海洋可控源电磁探测技术海底工程勘探应用研究

摘要：
采用可控源电磁法进行海底工程及资源勘探,采用垂直磁偶极装置拖曳测量,分析了上覆海水对于感应电压曲线的影响及剖面图的理论形态;进行了线圈小型化研究,通过计算和实验得到能够用于海底探测的磁偶极装置的参数;基于以上理论研究完成了海底模型实验及输油管线探测实验,准确地探测到海底异常及输油管线位置及深度.
关键词：
海洋可控源电磁法; 电导率; 垂直磁偶极装置; 中心回线装置; 海水影响
中图分类号： P 631, P 738
文献标志码： A     

海底观测网岸基控制运行与数据管理系统

针对"在我国南海海域构建一个海底观测网试验系统,使之成为我国深海海底观测技术的试验基地,使我国初步具备构建海底观测网的技术能力,为进一步开展海底观测网的建设提供支撑"的项目研究目标,该课题的主要研究内容包括:开发岸基运行管理系统,实现对各接驳与传感设备系统运行状态的监视与控制;集成岸基高压电源及备用不间断电源系统,设计开发实施监控与管理系统;建立GPS天秒对时服务器及其管理系统,实现水下设备的时间同步管理;建立基站远程监控与实时维护与管理系统,实现无人值守时的监控与管理;建立基站应急响应系统;设计并建立海底网观测控制与数据处理中心;实现海底观测试验网多类型、多学科、多源数据的有效获取和分类存储,以及可控分发、可视化展示和监测;开发海底观测网通用管理软件系统;建立数据服务系统平台,形成可根据不同用户的需求逐步扩充的集成服务支撑体系;建立海底观测试验网专用网站,采用可视化与多媒体技术发布、演示海底观测试验网数据结果,满足不同用户需求,特别是针对社会公众的宣传和科普教育需求。课题研究目标:基于国际海底网络通用标准和协议,开发建设岸基运行控制系统、岸基运行保障系统,实现岸基服务器与水下接驳设备、水下监测设备的双向信息传输控制与管理;实现南海试验网的高压电能的持续、可靠供给;实现对水下设备监控、同步和对时。同时,完成海底观测试验网数据管理系统、海底观测试验网信息服务系统,实现海底观测试验网海量数据的实时收集、存储、融合,甄别、处理、发布、查询与显示;建立海底观测试验网专用网站,为海底环境的在线可视化监测与观测结果展示提供途径。通过岸基控制运行与数据管理系统的建立,将使研究人员可以在线了解海底观测网试验系统和海底观测仪器设备的运行状态,对整个系统进行远程监控、实时维护和应急响应;获得长期、连续的海底观测资料,实时了解海底动力环境、地球物理环境和深海化学环境信息。该课题对实现项目目标至关重要,并对海洋科学研究、海洋环境保护、以及海底资源勘探与开发等相关领域的工作具有重要意义和深远影响。     

高精度同步输出多功能发射控制技术

针对现有的电磁探测发射控制系统输出同步精度低、输出信号存在累积误差等不足,提出高精度同步输出发射控制技术。设计以GPS自带时钟源和高精度恒温晶振协同作为系统时钟,结合各自的优点,在GPS同步时,由GPS自带时钟源信号作为系统时钟;在GPS无法同步时,利用GPS秒脉冲信号对恒温晶振输出的分频信号进行同步校正作为系统时钟;根据发射频点的特点,选择合理的校正周期,采用最小公倍数法对输出信号进行同步校正,减少输出频率的误差。研究结果表明:输出同步精度可以达到100 ns级,满足20 mrad以内的相位测量精度要求。利用FPGA强大的计数和分频功能,实现输出波形和频率的多样化。该技术可实现扫频和手动2种发射模式,输出满足频率域电磁探测和时间域电磁探测的多种波形,可扩展性强,同步精度高,满足多功能电磁探测发射系统的控制要求。     

海底冷泉气体渗漏模拟观测系统设计与开发

由于海底冷泉声探测需要准确的气泡特征信息作为支撑，以真实海底冷泉气泡分布特征为依据，研制了控制精度高、功能全的海底冷泉气体渗漏模拟观测系统。通过模糊PID控制算法对气体流量进行精准控制，相比于常规控制方法流量误差率最高可降低1.5%,可以准确可控地模拟真实环境下的冷泉气泡；通过设计的以太网同步触发器驱动双相机同步拍摄，使拍摄同步误差范围降低1.1 ms,实现了对初始溢出阶段气泡形态的正交同步观测，能够为海底冷泉探测提供数据支持。     

