国家中心地震烈度速报与预警技术平台

震后快速获取发震信息和灾区受灾情况,对于降低生命和财产损失、震后灾害评估和救援决策至关重要。得益于国家地震烈度速报与预警工程的实施,中国地震台网中心建立了国家中心地震烈度速报与预警技术平台。通过该平台汇集并交换全国预警实时波形,分析、判断、加工实时波形数据,及时产出地震预警、烈度速报、地震基本参数和震源参数等信息产品,并将其推送到紧急信息服务系统,实现秒级地震预警、分钟级参数速报和烈度速报,在泸定MS6.8等强震袭来时均成功发布预警信息,为防震减灾及应急救援等提供有力保障。本文详细介绍该平台的整体情况及其所包含的分系统功能,并讨论目前平台的技术特性和需要改进的问题。

基于PCA-APCS-MLR模型的滇池流域地下水质量影响因素定量识别

近年来,随着人类活动的加剧,滇池流域地下水质量不断恶化.本研究在评价流域地下水质量及主要影响指标的基础上,利用主成分分析法(PCA)归纳主要影响水质的驱动因子,并结合绝对主成分得分-多元线性回归受体模型(APCS-MLR模型)进一步量化了人为和天然因素对流域内地下水质量的影响程度.结果表明:①滇池流域约78%的地下水超过GB/T 14848-2017《地下水质量标准》Ⅲ类水标准,其中主要超标指标为铝(Al)、锰(Mn)和总铁(TFe).②通过主成分分析(PCA)提取了5类影响水质的主成分因子,分别为水岩相互作用因子(24.27%)、生活污水漏排因子(17.09%)、农业活动污染因子(12.24%)、地质环境背景因子(10.26%)和工业活动污染因子(9.14%),方差累积贡献率为73.00%.③利用APCS-MLR模型进一步量化了各类人为和天然因素对流域内地下水质量影响的贡献,5项因子对特征指标的平均贡献率分别为45.15%、70.76%、45.54%、54.1%和44.59%.研究显示,人类活动对地下水的过度开采及工农业活动是导致区域地下水质量下降的主要因素.

亚热带森林不同类型土壤净氮转化对温度和湿度的响应

为研究我国亚热带森林不同土壤净氮转化速率对温度和湿度的响应特征,本研究以广西广泛分布的酸性红壤与中性石灰土2种森林土壤为研究对象,通过土壤培养对比研究2种森林土壤净氨化、净硝化和净矿化速率对温度(5、15、25、35℃)和湿度(含水量分别为饱和持水量(WHC)的20%、40%、60%、80%)的响应。结果表明:2种土壤净氮转化速率对温度变化有较强的响应。酸性红壤的净氨化、净硝化和净矿化速率均随温度上升而降低,导致土壤净氮供应能力降低;相反地,中性石灰土的净硝化和净矿化速率随温度上升而增大,土壤有效氮通量增加,氮淋溶风险随之增加。土壤氮转化的温度敏感性(Q_(10)值)分析表明,酸性红壤净氨化和净矿化速率的温度敏感区间为25~35℃;酸性红壤硝化速率和石灰土各净氮转化速率的敏感区间为15~25℃。土壤湿度增大促进了石灰土净硝化和净矿化速率,但对红壤的各净氮转化速率无显著影响。土壤钙含量对不同温度下氮转化速率有最高的解释率(28.0%)。因此,在全球变暖大背景下,在对亚热带森林保育、恢复及土地利用管理中,需重视不同土壤类型间氮转化对气候变化响应的差异性。

岩溶区不同微地形芒果园土壤肥力综合评价

【目的】采用不同评价方法对不同微地形芒果园的土壤肥力特征进行评价,为岩溶区芒果园土壤肥力的精准评价提供参考。【方法】在广西百色市田阳区典型岩溶区芒果园设置洼地、过渡带、坡地、垭口4种微地形样地,筛选出10项土壤化学指标作为评价指标,应用主成分分析法、模糊数学法、改进的内梅罗指数法、基于粗糙集理论的土壤肥力评价法对不同微地形进行土壤肥力评价,分析不同肥力评价方法评价结果间的差异,对肥力评价指数与产量进行线性拟合,通过冗余分析探索微地形及环境因子对土壤综合肥力的影响。【结果】不同微地形主成分土壤肥力指数表现为坡地(0.87,肥力极高)>垭口(0.59,肥力中等)>过渡带(0.48,肥力中等)>洼地(0.39,肥力低);模糊数学土壤肥力指数表明不同微地形土壤肥力均在高水平以上(0.68~0.82);内梅罗土壤肥力指数表明不同微地形土壤肥力均在中等水平以下(0.26~0.46);粗糙集理论土壤肥力指数表现为坡地(0.67,肥力高)>垭口(0.50,肥力中等)>过渡带(0.37,肥力低)>洼地(0.35,肥力低),该评价结果相对准确且与产量线性拟合度最高。冗余分析结果表明,地形因子对土壤肥力的解释量为34.15%,环境因子解释量为23.30%。【结论】综合不同评价方法的评价结果,不同微地形芒果园的土壤肥力基本表现为坡地>垭口>过渡带>洼地;基于粗糙集理论将3种常规肥力评价方法进行综合评价的结果相对准确,对不同微地形肥力等级区分效果较好。不同微地形土壤肥力差异受地形因子及环境因子共同影响,其中地形因子影响较大。

