曲线坐标下波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型研究

建立了曲线坐标系下的波浪抛物型缓坡方程及近岸流数值模型,对不规则岸线地形下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究.首先基于曲线化抛物型缓坡方程建立了正交曲线坐标系下的近岸波浪传播数值模型;然后通过正交曲线变换建立了正交曲线坐标系下的近岸流数值模型;进而基于波浪辐射应力的概念,耦合上述数值模型,对Gourlay模型实验和Hamm模型实验中不规则岸线地形条件下的波浪传播变形及近岸流运动进行了数值模拟研究,并结合实测资料对数值模拟结果进行了验证分析;最后基于上述耦合数值模型对美国San Francisco海湾的Ocean Beach海岸波浪斜向入射所产生的波浪场及波浪破碎所形成的近岸流进行了数值模拟研究.对比分析表明,本文数值结果与实验结果或其它学者所得数值结果基本一致,从而验证了本文数值模型的有效性.     

双曲型缓坡方程的数值求解

双曲型缓坡方程是研究波浪在近岸缓坡区域传播变形的一种有效波浪数学模型。对Madsen和Larsen 提出的双曲型缓坡方程进行了数值模拟,数值模拟中采用时间层同步空间层交错的有限差分格式对双曲型缓坡 方程进行数值离散,并结合两个典型算例对所采用的数值模型进行验证。数值计算的结果表明,该数值模型可 有效地应用于双曲型缓坡方程的数值求解。     

基于非线性弥散关系的缓坡方程波浪传播变形模拟研究

【目的】波浪由外海传播到近海时,由于受到地形、建筑物等影响,波浪非线性增强,线性弥散关系不能够很好的描述波浪弱非线性效应。为了对比研究非线性弥散关系的缓坡方程在波浪传播变形的作用。【方法】采用改进型缓坡方程数值模式,并结合Li提出的非线性弥散关系,对Berkhoff椭圆经典地形进行波浪传播变形模拟研究,探讨线性和非线性弥散关系的数值模拟计算结果与实验值的关系,并对两种计算结果进行了比较分析。【结果】非线性弥散关系的计算结果与实验值的误差较线性弥散关系的结果小,非线性模型要优于线性模型。【结论】非线性模型更适合近海海域弱非线性波浪传播变形的研究。     

波浪辐射应力对潮流的影响

利用考虑能量损失的抛物型缓坡方程计算大区域的波浪辐射应力,作为附加项添加到深度平均的二维潮流方程中,从而研究长时间波浪作用对于潮流的影响．数值试验表明,波浪在长时间作用后,波浪辐射应力对潮位的影响很小,可以忽略不计,但是对潮流流速有比较大的影响,尤其是在波浪破碎的情况下,在潮流流速计算中必须加以考虑．     

缓坡方程计算分辨率选取的数值研究

自适应曲线网格技术是近年来国际上近岸海洋计算中采用较多的先进技术,而如何减少计算量一直是缓坡方程的一个研究热点,如将自适应曲线网格技术引入缓坡方程,则既提高局部海域分辨率又减少计算量,为了在缓坡方程计算模型中很好地引入自适应曲线网格技术作理论准备,绎缓坡方程计算分辨率的迭取问题作较深入的探讨,首先建立一个Ebersol型缓坡方程数值模型,然后设计了一组网格分辨率对计算结果影响的数值实验,讨论分辨率的取值范围,并且对缓坡方程大网格计算的可行性作了初步的理论分析,最后得出结论,若仅考虑地形的影响Ebersol型缓坡方程计算分辨率的选取主要决定于地形,即网络大小可突破波浪波长限制。     

波浪在变化地形上的传播

使用扩展抛物型缓坡方程,通过数值模拟过程研究了双圆形浅滩串联和并联不同放置地形上波浪传播过程中的波浪折射绕射,并与单圆形浅滩的数模进行了比较,数值结果较真实地反映了波浪在经过双圆形浅滩发生的变化及浅滩之间物相互作用,从结果可见当两圆形浅滩串联放置且当两底面相切时出现的两个比振幅峰值第二个比第一个大,而随产丰两圆心距离的增加,第二个峰值下降,逐渐比第一个峰值小,直到两圆形浅滩没有相互作用。     

近岸波浪破碎区污染物运动的数值模拟

波浪斜向近岸传播中由波浪破碎作用所引起的近岸波流体系是近岸非常重要的环境水动力因素,对该区域污染物的运动分布起着重要的影响作用。结合近岸波浪传播的抛物型缓坡方程、近岸波流场数学模型及污染物在近岸波流作用下运动的数学模型,对近岸斜向入射波浪破碎所产生的沿岸波流场中污染物的分布运动过程进行了数值模拟,并结合实验结果对数值模拟结果进行了分析验证。     

