于攀登新高峰者指明方向,搭梯铺路。三、总结与展望高度概括主题内容提出观点意见主张展望发展前景简明扼要地指出目前研究中尚需解决的问题及研究成果的意义和价值,在写作中应注意给出一个较为明确的阶段性结论。一篇好的综述总结,可以发人深思,具有导向意义。参考文献(格式要求:黑体小四)[1]作者,作者.文献名称[J].期刊名称,年份,卷号,起止页码.(宋体五号)(附录:学术论文参考文献的著录格式:1.专著: [序号]作者.书名[M].版本(第1版不著录).出版地:出版者,出版年.起止页码.2.期刊: [序号]作者.题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码.3.会议论文集(或汇编):[序号]作者.题名[A].编者.论文集名[C].出版地:出版者,出版年.起止页码.4.学位论文: [序号]作者. 题名[D]. 学位授予地址:学位授予单位,年份.5.专利: [序号]专利申请者. 专利题名[P].专利国别(或地区):专利号, 出版日期.6.科技报告: [序号]著者. 报告题名[R].编号,出版地:出版者,出版年.起止页码.7.标准: [序号] 标准编号,标准名称[S].颁布日期.8.报纸文章 : [序号] 作者. 题名[N]. 报纸名,年-月-日(版次).9.电子文献: [序号] 主要责任者.电子文献题名[电子文献及载体类型标识].电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).10.各种未定义类型的文献:[序号]主要责任者.文献题名[Z]. 出版地:出版者,出版年.)
撰写文献综述步骤:
1、搜索相关文献
2、评价来源
3、识别主题、辩论和差距
4、概述结构
5、写文献综述
文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资料后经综合分析而写成的一种学术论文, 它是科学文献的一种。 格式与写法 文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果,特别是阳性结果,而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样,但总的来说,一般都包含以下四部分:即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,在根据提纲进行撰写工。 前言部分,主要是说明写作的目的,介绍有关的概念及定义以及综述的范围,扼要说明有关主题的现状或争论焦点,使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。 主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式。可按年代顺序综述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,不管用那一种格式综述,都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较,阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述,主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。 总结部分,与研究性论文的小结有些类似,将全文主题进行扼要总结,对所综述的主题有研究的作者,最好能提出自己的见解。 参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据,而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此,应认真对待。参考文献的编排应条目清楚,查找方便,内容准确无误。关于参考文献的使用方法,录著项目及格式与研究论文相同,不再重复。
毕业论文的类型,怕是按文理来分,这个还得看你的专业吧!~
1、毕业设计类。主要是指高校毕业生独立完成构思、设计和实现,并且有流程进行介绍的毕业设计文档,一般由工程专业的大学生写作较多。2、作品制作类。指由学生本人独立完成表演或者艺术品制作,并且通常还需要配有作品制作说明书或者写作总结,一般是艺术类、新闻类以及其他相近专业的大学生写作比较多。3、实证调查报告类。指由学生本人现场调查直接获取数据构成主要篇幅,然后进行研究,从而得出分析结论的调查报告,一般是经管和文科类专业的大学生写作比较多。4、毕业论文类。指由学生本人以查阅图书资料或网络查询等多种方式,然后获取到数据构成论文的主要篇幅,最终得出主要研究分析结论的论文,这也是大多数应届毕业生主要写作的。
