汶川震区山洪灾害场次洪水最大携沙量预测模型

汶川地震后,震区产生了大量松散堆积体,受强降水影响产生了破坏性更强的山洪灾害,加剧了灾害的危险性,增加了灾害防治的困难度,研究震区山洪灾害可为评估灾害的风险性及后续的管理提供依据。本研究以66处历史山洪灾害作为样本数据,进行可量算影响因子的相关性分析,揭示山洪灾害的携沙量影响机制,确定流域面积、主沟长度、相对高差、物源量四个影响因子作为主控因子,基于SPSS进行非线性回归分析,建立了基于场次洪水最大携沙量及最大携沙距离的估算模型,并选取了汶川县和都江堰市的共23处山洪水沙灾害数据进行了模型的验证且与其他模型对比。结果表明,本研究建立的模型可靠性好,精度更高。研究成果有助于预测汶川震区潜在的山洪水沙灾害区域,为山洪水沙灾害的风险评估提供依据。

导流隧洞出口扩散段体型优化试验研究

导流隧洞出口水流通常具有单宽流量大、流速高、能量集中、下游流态难以控制等特点,破坏力较大,出口区域冲刷严重,对下游的河道及两岸的水工建筑物稳定不利。文章采用物理模型试验方法,研究了导流隧洞出口两侧边墙体型参数,通过观测水流衔接流态、岸边流速、河床冲刷等指标,重点对比了出口扩散角度参数。观测结果表明,导流隧洞出口设置扩散区可以增大隧洞出流的扩散范围,优化导流隧洞出口区流态衔接,减小右岸滑坡体范围内岸边流速,并减小隧洞出口区河道局部冲刷。试验成果能为山区河流导流隧洞出口消能设计提供参考。

2000—2014年黄河源水分利用效率时空变化及其影响因素

【目的】探讨黄河源生态系统WUE的变化趋势及其影响因素。【方法】基于MODIS遥感数据定量估算了2000—2014年黄河源植被水分利用效率,并采用趋势分析和相关分析,研究了生态系统WUE时空变化特征及其对水热因子和植被因子的响应。【结果】2000—2014年黄河源WUE平均值为(0.59±0.35)g C/(m^(2)·mm),空间上由西向东呈增加趋势,时间上呈不显著增加趋势(p>0.05)。其中,WUE显著增加区域的空间比例为30.29%,主要分布在黄河源西部和北部,覆盖类型为中、低覆盖度草地和耕地。黄河源生态系统WUE对水热因子和叶面积指数的敏感程度具有明显的空间异质性。【结论】在气候暖湿化影响下,水热和植被条件较差的中、低覆盖度草地WUE对植被改善有更高的敏感性。

非恒定流作用下淹没式矮堰浑水冲刷机理研究

淹没式矮堰是常用的河道整治建筑物。水流经过淹没式矮堰时会在其附近产生冲刷,造成结构失稳或破坏。文章针对非恒定流作用下淹没式矮堰浑水冲刷机理不清问题,开展了一系列水槽试验,揭示了水流非恒定性对淹没式矮堰冲刷发展过程的作用机制,探明了洪峰流量对淹没式矮堰冲刷深度振荡频率的定量影响。试验结果表明:在非恒定流作用下,淹没式矮堰冲刷深度振荡频率先随流量的增加而增大,到达洪峰流量后逐渐减小;淹没式矮堰冲刷深度振荡频率随非恒定流洪峰流量的增加而增大;非恒定流作用下沙波频率要明显大于淹没式矮堰上下游冲刷深度振荡频率;洪峰流量的增大能显著增大沙波频率和淹没式矮堰上下游冲刷深度振荡频率。