水下仿生机器鱼的研究进展I——鱼类推进机理

仿生机器鱼技术是近年来水下机器人领域研究的热点之一 ,它为研制高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了新的思路 .本文以鱼的脊椎曲线为研究对象 ,提出了一种新的鱼类推进机理——波动推进 ,分析了波动推进过程中的运动阻力 .通过鱼类游动观测实验和仿生机器鳗鱼的研制 。

水下仿生机器鱼的研究进展II—小型实验机器鱼的研制

本文介绍了自行研制的一条小型实验机器鱼 .该机器鱼作为研究仿生机器鱼的流体力学性能的实验平台 ,具有刚性头部、5关节的柔性身体和月牙形尾鳍 ,采用无线遥控 .机器鱼体长 890 mm,水中最大速度为 2 0 cm/s,最大转弯角速度为 12 0°/ s,最小转弯半径为 4 0 cm.综合性能测试实验和 C形运动控制实验表明 。

SPC-II机器鱼平台及其自主航行实验

SPC-II型仿生机器鱼是利用尾鳍推进机理,实现机器鱼稳定、高速游动和验证机动性的一个实验平台.SPC-II不模仿某种特定鱼类的外形,而是把游动稳定性作为仿生水下航行器设计首要考虑的因素,有效克服艏摇的鱼体,使得尾鳍推进器的运动不受到干扰,同时也降低航行阻力.SPC-II长度约1.2m,采用完全刚体耐压舱,内部安装了电池、GPS(GlobalPositionSystem)和罗盘组合导航系统、2关节伺服电机推进系统,能在深度5m内进行定深的自主航行,速度达到了2.8kn,功耗小于250W.对直线航行速度,转弯机动性进行了测试,并进行了长距离风浪条件下的海试.与国内外相关实验平台进行了对比,在外形、航行速度方面展现出优越性.

土壤类型对优先流路径和磷形态影响的定量评价

以中国贡嘎山由青灰色砂质冰水堆积物发育而成的疏松岩性土壤和德国厄尔士山渍水土壤优先流路径为研究对象,通过野外染色示踪试验和改进的Hedley磷形态提取法,使用优先流染色面积比和优先流程度评价指数定量评价不同类型土壤的优先流程度,通过相关关系分析进一步揭示不同土壤类型中优先流路径对磷形态分布的影响。结果表明:贡嘎山和厄尔士山优先流图片总染色面积比分别为31%和52%,厄尔士山渍水土优先流比贡嘎山疏松岩性土发育较好。贡嘎山疏松岩性土壤优先流发育程度与潜在生物可利用无机磷和有机磷贡献率显著正相关,而即时生物有效无机磷和磷灰石磷与厄尔士山渍水土壤优先流发育程度显著正相关。土壤类型影响优先流路径分布和土壤磷形态分布,从而影响土壤磷赋存状况和下游水质安全。

2017年四川九寨沟M_S7.0地震及余震精定位研究

2017年8月8日21点19分四川省九寨沟县发生MS7.0级强震,本文应用对相对位置和绝对位置都有较好约束的hypoRelocate精定位方法,对8月15日前M_L大于1.5的854个余震重新定位.重定位使用了6178个Pg走时、3363个Sg走时、158929个地震对的相对走时差以及74个M_L大于3.5的34个地震构造的SH尾波互相关走时.定位结果显示,余震区呈NW向分布,长度约35km、宽度约12km.以主震为中心,余震形成西北和东南两个丛集区,其中西北区的余震展布较东南区宽,发震断层近似垂直,与主震的震源机制解吻合.余震深度主要集中在5~15km,主震深度为16km.从沿断层走向的垂直剖面可见,主震周围一直延伸到地表的区域,余震相对稀少,出现明显空区,这种现象可能与主震发生时该区域的滑动位移较大,应力得到充分释放有关.另外,我们还发现震后60h之后余震的深度明显变浅,且西北向的深度明显浅于东南向.通过对比分析流动台站布设前后余震深度的分布特点,我们认为这种时空演化差异主要是由流动台站陆续布设和使用造成的,对余震的主要分布特征影响不大.