1. 基础理论型论文。这类论文的研究对象是相关领域的概念、理论,而非实践规律。研究方法主要是在已有相关理论、思想的基础上,综合运用归纳、推演等推理方式,过一系列抽象思维获得关于特定主题的认识成。础理论型论文要具有相关学科的雄厚理论基础,乃常不道用于刚刚涉足论文写作的初学者。
2. 应用研究型论文。这类论文关注实践,常是在综合运用相关理论的础上,对实践中热点、焦点、难点、疑点问题(尤其是新问题)进行分析,找出问题产生的原因,并提出具体的操作策略或建议。如果将理论研究型论文比作科学家进行的研究,那么应用研究型论文就更像是大师的作品,它旨在解决现实问题,推进理论白实践转化。
3. 学术争论型论文。这类论文通常针对他人公开发表的文章或见解提出不同的看法,进行基于充分论据的商榷,看重揭示他人研究的不足或错误之处。学术争论型论文可以明确争论的对象,如某某专家的某一篇文章,也可以泛指某类观点,争论的主题可以是理论问题,也可以是实践问题,当然,学术争论不是各说各话的争吵,对科学性、逻辑性、严密性的要求更高。最后,学术争论型论文必须“对事不对人”,不能借论文对作者进行恶意攻击。
4. 调查报告型论文。这类论文以调查为础,常从现实中的某一问题出发,通过深入的调查、访谈获取数据,进而进行整理、加工分析,并将调查结果进行科学的呈现。调查报告型论文必须包含大量的原始数据,“用数据说话”是此类文章的重要特点。
5. 文献综述型论文。这类论文以他人研究成果为研究对象,所谓“综”就是归纳,必须对占有的大量素材进行归纳整理、系统介绍和综合分析,使同领城的研究成果更加层次分明、逻辑清晰。所谓“述”就是评述,要对所写主题进行较为全面、深入、系统的论述或评论,进而发表自己的见解。
参考资料:《什么是论文?论文的特点和类型有哪些》
1、题目。应能概括整个论文最重要的内容,言简意赅,引人注目,一般不宜超过20个字。 论文摘要和关键词。
2、论文摘要应阐述学位论文的主要观点。说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。尽可能保留原论文的基本信息,突出论文的创造性成果和新见解。而不应是各章节标题的简单罗列。摘要以500字左右为宜。
关键词是能反映论文主旨最关键的词句,一般3-5个。
3、目录。既是论文的提纲,也是论文组成部分的小标题,应标注相应页码。
4、引言(或序言)。内容应包括本研究领域的国内外现状,本论文所要解决的问题及这项研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等方面的理论意义与实用价值。
5、正文。是毕业论文的主体。
扩展资料
撰写毕业论文的过程是训练学生独立进行科学研究的过程。通过撰写毕业论文,可以使学生了解科学研究的过程,掌握如何收集、整理和利用材料;如何观察、如何调查、作样本分析;如何利用图书馆,检索文献资料;如何操作仪器等方法。
撰写毕业论文是学习如何进行科学研究的一个极好的机会,因为它不仅有教师的指导与传授,可以减少摸索中的一些失误,少走弯路,而且直接参与和亲身体验了科学研究工作的全过程及其各环节,是一次系统的、全面的实践机会。
撰写毕业论文的过程,同时也是专业知识的学习过程,而且是更生动、更切实、更深入的专业知识的学习。首先,撰写论文是结合科研课题,把学过的专业知识运用于实际,在理论和实际结合过程中进一步消化、加深和巩固所学的专业知识,并把所学的专业知识转化为分析和解决问题的能力。
探究GPSRTK 技术在水利工程测量中的应用论文
GPS 技术作为一种全球卫星定位技术,不仅具有非常精密的三维导航能力与全球定位能力,同时还具有非常高的抗干扰性与保密性,RTK(实时动态差分法)是GPS 技术中一种较为常用的测量技术,由于GPS RTK 技术在实际应用中存在较高的潜力,所以在水利工程测量领域中应用对于测量工作的顺利进行可以起到重要作用。很多水利工程都建设在相对偏远的地区,这无疑为水利工程测量工作带来了非常大的困难,将GPS RTK 技术应用于水利工程测量中,可以使工程测量精度得到显著提高,其工程应用价值非常高。
1 GPS RTK 技术工作原理
GPS 技术目前已经在全球各领域中得到了广泛应用,RTK 技术也在水利工程测量中发挥出了非常关键的作用,可以为实际工作提供测量控制点坐标系的三维定位结果,按照该结果可以精确到厘米级。GPS 技术为RTK 技术提供了重要基础,二者在工程实际应用中均发挥着重要作用。RTK 技术以观测载波相位值为基础进行实时动态定位,它有效结合了GPS 技术与数据传输技术,可以为坐标系中观测点提供三维定位结果。通常情况下RTK 测量系统是由流动站接收机、基站接收机及数据链三部分组成的,利用该项技术进行测量,需要由流动站GPS 接收机采集信息,然后由GPS 接收机接收基准站发出的信号,对这些数据进行计算和处理,并采用整周模糊度求解技术对测量数据进行求解、处理,最终获得精确度达到毫米级的数据。
