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综合测井技术在综合管廊工程勘察中的应用研究
刘爱友;马国凯;曹春山;孙宇臣;林万顺;王魏东;以2022年冬奥会延庆赛区外围配套综合管廊工程为研究背景，运用综合地球物理测井技术，对钻孔进行综合性评价。通过对同一钻孔进行孔内电视测试、超声波测及钻孔岩心描述试相结合综合分析判断，判定冬奥会综合管廊钻孔岩体完整性。采用的综合地球物理测井技术能够对钻孔情况进行综合分析判断，通过钻孔波速及孔内成像基本圈定了节理裂隙发育形态、裂隙发育空间范围及发育特征（倾向、倾角、裂隙宽度）等信息，为工程设计提供较为准确可靠的岩体完整程度的基础数据。多种物探方法相结合可避免单一物探方法解译的局限性，能更真实、准确的反映工程地质条件。
怒江中游高山峡谷区土壤侵蚀危险性多级模糊综合评价
弥智娟;郑涛;赵广举;田鹏;【目的】揭示怒江中游高山峡谷区土壤侵蚀危险程度，以期为区域水土流失防治和生态安全维护提供参考依据。【方法】采用层次分析法和模糊综合判别法对怒江中游高山峡谷区土壤侵蚀危险性进行评价。【结果】（1）怒江中游高山峡谷区选取自然因素、社会因素和生产生活因素共3个一级指标和降雨侵蚀力、坡度、土壤可蚀性、植被覆盖度、经济密度、人口密度、土地利用和水土保持生物措施共8个二级指标建立土壤侵蚀危险性评价指标体系并确定各指标权重，其中一级指标中自然因素所占权重最大，二级指标中坡度所占的权重最大；（2）区域土壤侵蚀危险性等级以危险型为主，该危险等级面积占区域面积的67.83%，其次是轻险型、极险型，占比分别为19.27%、12.81%，毁坏型、无险型所占的比重最小，占比均在0.1%以下。怒江中游高山峡谷区从上游到下游土壤侵蚀危险性逐渐减弱；县域分布上，土壤侵蚀危险性为贡山县>福贡县>泸水市。（3）土壤侵蚀危险性与土壤侵蚀强度空间分布上并不一致，部分土壤侵蚀强度较小的区域土壤侵蚀危险性等级较高。【结论】怒江中游高山峡谷区土壤侵蚀危险性以危险型为主，土壤侵蚀危险性形势严峻，需加强区域水土流失防治工作。
基于机器学习方法对南京市月降水量建模预测(英文)
彭廿奎;卢晓春;华成;王贞琴;杜鑫;【目的】准确的降水预测在区域防洪减灾、水资源管理及社会经济发展具有重要作用。然而，降水过程受多尺度气象因子相互作用影响，具有显著的非线性与时空异质性。传统数值模型难以有效捕捉其复杂演变规律。【方法】研究基于随机森林堆叠技术，构建了KNN-LSTM、SARIMA-KNN、SARIMA-Prophet、SARIMA-LSTM、Prophet-LSTM、Prophet-KNN六种组合预测模型，采用南京市58238站点1990—2023年月降水数据开展建模，其中1990—2020年数据被作为训练集，2021—2023年数据作为预测集。利用江苏省12个独立气象站点同期数据进行区域泛化能力验证。【结果】结果表明：SARIMA-LSTM组合模型通过融合SARIMA的季节性分解优势与LSTM的长期依赖特征捕捉能力，在预测集上表现出最优精度，其R2=0.904、MAE=16.16 mm和MSE=477.87mm2。区域泛化能力验证显示该模型在江苏省13个气象站点的■0.919、■=15.33mm和■=537.52mm2，表现出良好的空间泛化能力。【结论】本研究构建的组合模型展现较好的预测性能，可为长江下游地区降水预测提供可靠的技术支撑，对区域水资源优化配置与灾害预警具有重要应用价值。
基于SWAT模型的CMIP6情景下松花江下游流域径流与水文干旱研究(英文)