水下仿生机器鱼的研究进展III——水动力学实验研究

作为仿生推进技术研究的一个主要环节 ,仿生机器鱼平台的实验测试研究具有重要的意义 .本文建立了一套比较系统完整的机器鱼水动力学定性观察 ,定量测量的实验环境 ,并进行了速度功率参数影响测定实验、鱼体流动显示实验和鱼体运动阻力测定实验 .

钙、铁、铝形态对岩溶石灰土磷有效性的影响

为揭示钙、铁、铝形态与岩溶地区土壤磷有效性关系,通过改进的BCR元素形态连续提取法获取石灰土不同发育阶段土壤矿质元素赋存形态,并分析与总磷及速效磷含量之间的相关关系。初步研究表明:石灰土壤中全磷和速效磷在石灰土发育过程呈降低趋势,从黑色石灰土到黄色石灰土,总磷降低了76.7%,速效磷减少了84.7%。石灰土总磷与速效磷同酸溶态、可还原态及残渣态钙,可氧化态铁、铝和可还原态铝显著正相关,而同总铁、总铝以及残渣态铝显著负相关,相关系数绝对值均达到0.9以上。随着石灰土发育进行,钙总量及其形态均降低,而铝、铁总量和形态呈增加趋势,可能导致岩溶地区石灰土磷及其有效性缺乏越发突出。

水下仿生机器鱼的研究进展IV——多仿生机器鱼协调控制研究

本文探讨了多仿生机器鱼群体游动协调的问题 ,这是仿生机器鱼技术研究的一个新的方向 ,目前尚无人涉足 .首先研制了一套具有高效、高机动性的微小型多机器鱼平台 ,提出了基于 AGENT的网格算法进行多机器鱼的定位和协调控制 ,利用该实验平台 ,进行了多机器鱼对抗和多机器鱼协调过孔的实验研究 .

2013年四川芦山M_S7.0地震自动速报震级偏差分析及方法改进

使用震中距320km范围内40个台站的波形记录,大致还原了2013年4月20日芦山MS7.0地震的自动速报震级测定过程.结果表明,在中国地震局对外发布自动速报参数的时间点上,震级还处于快速上升段,此时测得的标准震级为M5.8,与对外公布的标准震级M5.9比较一致,却远小于之后人工修订的震级M7.0.分析芦山地震自动速报震级偏差较大的原因:1使用限幅记录,造成震级低估;2地震参数发布过于强调快而忽略了准,参数发布时有些台站的S波(或Lg波)未到达或未完全到达,造成计算的平均震级偏小.通过选择合适的震中距范围,减小限幅记录的影响并适当延时,在震后137s得到震级为M6.8.另外,应用MWP震级测定方法,在震后77s获得矩震级为MW6.8,显示该方法在测定矩震级时具有快速稳定的优势.基于上述研究结果,本文提出改进自动测定震级的措施和方法:1对于M<7.0的地震,在使用ML震级测定方法确定震级时,需在未限幅台站占绝对优势的震中距范围内使用未限幅记录,并延时到最远台站的S波(或Lg波)最大振幅到达后测定ML;2应用MWP震级测定方法测定大地震的矩震级.

两关节仿生水下航行器SPC-Ⅲ的推进与机动性

为评估尾鳍推进机构的实用性,以SPC-Ⅲ机器鱼作为研究平台,在同等排水量下分别使用尾鳍推进器和螺旋桨推进器,比较两者的功率和机动能力.在海试条件下,对尾鳍推进器和螺旋桨推进器的功率及机动性进行了测试,表明前者的转弯半径约为后者的2/5,在2.2kn速度下,前者的功率比后者低约7%.SPC-Ⅲ仿生水下航行器携带多参数水质探测仪在太湖完成了航程为49 km的水质探测实验,得到了太湖水域的蓝绿藻浓度分布数据.

