“2022.6”珠江流域洪涝灾害应急遥感监测

2022年6—8月,珠江流域连续出现强降雨,共发生8次编号洪水,防汛形势严峻复杂。在珠江流域防汛关键期,基于国产高分三号、海丝一号、欧空局哨兵一号雷达卫星影像,结合国产高分一号、吉林一号光学卫星影像,开展了洪涝灾害重点区域应急遥感监测评估,对潖江蓄滞洪区的水体面积变化及围的启用情况、洪涝灾害重点区域的水体面积变化情况进行遥感动态监测与分析。分析结果显示,6月23日北江流域潖江蓄滞洪区共启用5个围,水体面积达到最大,为39.51 km^(2);英德市县(区)及周边乡(镇)水体面积在23日达最大,遥感监测范围内为143.16 km^(2);西江干流梧州段水体面积在6月19日达最大,桂江支流思良江区域淹没情况较为严重。

2022年长江流域旱情遥感监测

2022年7月以来,长江流域持续高温少雨,江河来水偏少、水位持续走低,中小型水库蓄水不足,多地土壤缺墒。遥感技术能够高效、大范围对旱情进行监测评估。针对长江流域四川、重庆、云南、贵州、陕西、湖北、湖南、江西、江苏地区旱情,基于多源卫星遥感数据及中国气象局数据,通过GEE(Google Earth Engine)遥感云计算平台,利用降水距平指数、标准化降水指数、遥感旱情指数、遥感土壤水分、水体面积变化等数据对长江中下游地区旱情进行动态监测分析。分析结果表明,2022年长江旱情影响范围广,持续时间长,降水量与土壤含水量均比往年平均值低30%以上,且旱情从长江上游快速蔓延至长江中下游。旱情导致长江流域来水剧减,其中鄱阳湖、洞庭湖在6—8月期间水体面积缩减40%以上。基于此次旱情,长江流域仍需推动水利工程建设,优化水资源调度,从而提高应对此类高强度、长时间的旱情的能力。

基于站点观测和水量平衡的四种蒸散发产品在我国的评估与对比

【目的】蒸散发是陆面水循环的关键环节,蒸散发产品的评估与对比能够为产品运用和改进提供参考。【方法】对4种全球蒸散发产品分别进行了站点尺度和流域尺度的精度分析,在此基础上就产品蒸散发时空格局进行了对比。【结果】结果显示:与全国12个站点通量观测数据对比中,PML_V2产品的精度最高,其后依次是ERA5-Land、EB-ET和MOD16A2;在农田类通量观测数据对比中PML_V2表现最好,自然植被类(草地、森林)通量观测数据对比中ERA5-Land表现最好;与基于水量平衡法计算的中国九大流域多年平均蒸散发比较,4种产品的决定系数为0.89~0.96,表现最好的是EB-ET产品,4种产品有各自适用的流域。蒸散发时空格局对比结果表明,ERA5-Land与其它3个产品差异最大,ERA5-Land模拟的全国年均蒸散发最大且有逐年下降趋势,多年平均蒸散发在西北干旱区农田和我国东部分别出现低估与高估。【结论】结果表明:4种产品在不同下垫面条件下的精度有明显区别;在流域等大尺度应用中能够符合精度要求,但在时空格局方面仍有较大差异。

钢管混凝土拱的时变动力跳跃屈曲

受到核心混凝土收缩徐变的影响,钢管混凝土拱将产生随时间变化的屈曲前变形和内力重分布,导致其动力跳跃屈曲荷载随时间变化而变化。针对钢管混凝土拱在阶跃荷载下的时变动力跳跃屈曲问题,采用能量法和基于龄期调整的有效模量法建立了钢管混凝土拱在阶跃荷载下的运动方程,然后通过能量守恒定律求得具有时变效应的钢管混凝土拱动力跳跃屈曲荷载,并与有限元结果进行对比验证。数值分析结果表明,核心混凝土的收缩徐变显著降低了钢管混凝土拱的动力跳跃屈曲荷载,当持载龄期达到300d时动力跳跃屈曲荷载降低约27.9%。

大体积混凝土足尺模型裂缝控制应用研究

依托某质子肿瘤治疗中心项目,采用大掺量粉煤灰降低水化热的思路、选用高性能膨胀抗裂剂配制C35补偿收缩混凝土进行大体积混凝土足尺模型试验,严格控制混凝土施工过程并监测温度和应变,取得良好的裂缝控制效果。结果表明:环境温度21~25℃、混凝土入模温度约30℃时,4.68 m×4.68 m×4.68 m足尺模型内部最高温度65.1℃、里表温差局部大于25℃;足尺模型表层温度与环境温度的温差在10℃以下时,混凝土仍处于微膨胀状态、表层应变65.9~219.6με。