2 GPSRTK 技术在水利工程测量中的应用
控制测量中的应用
由于当前很多水利工程的位置都比较偏远,这些地区的高等级控制点比较少,工程测量过程中往往需要针对渠道与河道进行带状、横断面地形测量。传统到现场测量、水准测量方式在实际应用中很容易会受到天气、地形等相关因素的影响,并且多数工作均需要在外界进行,而利用RTK 技术大大减少了外业工作量,不仅省时省力,同时也节约了很多成本,仅需要在测区附近设置超过4 个高等级控制点即可完成测量。
地形测量中的应用
很多农田水利工程都需要现场选址,对小片地形进行测量,注意现场选址需要按照高层坐标等相关数据对具体位置进行确定。应用RTK 快速定位获得的坐标和数据可以充分满足现场测量要求,可以为定线、选址提供高精度的.数据资料。值得注意的是,应用RTK 技术进行地形测量不仅可以避免连续搬站造成的累积误差,同时其需要的测量人员也比较少,大大保证了碎部点点位的精度。
断面测量中的应用
当前很多水利工程和渠道均按照纵横断面图进行土石方量计算,然后在此基础上进行工程预算,于RTK 手簿中输入相应的设计线形之后,利用RTK技术可以将渠道横纵方向、渠道桩号与中线之间的距离,均提供给工作人员,以便于对断面高层点进行测量。
施工放样中的应用
利用常规方式放样一般要求通视情况良好,并且要同时有2~3 个人进行操作,这种全站仪放样是基于方向、距离的放样,方向设定好以后按照该方向前后移动。而RTK 放样直接获取放样坐标,利用电子手簿即可显示出与目标点之间的距离,同时还能进行直线、曲线放样。此外,该技术在拆迁放样中也起到了非常重要的作用,在拆迁房屋的过程中存在通视困难的问题,往往需要在拆迁线与建筑物之间的交叉点添加放样点,利用RTK 技术可以使该问题得到很好的解决。
3 GPSRTK 技术测量质量的保障措施
误差控制措施
随着近年来GPS RTK 技术在水利工程测量领域中的应用越来越广泛,测量误差问题也开始出现,一旦应用GPS RTK 技术测量时出现误差,应从GPS技术的角度着手进行误差控制,若卫星出现了错误,GPS 将会出现轨道误差,通常情况下水利工程测量中这种误差对测量值的影响是比较小的,甚至可以忽略不计。应用RTK 技术测量的过程中,若使用的天线出现了相位变化,这种情况下很容易会出现测量误差,这种情况下仅需校正天线即可实现误差控制。
提高工程测量质量的对策
要想提升水利工程测量质量,通常应从RTK 技术着手,其中最常见的就是已知点检核比较法,该方法利用RTK 技术测出测量点,然后以该点的三维坐标为基础,对这些坐标点进行比较检核,确定测量过程中误差的存在,然后采取措施进行控制。同时,重测比较法的应用也可以提升工程测量质量,该种方法是指确定精度较高的控制点,并对已经测量过的RTK 进行再次测量,对比原始数据与新数据,从中发现问题的所在,并利用有效措施进行解决。除此之外,还可以利用电台变频实时检测等方法提升工程测量质量。
结语:
综上,随着近年来GPS RTK 技术的快速发展,目前这项技术已经在水利工程测量领域得到了广泛应用,该技术的应用不仅可以提升工程测量精确度,同时还能有效保证测量效率的提高。实际工程测量过程中,很多因素都会对GPS RTK 技术的应用造成干扰,所以为了有效提升工程测量精确度,必须将基准站选址工作做好,确保数据切换的有效性,从而促进工程测量作业效率与质量的提升。
RTK技术在矿山地质工程测量中的应用研究论文
矿山地质工程建设而向信息化趋势,以高端科技为手段展开地质测量,实现了区域资源优化分配及调度控制。RIK技术作为矿山地质工程建设新支撑,为测绘人员提供了更为完整的技术应用平台,加强了区域地质结构测量范围管理力度,提高了区域内部资源规划与开发的可持续性。
1、RIK技术特点
实时动态控制系统(RTK)是一种新的常用的RIK测量方法,与以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度不同,为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了户外作业效率。
(1)兼容性。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术,RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据及己知数据传输给流动站接收机。RIK系统由此兼容了CIS, CPS, RS等实用性控制技术,能够为矿山勘察与作业提供科学的指导。
(2)无线性。随着通信科技快速发展,无线传感器技术得到了普及化应用,其与路由器共同构建成新型传输模式,体现了数字通信技术应用的先进性。RIK技术作为无线网络的新技术,可以结合不同算法对网络路由传输进行控制,帮助用户选定最优化数字运算方式,解决了传统无线传输平台的不足。
2、基于RIK矿山测量系统设计