山区河流水灾害问题及应对

全球重大自然灾害正深刻影响着人类的生存和发展,如何更有效地应对各类自然灾害尤为重要。2008年"5·12"汶川大地震后,"地球人都要有灾害意识,地球人都要有灾害教育"已深入人心,中国人的灾害意识和防灾技术水平均得到了较大幅度的提升。由于独特的区域地质构造、地形地貌和水文气象等条件,中国西部地区一直是水灾害频发的区域,防灾减灾工作已成为影响区域社会经济及国家整体发展的重要方面。作为国家布局在西部的高水平研究型综合大学,四川大学传承和创新了都江堰的治水智慧,在应对高坝泄洪与防洪安全、高坝工程结构安全、山洪泥沙灾害与滑坡防治、流域生态环境保护等山区水灾害方面进行了积极探索,取得了一系列重要成果。主要有:1)开发细观实验与模拟技术,揭示了高坝水力学复杂水流现象的细观机理,建立了更加可靠的判别准则和计算方法,形成系统的细观水力学体系,并创新地提出了多级泄洪原理与技术;2)原创性地提出了地质力学模型破坏模拟与综合法试验新技术,揭示了高坝工程整体结构安全响应机制,建立了能够准确反映受复杂地质环境及超标洪水等因素影响下高坝-坝基-库水整体结构安全评价体系;3)揭示了山洪与泥沙共同作用下"小水大灾"机制,提出了特大山洪泥沙灾害"降阶防控"技术,将山洪泥沙灾害致灾不确定性降到可防控范围;4)引入应用三维激光扫描仪等新设备与技术实现了滑坡变形监测从"点、线、面"拓展到三维空间整体,提升了水动力型滑坡的灾害监测预警水平以及灾害应急响应能力;5)针对滑坡-堰塞坝物质组成和结构特性变异性大的问题,提出了滑坡-堰塞湖分类应急处置与综合治理技术;6)针对西南地区地理、生态与环境特点,提出了生态需水配置和过鱼、梯级水库水温预测成套方法和低温水控制、高坝泄水总溶解气体(TDG)过饱和的预测与调控等一整套维护水生生物生境的关键技术,将生态环境保护研究从工程局部及单一水环境领域,拓展到山区流域整体系统并形成多学科领域交叉的综合科学技术体系。最后,针对中国西部山区河流水灾害的特点以及国家防灾减灾救灾的总体需求,提出了变化环境下的水灾害形成与演化、耦合致灾机理与临界判据、水灾害动力灾变机制与演化过程、突变河流的生境-生物相互作用机制、灾变河流的生态演变机制和新平衡态、水灾害监测预警和风险评估、基础大数据库与云平台、水灾害流域协同管理与灾后重建等一系列山区水灾害领域的重大前沿科学技术问题,有助于促进下一步防灾减灾相关学科领域研究工作的发展。

山区暴雨山洪水沙灾害预报预警关键技术研究构想与成果展望

山洪灾害为全球重大自然灾害之一,21世纪全球因山洪灾害造成的经济损失已高达每年460多亿美元。中国山洪灾害防治区面积约占陆地面积的40%,山洪灾害造成的人员死亡约占洪涝灾害死亡人数的70%。近年来,中国全面开展山洪灾害防治项目建设,目前已基本建成了专群结合的山洪灾害防治体系,山洪灾害监测预警技术水平明显提升。山区暴雨山洪灾害实例表明,重大人员伤亡与重大财产损失的山洪灾害事件往往源于洪水和泥沙的共同作用,然而,以往在进行山洪灾害防治时,大多仅关注洪水的作用,忽视了洪水和泥沙共同作用将显著增大山洪灾害的致灾风险,甚至出现“小洪水大灾害”。为了进一步提高山洪灾害防控能力,完善山洪灾害防御体系,亟需深入研究暴雨山洪水沙灾害预报预警关键技术。“山区暴雨山洪水沙灾害预报预警关键技术研究与示范”项目,以洪水和泥沙共同作用为切入点,凝练了4个需攻克的关键科学技术问题:1)山区暴雨作用下流域产流产沙异变机制、水沙过程与沟床剧变耦合致灾机制;2)山区暴雨山洪水沙灾害早期识别与致灾要素一体化智能监测技术;3)山区暴雨山洪水沙运动过程模拟与快速预报技术;4)基于山洪水沙灾害动力过程的灾害风险动态评估与预警防控技术。围绕关键科学技术问题的内涵,提出5个需开展的重点研究内容:1)山区暴雨产流产沙过程与水沙耦合致灾机制研究;2)山区暴雨山洪水沙灾害早期识别与智能监测技术;3)山区暴雨山洪水沙运动过程模拟与快速预报技术;4)山区暴雨山洪水沙灾害风险动态评估与预警技术;5)山区暴雨山洪水沙灾害预报预警防控平台构建与示范。研究成果将揭示山区暴雨产流产沙过程与水沙耦合致灾机制,提出山区暴雨山洪水沙灾害早期识别方法、山区暴雨山洪水沙灾害智能监测技术体系、山洪水沙运动过程模拟与快速预报技术、山洪水沙灾害风险动态评估与预警技术等,构建集早期识别、风险评估及综合防控一体化的暴雨山洪水沙灾害预报预警防控平台,提升中国暴雨山洪灾害监测预警与防控的实时性、精准度和智能化水平。