一种低频地震事件的检测方法——在汶川地震和芦山地震前的初步应用

本文发展了一种单台检测低频地震事件的方法,并用其检测2008年汶川M8.0地震、2013年芦山Ms7.0地震震前的低频事件.使用汶川地震、芦山地震前周边的宽频带台站数月的垂直向连续波形,经过2～8 Hz带通滤波、窗长为10s的包络平滑、窗长为20 min的中值滤波,去除近场天然地震及远场大震与低频噪声的影响后,发现这两个大地震前有少数台站在连续数天的时间内,出现持续时间长（数十分钟到数小时）、包络中值明显大于背景噪声的现象,其波形记录及包络特征与非火山震颤（NVT）的波形记录及包络特征具有较好的相似性,我们认为这是汶川地震和芦山地震前的疑似慢地震事件.初步应用表明,本文所用的方法对于从宽频带连续波形资料中提取NVT信号是可行的.

玻璃体切割术对晶状体氧分压的影响

目的:通过测量兔眼玻璃体和晶状体的氧张力并分析其凋节机制,研究玻璃体切割术对晶状体氧分压的影响。方法:利用光纤测氧仪在活体上测量兔眼玻璃体和晶状体的氧分压分布,并在游离兔眼晶状体上测定晶状体后囊膜对氧的通透性。结果:视网膜附近的玻璃体氧分压较高且氧梯度陡峭,而远离视网膜约0.5 mm的玻璃体氧分压低,氧梯度变缓;晶状体的氧分布不对称,后皮质的氧分压低于前皮质,但和晶状体后的玻璃体氧分压基本一致;晶状体后囊膜对氧的通透性相对高。结论:玻璃体对调节和维持晶状体的低氧环境至关重要;玻璃体切割术会引起晶状体的氧分压升高。

桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面钙镁形态迁移对比

文章以桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面为研究对象,采用改进的Tessier元素形态连续提取法,测定岩溶区和非岩溶区土壤钙(Ca)和镁(Mg)元素离子交换态(包括水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态(包括部分硫化物)和残渣态等形态,探讨岩溶区和非岩溶区土壤Ca、Mg形态在土壤剖面中的迁移变化特征。结果表明:(1)岩溶区石灰土剖面中,随剖面深度加深,pH值增大,而土壤有机质、全氮(N)、全磷(P)含量减少,Ca元素主要以交换态存在且在各土壤剖面中含量相近,Mg元素主要是以残渣态赋存在土壤剖面中,随着土壤剖面深度腐殖酸结合态百分比减少,存在累积现象;(2)在非岩溶地区酸性土壤中,土壤总钙较低。在土壤剖面0~60 cm以强有机结合态为主,深层剖面(大于60 cm)以残渣态为主;Mg元素有效态含量较低,非岩溶区土壤Mg元素以腐殖酸结合态和残渣态为主,与岩溶区土壤类似,非岩溶区Mg元素在土壤中也存在一定累积。

中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立

基于LLNL-G3Dv3全球P波三维速度模型,应用FMM软件包计算并建立了中国地震台网990个台站的初至P波区域三维走时表.该走时表覆盖了以台站为中心的水平向20°×20°、垂直向-5.1—80 km(向下为正)的三维空间.其水平向间隔为0.2°,垂直向间隔为5 km.这样对于任一深度小于80 km的震源,均可以应用此三维走时表计算其到周围10°范围内台站的走时.中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立,对于改善区域初至P波走时预测,提高地震定位精度有一定现实意义.

内层视网膜从玻璃体腔摄取氧的初步研究

目的 研究内层视网膜从玻璃体腔摄取氧的可能性。方法 对兔眼行玻璃体切割术 ,使玻璃体腔被较富氧的灌注液填充 ,利用光纤测氧仪监测玻璃体腔内氧分压的改变。结果 对 6只兔进行实验 ,玻璃体中央的氧分压为( 15 9± 2 8)mmHg( 12眼 ) ;在 6只玻璃体切割眼中 ,玻璃体切割结束时玻璃体腔内灌注液的氧分压为 ( 119 3± 18 9)mmHg ,经过 ( 2 6 3± 11 8)min ,氧分压降低到 ( 2 8 9± 12 2 )mmHg并维持稳定。 结论 内层视网膜具有相当高的从玻璃体腔摄取氧的能力。

基于ARM与低成本MEMS器件的AHRS设计

自平衡机器人、多旋翼无人飞行器的控制需要高精度的姿态运动信息作为反馈输入,要求测量模块具有响应快、体积小和功耗低的特点。采用低成本的MEMS器件与STM32单片机构建了航向姿态参考系统硬件平台。针对传感器的特点,设计了基于扩展卡尔曼滤波算法的双矢量校正方法,并给出了陀螺仪的温度补偿、磁传感器的校正方法。