(I)图形结梅“RIK技术”是信息时代的变革趋势,也是诸多产业机构协调发展的新方式,利用信息技术带动事业发展是必然决策。结合“RIK技术”发展内涵,对矿山测量功能升级趋势及改造对策进行总结,提出切实可行的改造方案。煤矿地质测量空间信息管理系统的建立为各采矿企业设计、生产、通风、调度、安全、救护、机电、运输等其他应用系统提供一个基础的数据及图形管理平台。
(2)模型结构。矿山测量建设关系着安全,以RIK技术为基础构建定向测量系统,可实时掌握相关的数据信息,降低定向测量操作的失误率。设计定向测量系统要考虑多方而内容,以“高效率、高进度、高水平”为标准展开一系列的测量活动。系统的建立能够实现地质、测量成图的自动化,实现地质、测量有关计算、管理的自动化;及时准确地根据三维勘探、钻探、井下揭露等最新资料和信息,高效准确地修改各种生产图件。
(3)管理结构。通信网络传输过程中,无线网形成了相对复杂的传输平台,各种路径数据传输至服务器之后,必须及时对无线信号及数据进行实时分析,才能掌握准确的数据处理结果。路由器作为无线传感网络的中转模块,其承载着更多逻辑数据运算程序,准确地抓住数据处理流程任务。在采矿企业生产处和各个矿分别建立相应的地质、测量管理系统,将原来手工处理的数据、图件等资料实现电子化处理。
(4)层次结构。结合地质测绘行业发展局势,利用集成技术辅助矿山勘察作业,体现了新技术用于产业规划的优势。系统按照三层客户/服务器结构(数据库层、应用服务层和用户界而层)和C/S + B/S二级管理模式进行系统整体设计,将整个系统按数据库、业务逻辑和用户界而三层功能进行组织。同时,以CIS, CPS, RS等技术平台,能够为矿业勘察与规划提供指导,实现了区域矿物资源的一体化建设。
3、地质测量中RIK系统的功能模块
由于人员、设备、技术等方而因素,通信监控系统存一些问题,限制了地质测量信号传输与控制性能。“RIK技术”是现代信息社会的风向标,任何产业发展与RIK系统形成了紧密关系,为了体现矿山测量设备在新网络格局中的应用价值,必须对矿山测量系统进行优化升级。RIK技术在矿山地质工程测量中的功能价值,主要应用功能体现在相关系统应用,具体包括:
(1)地质通信系统。选择一项可靠的无线通信技术是不可缺少的',RIK技术在无线网络传输中体现了明显的优势,成为无线传感器网络路由算法常用的方式之一。结合RIK技术特点,选用网络路由算法主要思路,对算法系统设计、数据串口运行等,提出切实可行的网络操作方案。未来,RIK技术将朝着网络化、自动化、智能化等趋势发展,为用户建立更加全而的监控服务平台。基于RIK技术的无线传感器改造中,对路由算法系统设计进一步优化,加强无线通信网络结构改造力度,摆脱了传统系统网络化调控流程,这些都是RIK技术下路由算法系统结构性优化的先进性表现。
(2)地质数据网络系统。而对早期矿山测量设备结构的功能缺失,地质测量自动化必须要重新建立更具稳定性的功能作业平台,帮助用户进一步实现网络化运营目标,才能实现办公经营水平的一体化发展。该子系统在功能上划分为系统管理、数据录入、数据处理、数据查询、报表输出5个部分,采用C/S方式设计。系统充分考虑了煤矿地质测量空间信息多源化的需要。在数据内容上则以煤矿地质、水文地质、测量、采掘信息为基础,通过对生产技术信息的动态更新,及时准确地控制煤矿地质体的形态,动态反映井下生产的状况。
(3)地质结构分析系统。RIK系统是基于矿山测量设备的操控模式,其在推广RIK技术模式过程中,也要重视矿山测量功能升级与改造,才能体现出新时代与新设备的联合应用特点。地质测量系统是企业办公自动化核心部分,基于RIK技术时代可对地质测量系统功能进行升级改造,共同构建先进地质测量系统,体现RIK技术时代的技术特点。主要包括:①成分特征:独特的点型、线形、岩石符号、以及专业对象的表现形式;②时代特征:地层时代的先后顺序;③空间特征:地层和地层之间,地层和构造之间以及构造与构造之间的空间拓扑关系。
(4)地质远程管理系统。RIK是矿山测量定向测量的支撑技术,利用远程网络构建先进式定向测量体系,保持矿山地质信息传递与控制的和谐性。结合地质勘测设备改造趋势,RIK技术在定向测量作业中的应用,为矿山地质信息化建设提供可行性建议。该模块采用JavaScript技术编写,可根据用户的使用权限对服务器中存储的各类基础数据和图形文件进行更新与访问。管理层可直接通过网络下达指令,及时解决现场问题,指导煤矿生产。
4、结语
总之,矿山测量信息化水平关系着事业发展,不仅体现了当代信息技术发展趋势,也标志着测绘科技创新成果。而对信息化发展总体趋势,矿山地质工程测量也要建立科学的技术体系,以RIK技术为中心设定测量系统,成为推动区域地质改造建设的新方式。通过RIK技术设计现代化地质测量系统,将各个模块功能应用于具体的测量步骤,大大提升了矿山资源开发与利用效率,从而带动了矿山地质测量的一体化发展。