强震受损山前河流河床演变研究

川江流域历史地震是影响川江流域沙量与河床演变的主要动力因素之一,汶川地震是龙门山断裂带有历史文献记录以来发生的最大地震灾害。通过历史资料收集、野外调查与理论分析相结合,探讨了汶川地震后多种自然因素与人类活动对龙门山山前河流演变的影响,揭示了强震受损山前河流河床演变规律,提出了变化环境下的山前河流河床演变模式及其预测方法。结果表明:汶川地震后龙门山山前河流均发生了不同程度的下切,尤以石亭江为甚,2015年汛后在105省道处最大下切深度达到27.0 m;震后山前河流剧烈下切的影响因素众多,且各种影响因素相互影响、相互混掺,"来水来沙条件突变、比降不和谐"是主要内因,"工程阻隔、无序采砂"是主要外因;基于"河流临界起动假说河相关系"建立的变化环境下山前河流河床演变模式及其预测方法适用性较好,可供类似强震受损山前河流参考。

基于贝叶斯网络的上市证券公司风险预警模型研究

上市证券公司的风险预警模型能够为政府监管、证券公司稳健发展以及投资者研判提供依据。以上市证券公司风险管理指标体系为基础,利用贝叶斯网络方法以及支持向量机、随机森林和多项Logit模型分别建立风险预警模型进行比较,并在实证中针对上市证券公司的不平衡数据特征,用SMOTE抽样对数据进行预处理。最终实证表明:从平均准确率和标准差两个角度比较,SOMTE抽样增加了贝叶斯网络的预测效果,机器学习方法要优于多项Logit模型,贝叶斯网络方法效果最佳。

一种改进的基于缓存池机制的小文件I/O策略

Lustre文件系统对大文件的I/O性能较好,但对小文件不佳。针对这个问题,提出建立一个基于MDS节点的小文件缓存池机制,在缓存池里缓存经常被访问的小文件。在该机制中,小文件缓存池与OST使用全相联映射方式对应,并且使用贯穿读出式和直写式策略保持文件的一致性;缓存池更新策略综合考虑了文件的访问时间和次数等因素,使用改进的近期最少使用算法(LRU)更新替换。实验结果表明,改进后的Lustre文件系统减少了小文件的网络传输开销和访问时间,对小文件的I/O性能有较明显的提高。虽然它对大文件的I/O性能有所降低,但在可接受范围之内,仍具有一定的实用价值。

旴江名医龚廷贤“脐疗”运用特点浅析

以明代龚廷贤著作《万病回春》《古今医鉴》和《寿世保元》为依据,从对脐疗的认识、主要内容和特点3个方面介绍龚廷贤在脐疗方面的运用经验和特色,并择要分析了脐疗治疗疾病的范围、治疗疾病的方法和治疗疾病的特点。其运用特点包括脐疗采取的方式丰富化、脐疗治疗的疾病多样化、脐疗药物使用的特殊化。