赵昱苏;孙颖娜;孟凡香;刘涛;黄曦皓;【目的】本研究旨在探究未来气候情景下松花江下游流域径流动态变化和水文干旱特征，为区域水资源管理提供科学依据，并为制定综合性干旱和洪涝灾害防控策略提供指导。【方法】基于1970—2014年水文气象数据，构建SWAT模型，并采用14个CMIP6气候模式驱动模型运行。通过泰勒图分析筛选5个最优气候模式，结合SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种情景，模拟2015—2100年径流变化。【结果】SWAT模型在同江水文站表现优异，校准期和验证期的R2和NSE值均超过0.7，PBIAS绝对值低于10.7%，验证了模型可靠性。未来气候预测显示，流域降水、气温和蒸散量均呈增加趋势。气温和蒸散量增幅依次为SSP5-8.5 > SSP2-4.5 > SSP1-2.6，降水增幅依次为SSP5-8.5 > SSP1-2.6 > SSP2-4.5。季节性变化方面，SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下秋冬季降水显著增加，而SSP2-4.5情景下夏冬季降水明显增加。径流变化呈现强烈的情景依赖性：SSP1-2.6显著增加，而SSP2-4.5和SSP5-8.5变化不显著。标准化径流指数(SSI)分析显示，SSP1-2.6情景下SSI显著上升，其他情景呈下降趋势。干旱特征分析表明，SSP1-2.6情景下除平均干旱历时外所有干旱指标均下降，而SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下除干旱频率外所有指标均上升。季节尺度上，SSP1-2.6增加春夏占比并提高冬季干旱频率，SSP2-4.5和SSP5-8.5增加秋冬占比并相应改变干旱频率。【结论】未来气候变化将显著影响松花江下游流域水文特征。SSP1-2.6情景促进径流增加和干旱缓解，而SSP2-4.5和SSP5-8.5情景可能加剧干旱风险。研究结果为区域水资源管理和灾害防控提供决策支持，建议针对不同气候情景制定差异化适应策略。
1985—2024年湖北省极端湿热事件时空演变及其对前期极端降水的响应
涂玉凤;方建;程晓亮;张益菡;王晓丽;林雅玲;【目的】全球气候变化背景下，极端湿热事件频发且影响广泛，对人体健康、社会经济和生态系统造成严重威胁，研究极端湿热事件时空演变及其对前期极端降水的响应规律，为完善区域气候变化适应策略和极端天气事件预警系统提供了科学依据。【方法】本文基于1985—2024年湖北省17个城市的ERA5再分析数据，采用简化湿球黑球温度（sWBGT）指数识别极端湿热事件，运用趋势检验、多元回归等方法，系统分析了研究区极端湿热事件的时空演变特征及其对极端降水的响应机制。【结果】（1）湖北省极端湿热事件呈现显著增加趋势，历时也表现出增加趋势，尤其是HS-EP型（有前期极端降水的湿热事件）；（2）极端湿热事件具有不同的空间分布组合，西部地区高频次（频次＞80次）、长历时（＞5.6天）、低强度（＜35），中部地区低频次（频次＜70次）、短历时（＜4.8天）、高强度（＞36）；（3）前期极端降水对极端湿热事件具有调节作用，HS-EP事件与HS-NEP事件（无前期极端降水的湿热事件）三个对数特征（频次、历时、强度）的比分别为-1.200、0.148、-0.005；（4）前期极端降水影响表现出明显的时滞性和区域差异性，呈现“短期抑制（1～2d）-长期促进（7～10d）”的演变模式。【结论】研究揭示了湖北省极端湿热事件时空分布格局及其对前期降水的响应规律，为理解全球变暖背景下区域极端湿热事件与极端降水交互响应机制提供了新思路。
高密度地震映像法在天开水库岩溶勘察中的应用
刘爱友;马国凯;魏定勇;杨良权;刘增;孙雪松;以北京天开水库除险加固工程为实践平台，构建了以高密度地震映像法为主导、孔内电视技术为验证手段的岩溶勘察技术体系。系统阐述了高密度地震映像法与孔内电视技术的工作原理、技术特性、工作布置准则及成果资料解译方法。通过高密度地震映像法，成功基本圈定了库区裂隙或溶蚀发育带、岩溶发育带的空间分布范围，并明晰其发育特征，为工程设计提供了详实可靠的基础数据。研究表明，多物探方法的联合运用有效规避了单一物探方法解译的局限性，显著提升了工程地质条件勘察的真实性与准确性。研究成果不仅为北京天开水库除险加固工程积累了宝贵经验，也为同类水利工程的岩溶勘察提供了可复制、可推广的技术范式，充分彰显了高密度地震映像法在岩溶勘察领域广阔的应用前景与发展潜力。
隧底层状围岩欧拉压杆隆起机理及主动控制技术