海岸河口水域波浪传播数值模拟

提出了水深与流场缓变水域波浪传播数学模型－水流中依赖时间变量并考虑能耗的波浪“缓坡方程”及其等价的控制方程组,分析比较了无水流情况此理论模型与其相应的两种抛物型近似的差别,提供了长江口波浪变形数值模拟计算工程实例,实例表明,该模型能适应河口在角洲大范围水域波浪传播数值计算。     

局部浅滩上波流的共同绕射

利用格林定理和移动脉动源建立了一个积分方程方法 ,并利用高阶方法对积分方程进行了离散和求解 ,用于计算波浪和水流在浅滩上发生的绕射现象 .作为算例 ,应用这一方法对波浪在回转抛物形浅滩周围和流场作用下的波高分布做了计算 ,得到了水流对波浪绕射的影响关系 ,其计算结果可作为其他流场中波浪绕射的简化数值模拟方法的比较基准     

用改进的Boussinesq方程模拟潜堤上的波浪变形

研究了一种改进的Boussinesq方程,采用预报校正格式对该方程进行了数值离散,并对淹没潜堤上的波浪变形进行了数值模拟,从数值模拟结果和实测值的比较结果来看,该方程能较好地模拟波浪在潜堤上传播时波面的变形过程,可以用于实际中的波浪问题计算。这种改进的Boussinesq方程本身及其求解方法需做进一步的完善。研究结果为实际应用Boussinesq方程来研究复杂地形上的波浪传播提供一定的理论指导。     

The Forecasting and Warning System of Geological Disasters in China

Geological disasters such as landslide and mudslide can be caused by many factors. Collaborations among different governmental agencies and multi-disciplines are necessary to establish a forecasting and warning system of geological disasters ( FWSGD). A FWSGD in China has been in operation since June 1 , 2003 as a joint project between the China Meteorological Administration (CMA) and the Ministry of Land and Resources ( MLR). This system has successfully shown very good social and economic benefits. The temporal-spatial distributions of China geological disasters and their causes have been analyzed in this paper. The FWSGD is described and its possible existing issues are also discussed. Authors suggest a new approach to study these disasters from interactions of the earth systems. Finally, a monitoring, forecasting, warning and preventing system for geological disasters in China is proposed.     

Regional Integrated Meteorological Forecasting and Warning Model for Geological Hazards Based on Logistic Regression

Information model is adopted to integrate factors of various geosciences to estimate the susceptibility of geological hazards. Further combining the dynamic rainfall observations, Logistic regression is used for modeling the probabilities of geological hazard occurrences, upon which hierarchical warnings for rainfall-induced geological hazards are produced. The forecasting and warning model takes numerical precipitation forecasts on grid points as its dynamic input, forecasts the probabilities of geological hazard occurrences on the same grid, and translates the results into likelihoods in the form of a 5-level hierarchy. Validation of the model with observational data for the year 2004 shows that 80% of the geological hazards of the year have been identified as ＂likely enough to release warning messages＂. The model can satisfy the requirements of an operational warning system, thus is an effective way to improve the meteorological warnings for geological hazards.     

诱发山地公路地质灾害的极端降雨事件辨识模型

以1998 ～ 2009年重庆市国省干线公路1 695个历史地质灾害点(含滑坡灾害点771个,崩塌灾害点924个)和分布区域内35个气象观测站的实测降雨数据为基本资料,分析了降雨与地质灾害的时空相关性、原始累积降雨量与地质灾害发生频数的相关性,结果显示两者关系密切,地质灾害的发生相对于降雨具有一定的时间滞后性,滑坡、崩塌地质灾害的发生受当日降雨量的影响,更大程度上受控于前期累积降雨量,滑坡、崩塌灾害分别与灾变前8天、前6天的降雨情况最相关;根据相关性分析结果,利用统计回归方法对诱发地质灾害的有效降雨量计算模型做了改进,认为有效降雨量计算的权重是天数和降雨强度的函数,推导了诱发山地公路地质灾害的极端降雨时间判别模型,并例证了该模型在常规地质灾害预警中的应用方法.     