海洋环境对海面源噪声场的影响分析

海面源产生的海洋环境噪声场与海洋声学环境参数紧密相关.研究海洋声学环境参数对海面源产生的噪声场互谱密度的影响,有助于深刻理解此类噪声场空间分布的物理内涵,为其服务于海洋环境参数反演和目标检测定位奠定基础.基于简正波模型推导了海面源产生的环境噪声场的互谱密度函数,通过仿真计算讨论了不同声速剖面与不同海底参数情况下,采用积分的方法计算各号简正波对海洋环境噪声强度的贡献,并用平面波模型计算相同海洋环境下的海底损失进行验证.结果表明,各号简正波对总声场的贡献同时受到声速剖面和海底参数的影响.其中声速剖面对各号简正波对海洋环境噪声强度贡献的影响较大,而海底参数对各号简正波对海洋环境噪声强度贡献的影响相对较小.对于海底参数而言,声速是影响各号简正波对总噪声场贡献的最主要因素;海底密度次之;海底声吸收对海底损失和各号简正波对总噪声场贡献的影响较小.对声速剖面而言,在负梯度声速剖面下,高号简正波对海洋环境噪声场的贡献较大;在正梯度声速剖面下,低号简正波对海洋环境噪声场的贡献较大.     

GPS时钟同步系统在变电站自动化系统中的应用

近年来,科技与信息产业的迅速发展有效促进了变电站综合自动化水平的显著提高。计算监控系统、测控装置、微机保护装置、故障录波器以及变电站内其他相关设备的应用与配合均需要变电站为其提供精确统一的时间。因此,变电站电力系统的运行与控制需要有一套精确的时间同步系统。该文引入GPS时钟同步系统,通过对时钟同步系统的概念及其在变电站自动化系统中的常用结构模式进行了分析,在结合其相关对时方式的基础上,对GPS时钟同步系统在变电站自动化系统中的实现与应用展开了深入研究。     

海陆联合大跨度多点位海底大地电磁同步数据采集

海底电磁探测是研究海洋基础地学课题和海底矿产资源分布的重要地球物理方法之一。由于大地电磁场存在区域噪声,因而,为压制干扰并获得高质量的场源数据,就需进行带远参考方式的数据采集。在采集过程中,包括陆上基站和海底测网的多台仪器应遵循同一个时间基准和统一的方位坐标。海底大地电磁仪为满足上述要求,其内部配备了高精度时钟源、姿态检测器件以及与海底电磁信息采集相关的自动信号测量与存储电路。海上作业时,科考船沿预定航线,实现仪器的逐点投放。海底测量结束后,通过遥控方式改变海底仪器的浮力性质,使其自动返回海面。近期的海洋试验表明,中国的海底大地电磁探测技术已实现了实用化,可为海洋勘查提供高技术支撑。     

混场源电磁接收系统同步数据采集技术

在混场源电磁探测中,为弥补天然场电磁信号频率低、能量低的不足,实现接收机对发射信号的有效接收,在分析发射、接收系统工作原理的基础上,提出基于全球卫星定位系统(GPS:Global Position System)的同步数据采集方案。该方案采用发射机发射不同频率高频电磁波作为人工场源,运用GPS的定时定位功能,校准发射、接收系统时间,控制两系统时钟偏差在1 s 以内,确保信号发射与接收同步进行。实验表明,该方案提供的人工发射信号与低频天然场信号相结合,可将混场源电磁探测信号的频率范围由0.1 Hz ~1 kHz扩展到0.1 Hz~50 kHz,拓宽了仪器的探测深度。     

无人机航拍在青藏高原高寒草地生态系统研究中的初步应用

海底钻机以其钻探成本低、效率高,样品扰动小、易保压,设备体积小、易操作和船舶适应性强等优点,已经成为海底资源勘探、海洋地质调查和海洋科学考察不可或缺的重要技术装备,得到了世界各海洋强国的重视和应用.本文结合海底钻机的发展历程和应用现状,对以适水深度、钻探深度、取样方式、多功能化、智能化为评价标准的前后四代海底钻机进行了综述分析,并对部分代表性机型进行了详细描述,之后从钻探深度与取芯直径、多模式钻进与取芯方式、设备状态的智能化监控、多功能井下与井口监测技术、甲板支持系统与船舶适应性等5个方面提出了海底钻机的发展趋势.     