陡坡河道中淤积高度对水位变化影响试验研究

在陡坡河道内,因输沙率变化可能会引起局部淤积,继而河道水位会随淤积高度相应变化。本文在4种比降水槽中,建立了可以模拟淤积体高度的概化模型,探求淤积高度对水位的影响。研究结果表明不同来流量条件下,在淤积高度增高与降低的过程中,水位会发生突增或突降,并且发生突增与突降时对应的淤积高度存在差异。淤积高度增加过程中,淤积体上游水位最大增幅可达6倍;淤积体降低过程中,水位恢复呈滞后性。通过线性回归得到了发生水位突变的临界淤积高度与来流水力学指标存在相关关系。以临界淤积高度为标准提出了的安全区、可能成灾区、成灾区的判断方法。本文的研究成果能够为水沙灾害防治中堤防设计、河道整治提供参考。

某水库岸边溢洪道体型优化试验研究

结合某中低水头水库工程的岸边溢洪道,以水流流态衔接、减小消力池规模为控制指标,采用物理模型试验比较了采用"光滑溢洪道+底流消力池"与"前置掺气坎式阶梯溢洪道+底流消力池"两种消能方案的优劣,对不同布置方案在不同运行工况下的水流流态、入池流速与消能率等水力学指标进行详细对比分析。研究成果表明:采用前置掺气坎式阶梯溢洪道后,消力池长度能缩短57.1%,入池流速减小最大达51.18%,综合消能率大于84%。同时,前置掺气坎式阶梯溢洪道使阶梯泄槽内掺气更充分,继而可减小发生空蚀破坏的可能性。研究成果可为类似工程设计提供一定的参考。

汶川震区寿溪河流域崩滑物源演化特征分析

崩滑堆积体是洪沙灾害的主要物源之一,研究其时空分布与演化特征对洪沙灾害易灾区早期识别、风险区的研判有重要作用。为探究汶川震区洪沙灾害崩滑物源时空演化特征,选择汶川典型流域寿溪河流域为研究区域,对寿溪河流域2007、2009、2012、2015、2018年5期高分遥感数据进行崩滑物源解译,建立了研究区震前—震后崩滑物源的长时间序列数据集,并利用确定性系数(certainty factor,CF),结合高程、坡度、坡向、距沟道距离、距断层距离、年均降水量等关键控制因子,定量分析崩滑物源在各个因子上的活跃程度及演变特征,计算植被覆盖度(vegetation fraction coverage,VFC)与植被恢复速率(vegetation coverage recovery rate,VCRR),探讨植被恢复对崩滑物源活动的影响。结果表明:5期解译的崩滑物源面积分别为15.68×10^(4)、442.45×10^(4)、252.86×10^(4)、146.07×10^(4)、98.97×10^(4) m2,且以指数函数的模式衰减,预测物源面积恢复到震前水平的时间约为21 a。研究区震后崩滑物源活动性最强的区域的高程为1 200~2 400 m,坡度为大于60°,坡向为SE,距沟道距离为小于800 m,距断层距离为小于1 500 m,年均降水量为830~850 mm。演化趋势为崩滑物源在高程大于2 000 m、坡度小于40°、距沟道距离大于200 m、距断层距离大于1 500 m、年均降水量大于840 mm的区域的活动性增强,在坡向为E、SE、S侧活动性减弱。震后VFC随着时间的推移以线性形式增长,预测震后至少14 a植被覆盖度恢复到震前水平;2012、2015、2018年植被恢复中等及以上的区域分别占37.32%、64.24%、70.69%;在植被恢复程度高的地方,崩滑体的活动性低且随着时间的推移而降低,植被的恢复能有效减弱崩滑物源的活动。以上研究对于丰富崩滑物源演化理论与洪沙灾害风险预测具有重要意义。