郭磊;吕刚;王磊;分析了造成隧道底鼓的多种影响因素，包括地下水压力、膨胀围岩的膨胀力以及高地应力下基底薄层围岩失稳引起的隆起力。针对高地应力下水平岩层的仰拱隆起机理，提出了一种新的底鼓分析理论方法。利用欧拉压杆原理对层状围岩进行了稳定性分析，提出了计算基底岩层隆起深度、上拱荷载的方法，并确定了仰拱的合理矢跨比及结构安全系数。最后，基于上述分析结果，提出了针对性的隧底隆起控制技术措施。
地质灾害与人类活动复合扰动引起的景观重构对河流水质的影响
唐鸿磊;杨逸飞;刘璐;陈东;【目的】阐明干热河谷流域内地质灾害与强人类影响复合驱动下的景观格局重构对河流水质的定量影响机制，为西南生态脆弱区水土资源协同管控提供科学依据。【方法】以金沙江下游小江流域为研究对象，集成水-沙-水质同步监测网络，运用Fragstats4.2软件开展景观格局量化分析，结合冗余分析方法，系统解析人类活动与地质灾害共同作用下的景观重构对河流水质的影响。【结果】结果显示：（1）总磷、总氮、氨氮和COD等关键水质指标在汛期的平均值分别是非汛期平均值的2.00倍， 1.88倍，3.21倍和4.43倍。（2）灾害迹地区的总氮和COD平均浓度分别为2.28 mg/L和27.36 mg/L，居民区为2.03 mg/L和9.23 mg/L，以及耕地区为2.00 mg/L和6.60 mg/L。（3）场次暴雨条件下，总磷、总氮、氨氮和COD的雨前通量是雨后通量的1.95倍、2.41倍、2.34倍和4.74倍，且灾害迹地区域的通量增长最为显著。（4）在不同缓冲区尺度，所选景观指标能够解释汛期超过94.00%的水质变化，对水质变异解释程度较高的景观格局指数分别为灾害迹地的聚集性指数（43.10%）、居民用地的散布与毗邻指数（40.70%）、耕地的景观分离指数（16.80%）。【结论】小江流域水质指标呈现显著季节性差异，在空间维度上污染物浓度梯度呈现出灾害迹地区大于居民区大于耕地区的特征。在暴雨的驱动下，空间分异特征被进一步放大。滑坡泥石流迹地对流域景观格局的重构同城镇化和农业发展一样，可能造成河流水质进一步恶化。研究成果可为西南干热河谷流域水土保持、水环境保护和灾害防治提供科学指导。
地质雷达在罗—铁输水隧洞工程超前地质预报中的应用
付小念;万永良;付代光;陈志学;夏波;以地质雷达超前地质预报技术在罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程中的应用为基础，撷取典型预报案例，总结分析了常见地质异常在雷达剖面中的地球物理特征，为提高地质雷达超前地质预报剖面判读准确率提供了可靠经验，也为后续人工智能专家超前地质预报系统提供了有效样本。
考虑决策偏好的梯级水库群水量优化调度策略研究
何中政;陈佳伟;罗智婷;李邦浩;黎良辉;路佳豪;郭海盟;【目的】全球气候变化、人口增长及社会活动加剧，致使水资源时空分布变异，给水资源开发利用带来挑战。梯级水库群水量调度对优化水资源配置意义重大，但现有研究在考虑决策者对缺水模式和时间的偏好上存在不足。【方法】为解决水资源调配难题，构建以供水缺额最小为主要目标的梯级水库群水量优化调度模型，提出供水缺额总量控制、集中式分布、宽浅式分布3种缺水模式策略，以及调整不同时段权重的缺水时间策略，并以头屯河流域为实例展开分析。【结果】在缺水模式策略实例分析中，来水频率p=50%时，宽浅式分布模式供水缺额最小(49.37万m3)，集中式分布模式最大(179.74万m3)，总量控制分布方案居中(97.33万m3)；来水频率p=95%和p=75%时，虽三种模式供水缺额总量相近，但宽浅式分布模式下缺水分布更均匀。在缺水时间策略实例分析中，以来水频率p=95%为例，采用该策略后，3-5月供水缺额从5.84万m3、573.58万m3、624.66万m3降低至4.90万m3、13.40万m3、12.46万m3，但其他月份缺额从3249.62万m3增加至4422.32万m3，供水缺额总量基本不变。【结论】综上，研究所提策略验证有效，宽浅式分布模式在保障供水稳定性上优势明显；缺水时间策略可降低特定时段供水缺额，但无法减少总量，只是转移缺水时段。研究成果可为梯级水库群水量调配提供参考。