海域天然气水合物开采的井中可控源电磁监测三维正演模拟

为掌握海域天然气水合物在大范围开采过程中的分解范围和分解程度,应用有限元软件COMSOL,对采用井中可控源电磁方法监测天然气水合物开采过程进行正演模拟。通过构建含高阻天然气水合物储层的三维地层模型,在比较井中垂直源监测系统相对于传统拖曳式水平源优势的基础上,分析垂直源监测系统中金属套管、垂直源深度、频率、观测误差和噪声等参数对海底电场响应的影响。模拟结果表明,金属套管、垂直源深度和电流发射频率对井中电磁监测效果的影响较大,在有套管时,垂直源的布设深度应位于天然气水合物储层之下,并采用1Hz的低频发射电流;在小收发距时,监测系统的观测误差和噪声对有套管监测系统的性能影响不大。天然气水合物开采范围扩大时,井中垂直源监测系统可以确保海底接收器探测到相应的电场信号变化,并有效地识别开采范围的横向边界。因此,采用井中可控源电磁方法对海域天然气水合物开采过程进行储层动态监测是可行的。     

维药神香草总黄酮对卵清白蛋白致大鼠哮喘模型气道炎症的影响

 通过观察哮喘大鼠肺组织病理学改变、测定支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞总数、淋巴细胞（Ly）、嗜酸性粒细胞（Eos）、中性粒细胞（Neu）的百分比以及肺组织和BALF中的转化生长因子-β1（TGF-β1）,以探讨神香草总黄酮对哮喘大鼠气道炎症的影响,阐明维药神香草总黄酮抗哮喘的部分作用机制。试验中将大鼠随机分为正常对照组、哮喘模型组、氨茶碱阳性对照组、神香草总黄酮高、中、低剂量治疗组。采用卵清白蛋白（OVA）、氢氧化铝及百白破疫苗联合致敏和OVA生理盐水雾化激发的方法制备哮喘模型。测定BALF中细胞总数、Ly、Eos、Neu的百分比;采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法检测肺组织及BALF中TGF-β1水平。结果显示,与模型组相比,各治疗组中,大鼠BALF中细胞总数、Ly、Eos、Neu的百分比、TGF-β1水平及肺组织中的TGF-β1水平均明显下降,差异有统计学意义（P<0.05）;神香草总黄酮各剂量组之间相互比较,BALF及肺组织中的以上指标差异均有统计学意义（P<0.05）,呈剂量依赖性趋势。由此推测,维药神香草总黄酮可能通过抑制Ly、Eos、Neu等炎症细胞及细胞因子TGF-β1的分泌,减轻或改善哮喘的气道炎症。     

固体酸催化剂和载体上芳烃的选择性硝化

硝化研究的重要意义之一是探索更具选择性的方法。该文讨论了应用同体酸催化剂和载体，在醋酐存在下，采用硝酸盐和载体硝酸盐硝化甲苯和氯苯的选择性．8种金属硝酸盐中，硝酸铜表现好的硝化特性。层状粘士较沸石分子筛、杂多酸盐等是颇具前景的芳烃选择性硝化催化剂和载体．四氯化碳和甲苯为较好的溶剂介质．阻此条件，甲苯和氯苯的划邻硝化产物比例分为1.2和5.6，较之硝硫混酸的结果（甲苯0.6，氯苯1.8）．其对位硝化能力显著提高。     

过度训练对大鼠心肌线粒体膜和基质游离钙的影响

采用模拟过度训练大鼠模型，观察了大鼠心肌线粒体的MDA、巯基（-SH）、还原型谷胱苷肽（GSH）、磷脂A2（PLA2）、游离钙（Fca2＋）等指标，结果表明：过度训练组大鼠心肌线粒体与对照组相比，-SH含量和GSH含量显著降低（P〈0．01），PLA2活性显著增加（P〈0．01）；MDA、Fca2＋含量明显升高（P〈0．01）．本文根据以上结果探讨了运动时机体产生的活性氧的氧化过程与过度训练后心肌线粒体膜结构变化以及游离钙之间的关系，提出过度训练后PLA2活性增加可能是其发生机制的关键指标，通过对这一指标的进一步观察能更好地了解过度训练发生的分子机制。     