赤潮监控预警系统的研究

赤潮是目前已知的海洋最大的生态灾害之一,它危及海洋渔业资源,破坏海洋生态环境,因此建立了多种预警模型综合运用的赤潮预警系统。在赤潮监控预警业务分析的基础上,集成浮标、船载快速监测、航空遥感监测、卫星遥感监测等多种监测手段,实时获取监控海区的赤潮相关各要素的状况与动态变化数据,开展赤潮监测数据的综合处理分析、评价等信息产品制作与服务技术,分析确定赤潮生消过程中的关键影响要素。该预警系统可以通过赤潮预测预报技术研究,实时或准实时地监测赤潮环境要素状况与动态变化,提供实时监测数据和综合信息,并能对重点监控区进行赤潮监控预警。     

滑坡地质灾害远程实时监测预报技术与工程应用

针对传统滑坡地质灾害监测预报技术存在的问题,提出"滑坡发生的充分必要条件是滑动力大于滑动面抗滑力,并将滑动力的变化作为滑坡监测预报主要参数"的学术思想。以工程边坡为研究背景,开发滑坡超前滑动力物理模拟实验、工程灾害物理模型实验等系统。采用室内和现场测试、物理和数值模拟等综合研究方法,建立力学模型,推导了相关公式,研发恒阻大变形缆索及其滑坡地质灾害防治—加固—监测—预报一体化控制技术。研发基于滑动力变化的滑坡地质灾害远程监测预报新技术及装备系统,通过大量实测曲线分析,总结四种相应的滑坡预警模式。结果表明,自2006年以来,该项技术已在露天煤矿和金属矿开采、西气东输、高速公路等工程边坡及其他自然边坡中成功推广应用,取得显著的经济和社会效益。     

基于WSN和ANN的综合远程智能地质灾害监测预警系统研究

在分析现状的基础上,指出构建综合远程智能地质灾害监测预警系统的两个关键,即低成本易实施的稳定数据传输网络和基于合理数学模型的智能决策分析系统;阐述了WSN,ANN,GIS、多媒体等技术在构建综合远程智能地质灾害监测预警系统中所起到的重要作用;提出了一个可行的综合远程智能地质灾害监测预警系统架构,并作了简要阐述。     

我国近50年旱涝灾害时空变化及监测预警服务

本文根据近50年来旱涝灾害灾情统计资料，分析了我国干旱、洪涝灾害的时空分布特征及其变化趋势。统计结果是表明：近50年来，特别是20世纪80年代以来，受全球气候变化的影响，我国降水呈现南方偏多、北方偏少的变化趋势，致使我国干旱灾害发生频率增加的同时洪涝灾害也不断增加，农作物受灾和成灾面积增加趋势明显，损失日趋严重。此外，为做好防灾减灾服务，及时向政府有关单位提供旱涝监测实况信息，国家气候中心自1995年开始开发了实时逐日早涝监测预警系统。该系统利用全国600个基本气象站点的降水量、气温、湿度等气象观测资料和未来7天降水预报资料进行统计，确定气象干旱监测、预警指标，并结合气象部门农业气象站土壤湿度监测资料和卫星遥感干旱监测结果，发布《中国旱涝气候公报》，为政府有关部门和社会公众服务。     

一种适用于牧区的新型太阳能系统

我国是世界上地质灾害最严重的国家之一,对人民群众的生命财产安全构成了极大的威胁.湖南省又是我国地质灾害较严重的省份之一,且水系发育,河湖地地质灾害较多.本文以澧县为例,介绍了河湖地区管涌、岸崩的发育特征、分布规律及形成因素等,并提出了相应的防治措施,最后对河湖地质灾害进行了易发性分区,取得了较好的实际效果.结果表明:文中提出的方法对河湖地区的地质灾害防治具有一定的实际指导意义.     

煤矿区地质灾害公众风险感知影响因素研究——以抚顺西露天矿区为例

煤炭长期开采不仅能导致城市面临资源枯竭,也造成城市环境污染、采空区沉陷及各类次生灾害等社会问题。为解决这一社会问题,制定有效矿区灾害风险管理和城市转型策略,维护社会稳定并推动资源枯竭城市转型发展。本文以以抚顺西露天煤矿区居民为研究对象,运用感知心理测量方法,基于田野调查数据,采用线性回归分析矿区地质灾害公众风险感知水平及影响因素。结果表明矿区地质灾害公众风险感知整体处较高水平,且各区域间存在差异性;煤矿区地质灾害风险感知的诗歌关键影响因素分别为性别、年龄、居住距离、灾害经历损失、预警知识、应急知识、对政府监测预报准确率的信任、对政府应急防御能力的信任、对政府预警信息时效性的信任、对政府治理能力的信任。基于此,针对韧性城市理念构建自下而上公众参与机制,以期为矿区地质灾害风险管理和资源枯竭城市韧性构建提供有益参考。     

中国灾害性海浪研究进展

 海浪灾害是海洋灾害的重要组成部分,是各种海洋灾害中导致人员死亡或失踪的最主要致灾因素,是各种涉海工程设计、施工和运维工作必须考虑的动力因素,是中国海洋安全与保障工作必须面对的自然灾害。通过讨论灾害性海浪的常用定义和分类,评述了有关典型灾害性海浪特性的主要研究成果,总结了主要灾害性海浪预报业务化现状,提出了灾害性海浪研究尚存的主要问题和未来的研究方向。