基于遥感技术的输电走廊植被山火预警平台研究

山火不仅对生态系统造成损害,还严重危害了电网的安全稳定运行,成为引发输电线路故障的主要自然灾害之一。在山火预警研究方面,随着卫星网络不断成熟,借助遥感影像,选取预警指标,建立准确的预警模型,可构建完善的山火预警平台。文章分析2001—2009年历史火点数据,选取植被类型、绿度指数、高程、坡度、坡向和月份6个预警指标,利用空间分析及统计分析相结合的方法构建预警模型,对某示范架空线路沿线遥感数据进行处理,形成山火预警等级可视化地图。实现科学预测易发生森林火灾事故的地理位置,从而进行有针对性的预防。

受降雨影响的浅水泥沙颗粒起动规律

山区浅层水流深度极浅且移动缓慢,降雨条件下其泥沙输移现象尚不明确。为探明受到降雨影响下的浅水河流均匀沙起动问题,该研究假设雨滴落入河道后会影响到整个水流区,形成雨滴群与水流混合的流体,从孔隙介质流理论入手,假设当降雨存在时床面泥沙颗粒增加了向上的附加力,进一步分析泥沙颗粒的受力情况,推导出层流水流泥沙颗粒起动关系表达式。从含沙水流流速分布规律得到启发,雨滴落入层流水流的状态类似于含沙水流,当降雨存在时层流水流流速分布仍然满足线性关系。利用无降雨泥沙起动经典试验数据,确定了拖曳力系数以及上举力系数,发现两者都是沙粒雷诺数的函数。利用已有研究的降雨实测数据,求出了8种降雨强度(0.254~152.4mm/h)下的雨滴直径分布概率密度表达式(R2=0.998),进而求出雨滴的平均直径表达式,并给出受降雨影响的层流水流泥沙颗粒起动切应力计算模型。该研究模型表明降雨的存在使得泥沙起动所需的临界摩阻流速减小。通过与已有研究进行对比分析,该研究建立的受降雨影响的浅水泥沙颗粒起动计算公式具有最高的精度,平均误差仅为14.8%,能够为山区水沙灾害防治提供理论支撑。

一对多轮换估计法下的同伴驱动抽样方法探讨

在研究微博用户行为时,研究者常需要利用抽样数据来估计微博用户的总体比例。然而互联网数据具有的海量性和不稳定性导致在微博环境下使用概率抽样方法出现困难。文章分析了一种非概率抽样方法--同伴驱动抽样方法,并引入了一对多轮换估计的概念,提出了一对多轮换估计法下的同伴驱动抽样,来估测微博用户的总体比例。经过理论推导和实证检验,一对多轮换估计法下的同伴驱动抽样方法能够有效地估计多类微博用户的总体比例,是一种可推广于社交网络数据采集的大数据抽样方法。

艾灸胃经穴调控EGFR信号通路对胃癌细胞生长的抑制作用及其机制研究

目的探讨艾灸胃经穴调控EGFR信号通路对胃癌细胞生长的抑制作用及其机制。方法选取大鼠100只,在检疫3周后采用随机数字表法分为正常组、艾灸胃经穴组、艾灸对照点组、艾灸胃经穴+PD153053组和艾灸对照点+PD153053组,各20只,实验20周后处死制备血清检测相关指标,以EGFR信号通路为切入点,探讨艾灸胃经穴抑制胃癌细胞生长的信号转导机制。结果5组在EGFR基因表达、pERK的Western blot检测结果和c-myc基因表达水平方面对比差异均有统计学意义(P<0.05)。结论EGFR信号通路可以介导癌细胞的增长,而艾灸胃经穴进行干预有助于抑制癌细胞的增殖和迁移,控制病情的发展,干预效果显著。

A Policy Integration Method Based on Multilevel Security for Data Integration

Integrating and sharing data from different data sources is one of the trends to make better use of data. However, data integration hampers data confidentiality where each data source has its own access control policy. This paper includes a discussion on the issue about access control across multiple data sources when they arc combined together in the scenario of searching over these data. A method based on multilevel security for data integration is proposed. The proposed method allows the merging of policies and also tackles the issue of policy conflicts between different data sources.