塑料排水板堆载预压技术处理软土路基变形特性研究

因在软土地基上修建公路时容易产生路堤失稳或沉降过大等问题,为此均要进行软基处理。介绍了采用塑料排水板堆载预压处理技术在南沙区某公路软土的路基处理,通过两个断面的工程现场监测,对软土地基处理后的地表沉降值、水平位移值和孔隙水压力值的变化规律进行了分析研究。结果表明,试软土地基处理后的沉降量差异明显,路中沉降大于路肩沉降,侧向位移主要发生在高程为(-4)~(-7)m内,在深度大于7 m时,随着深度的增加开始减小。由于塑料排水板的作用,加快了土层排水速度,孔隙水压力消散速度加快,软土地基强度也快速增加,有利于地基处理的施工安全。采用塑料排水板处理软土地基,软土地基的大部分沉降在填筑期基本完成,分层总和法计算工后沉降量少,稳定系数满足要求,能满足各项指标的规定。

基于光学和雷达遥感信息的灌溉信号分析及灌溉面积提取方法研究—以华北平原灵寿县磁右灌区为例

目前,灌溉面积主要通过调查统计方式获取,时效性和准确性较差,而在灌区用水管理中迫切需要掌握实际灌溉面积及其空间分布和动态变化等信息。为此,本文开展基于雷达遥感信息的灌溉信号探测识别及次灌面积提取方法研究。首先,使用水云模型结合实测土壤水分数据进行模拟,量化灌溉事件导致后向散射系数的变化。然后,提出一种基于时序差值和局部阈值法的实际灌溉面积提取方法,使用高频次的哨兵1号雷达卫星遥感数据开展华北平原灵寿县磁右灌区灌溉面积提取,并结合灌区实地调查资料对提取结果进行验证。结果表明:使用水云模型模拟显示春季小麦地块的灌溉事件可导致C波段的雷达后向散射系数变化超过1 dB,灌溉信号可被绝对辐射精度优于1 dB的雷达卫星探测;基于时序雷达后向散射系数分析显示,灌溉事件导致C波段雷达后向散射系数呈现明显的先增大后减小的时域特征,与降水事件不同,灌溉事件导致雷达后向散射系数呈现明显的局地变化特征。以本文提出的方法提取研究区的灌溉面积,结合实地调查样本检验,结果表明灌溉面积的总体提取精度为76.6%。小麦返青期第一次渠灌面积约为9.20万亩,小麦拔节期第二次渠灌面积约为10.64万亩。此外,由于井灌区和渠灌区存在明显的时差,基于雷达遥感信息可对不同水源的灌溉区进行探测,研究区井灌面积约为3.9万亩。基于高频次的雷达遥感信息可对灌区的灌溉事件进行探测,本文提出的方法可为区域次灌溉面积调查和流域水资源管理等应用提供技术支撑。

MgO搭配合比式对无机聚合物硬化浆体体积变形及微观结构的影响

无机聚合物制备过程中能耗和碳排放较低、环境相容性好,且具有早期强度高、结构致密性和较好的耐腐蚀性等特点。但与硅酸盐水泥相比,存在收缩大、易开裂等缺陷,严重影响了无机聚合物的应用。通过采用不同活性的氧化镁进行搭配,研究了无机聚合物硬化浆体的体积变形及微观结构的变化。结果表明,不同养护制度下,活性MgO不同搭配合比式对无机聚合物胶砂力学性能影响显著;不同活性MgO搭配的无机聚合物干燥收缩在不同养护制度下表现不同,MgO活性为60、220 s搭配时制备的硬化浆体的收缩值均最低,硬化浆体的改善效果也最好;不同活性MgO搭配加入到无机聚合物胶凝材料中会影响无机聚合物水化放热的快慢和总的放热量;MgO加入到无机聚合物中与水反应生成了Mg(OH)_2,从而改善无机聚合物的收缩性能。

高校理工科实验楼建设管理的研究与思考

学校对科研管理的理念在不断更新,而理工科实验楼不仅是院校独立的教学科研基地,也是多学科的交叉交汇之地,是筑巢引凤的资本。如何解决“拎包入住”“毛坯交付”两种建设理念的冲突,长期困扰着项目管理团队。以复旦大学江湾校区理工科实验楼的建设为例,对两大理念进行详细分析并对传统的理念进行改进与发展。