基于多任务CNN的人脸活体多属性检测

人脸的活体检测是人脸识别系统的安全性保证,传统交互式活体状态识别中通常先进行关键点检测,再进行人脸活体状态判断,无法利用活体属性之间关联性同时进行多种活体属性检测。基于多任务卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),提出了一种直接从输入人脸中同时判断人脸的眼睛睁闭状态、嘴巴的张闭状态、头部点头状态和摇头中左右侧脸状态四个任务的活体检测方法。该方法利用多层CNN强大的特征提取能力、多任务的并行能力和四个任务中的关联性,直接提取人脸照片中的特征信息,判断人脸多个活体属性。实际应用结果表明,这种基于多任务CNN方法的准确率在四个任务中均可达95%以上,甚至达到98%以上,无论检测的准确率还是同时检测多个任务的能力均明显优于传统的人脸活体属性检测方法。     

评《师说》两种英译本

本文从原文语体风格的处理、原文理解和词汇概念表达上的准确性以及句章翻译的灵活性及其衔接与连贯三个方面对唐代著名散文《师说》的两种英译本做了对比研究 ,并提出杨宪益夫妇的译文要比谢百魁的更地道、更能为读者所接受     

超小口径元件光谱参数检测设备改进

为实现超小光学元件(直径小于φ15 mm)光谱参数的检测,在现有商用分光光度计的基础上,对设备进行了改进完善,通过在测试光路和参考光路增加衰减比相匹配的缩束小孔,成功实现了检测光束的缩束。实验结果表明:改进后的设备基线平直度不大于!0.001 A,标准元件检测结果与标定值偏差不超过0.05%。     

城市化对哺乳动物丰富度影响的研究——以长三角城市群为例

以不透水面占比作为城市化强度(UI)的定量指标, 采用全球哺乳动物丰富度网格数据集, 结合气候因素和生境特点, 研究我国长三角城市群哺乳动物丰富度沿城乡梯度的空间分布格局。通过对比长三角城市群及其所处自然地理区(华东)哺乳动物丰富度的分布格局和驱动因素, 分析城市化和背景气候的贡献。结果表明: 1) 哺乳动物丰富度沿城乡梯度均呈水平“S”型分布; 2) 在背景自然地理区域, 气候因素(如年平均降水和最冷月最低温等)对丰富度分布起主导作用(R²=88.2%); 3) UI在华东地区与丰富度负相关, 在长三角城市群则弱正相关(P<0.001), 林地对丰富度存在正面影响, 耕地存在负面影响。因此, 城市化对哺乳动物丰富度影响在城市群尺度更为明显, 应更多关注如何区分城市化和背景气候对生物多样性的影响。     

一个新四维光滑四翼超混沌系统及电路实现

利用非线性状态反馈控制法,提出了一个新的具有较大正Lyapunov指数的四维光滑自治超混沌系统。该系统具有大范围的四翼超混沌区域。讨论了系统平衡点的稳定性。通过Lyapunov指数、分岔图及Poincaré截面分析了系统的动力学行为,并用相图展示了四翼混沌吸引子和几种不同形状的四翼超混沌吸引子。随着参数的不同,该系统还可以历经拟周期和周期状态。最后给出了典型超混沌吸引子的电路实现。     

从《奥兰多》看伍尔夫的“双性共体”观

弗吉尼亚·伍尔夫富有创意的幻想小说<奥兰多>(1928)一度引起后世女权主义者的重视.在身兼两性的主人公奥兰多身上,寄托了伍尔夫对于性别的思考:在那些比较敏感的艺术型人物身上,男性气质和女性气质交织在一起,两性的相融才是创造出优秀作品的重要原因.本文通过奥兰多性别转变的象征意义、转变后在两性间的摇摆以及转变前后的异同三个角度,剖析伍尔夫是如何通过奥兰多的心理嬗变来形象地表现她的双性共体思想的.     

标准化视角下智慧城市建设面临的问题及发展路径

城市化不可逆转背景下,智慧城市作为城市发展的未来受到广泛关注和大力推进.在此过程中出现了众多因"智有余而慧不足"所造成的技术堆积、以作用代需求、资源浪费和重复建设、城市运转内耗等问题.文章在剖析智慧城市本质及核心要义的基础上,提出智慧城市建设思路,强调尊重城市资源禀赋、关注互联互通及协调共享、基于公众感知定义智慧城市发展方向,并对借助标准化的力量推动智慧城市进程给出了建议.