悬浮式运动地板的质量控制分析

悬浮式运动地板与普通地板相比具有更高的回弹效率和抗变形能力,因此专业性极强,其安装要求远高于普通地板,对施工技术有极高的要求。在复旦大学江湾校区综合体育馆项目的建设中,结合国内外地板安装工艺研究制定了专项施工方案及细则,在整个工程中统筹兼顾,充分发挥各方在施工过程中的职能,采取最为科学合理的施工工艺以确保施工进度,提高工程质量。

陶粒的FeCl3负载改性及对重金属的吸附行为

为提高多孔陶粒在高重金属离子含量环境中的吸附容量和稳定性,采用焙烧法对多孔陶粒负载改性,研究了陶粒在FeCl3溶液中的浸渍次数、FeCl3溶液浓度及焙烧温度对陶粒表面形貌和重金属离子去除率的影响,确定了负载制备改性陶粒的最优工艺参数:FeCl3溶液浸渍3次、FeCl3溶液浓度为1.5mol/L、焙烧温度为650℃.在高重金属离子含量条件下,改性前后陶粒对Cu2+的吸附量由0.188mg/g增加至0.897mg/g,Cu2+浸出率由3.52%降低至0.96%;改性陶粒对Pb^2+、Cu^2+、Cd^2+的去除率分别为15.0%、22.4%、50.1%,较未改性时分别提高了6.7倍、7.9倍和8.7倍.

淡水壳菜对大型输水工程混凝土表面侵蚀及防护措施研究

输水工程混凝土结构服役过程中常遭受生物侵蚀,侵蚀机理研究以及如何防护问题引起关注,侵蚀防护措施中要综合考虑防除效果、环保性、可操作性及成本问题,但可应用实际工程的很少,有关混凝土生物污损问题目前无法有效解决。鉴于华南地区某大型输水工程存在淡水壳菜侵蚀的问题,研究了淡水壳菜对混凝土面的侵蚀作用,对比分析了多种涂料涂覆方法的效果,确定了工程处理措施。研究表明,淡水壳菜形成的污损体系共同对混凝土表面产生侵蚀破坏,淡水壳菜通过生命活动,分泌有机酸对混凝土中的Ca(OH)_2和C-S-H凝胶进行腐蚀;通过呼吸产生CO_2使混凝土碳化,导致混凝土芯样的pH值下降。结合已建工程特点,采用混凝土面布设涂层的措施进行防护,现场涂覆试验和挂板试验,结果表明:BX涂料具有很好的防护效果。

无机聚合物混凝土的制备及其在海堤建设中的应用

针对海堤工程遭受海水侵蚀问题,结合广东省千里海堤达标工程,研究开展了无机聚合物混凝土的制备,测试了其工作性能和力学性能,在惠来县西港海堤工程建设中进行了工程应用试验,并对工程应用效果进行了评价。研究结果表明:试配的C40、C50和C60强度等级的无机聚合物混凝土的工作性能和力学性能均较优异。在惠来县西港海堤混凝土面板进行了工程试验,所制备无机聚合物混凝土的工作性能和力学性能满足施工要求,其工作性能与普通混凝土相当,力学性能优于普通混凝土。无机聚合物混凝土的施工时间应控制在4 h以内,施工后的无机聚合物混凝土海堤面板表面颜色较普通混凝土浅,但结构致密,未发现骨料外露和蜂窝孔洞现象,施工效果良好,可为提高海堤的服役寿命及无机聚合物的发展应用提供技术支撑。

旱情遥感监测业务化应用现状、问题与展望

我国干旱灾害频繁发生,损失严重。遥感技术以其快速、经济和宏观的特点,成为旱情监测预警的重要手段。文章首先分析了旱情遥感监测业务化应用国内外现状。目前遥感技术已在大范围、宏观旱情监测方面得到广泛应用,旱情遥感监测已进入业务化阶段。其次探讨了旱情遥感监测业务应用尚存在的一些问题,包括监测指标、遥感数据源、模型适用性、监测精度等。最后对旱情遥感监测业务化应用的未来发展方向进行了展望。

BFRP筋无机聚合物混凝土在江海堤围建设中的应用

在滨海和海洋环境下,钢筋混凝土结构面临混凝土材料的腐蚀和钢筋锈蚀的问题,严重威胁结构的安全。拟采用玄武岩纤维(BFRP)筋替代钢筋,无机聚合物替代硅酸盐水泥,制备BFRP筋无机聚合物混凝土结构。结果表明:BFRP筋具有优异的力学性能,在模拟海水中浸泡1 a,其拉伸强度仍高于常规钢筋;无机聚合物混凝土具有优异的抗海水侵蚀性能,其抗氯离子渗透性能和抗硫酸盐侵蚀性能明显优于普通混凝土。将BFRP无机聚合物混凝土应用于广东省惠来县西港海堤建设中,现场检测结果表明:无机聚合物混凝土工作性能和力学性能均达到设计要求;面板表面结构致密,施工效果良好。

多孔生态混凝土孔隙水环境碱性降低措施研究

多孔混凝土多作为植生混凝土的骨架,在其孔隙中由于胶凝材料层会释放大量的碱性物质,p H值高达13左右,远高于南方土壤的p H,会导致植物不适合在植生混凝土上顺利生长,为此,开展了降低多孔混凝土孔隙水环境碱性的研究。分析了骨料粒径、减水剂、掺合料以及蜡封法处理对多孔生态混凝土孔隙水环境碱性降低的效果。研究表明,降低多孔混凝土中孔隙平均孔径有利于降低混凝土孔隙水环境的碱性,适当增大高效减水剂的掺量以及在水泥中掺入一定掺量的矿物掺合料,可有效降低多孔混凝土孔隙水环境的p H,采用蜡封法可简单有效地抑制多孔混凝土中的碱性。经过选择适当的粗骨料、掺入高效减水剂与矿物掺合料以及蜡封处理后的多孔混凝土,其孔隙状态和孔隙水环境能满足多孔植生的需要。

混凝土抗海水侵蚀性能试验装置的设计及应用效果分析

海洋工程服役环境下的混凝土结构会遭受多方面的环境因素造成侵蚀和破坏,甚至会破坏钢筋的钝化膜,产生膨胀性的腐蚀破坏。我国尚无评价混凝土抗海水腐蚀性能的相关标准规范,本文设计了1套抗海水侵蚀性能试验装置和评价方法,设计过程中综合考虑了海洋环境下海水的侵蚀、水位变化导致的干湿交替以及海浪的冲击等综合因素,参考国内外混凝土抗硫酸盐侵蚀、抗硫酸镁侵蚀的试验方法和评价指标。该方法与直接浸泡法、干湿交替法(人工海水浸泡20 h后大气环境下干燥4 h)进行对比试验,体现了海洋的实际环境,考虑了多因素的影响,可有效评价混凝土抗海水腐蚀性能。

近20年塔里木河干流生态环境变化遥感监测分析

针对塔里木河流域综合治理后生态环境的变化状况及植被的恢复状况等热点问题,基于遥感时空变化分析方法从土地利用、地表水体和植被覆盖度的时空变化方面分析了近20年来塔里木河干流生态环境的变化状况。结果表明:(1)塔里木河干流土地利用受到人类活动的影响显著,自2000年以来,塔里木河干流耕地面积增加显著,净增2 229 km^(2),草地面积整体下降,萎缩3 157 km^(2);(2)综合治理以来,下游河段2009-2018时段水体出现频率明显高于2000-2008时段,水体出现频率提高约15%;(3)2000年以来,塔里木河流域的植被覆盖度持续增加,特别是下游河段植被覆盖度增加明显,覆盖度增加18%。但中、上游流域的植被覆盖度的增加趋势主要贡献来源于耕地,中上游地区耕地的增加仍会对塔里木河流域的生态保护和恢复造成一定的影响。

复杂环境背景下绝缘子缺陷图像检测方法研究

针对处于复杂的环境背景下的电力绝缘子以及绝缘子缺陷的检测存在检测精度低、检测速度不高的实际问题,提出了一种改进YOLOv4(you only look once v4)算法的电力绝缘子图像以及存在缺陷的绝缘子检测的方法。通过制作电力绝缘子以及绝缘子存在缺陷的数据集,使用K-均值聚类(K-means)算法对电力绝缘子图像样本进行聚类,获得不同大小的先验框参数;然后通过改进平衡交叉熵(balanced cross entropy,BCE)引入一个权重系数,来增加损失函数的贡献程度;最后,通过增加空间金字塔池化结构(spatial pyramid pooling,SPP)前后的卷积层来加深网络的深度。实验结果表明,改进模型的单张检测时间为3.27 s,对于绝缘子缺陷平均检测精度比原始的YOLOv4算法提升了24.36%。同时通过改进后的YOLOv4算法在测试集上的平均精度均值(mean average precision,mAP)的值为84.05%,比原始的YOLOv4算法提升了17.83%,充分说明了能够很好的定位和识别电力绝缘子图像存在的缺陷。

防护淡水壳菜涂料性能分析及工程实践

我国多地已建输水构筑物存在淡水壳菜侵蚀,目前普遍采用涂覆涂料的方法进行防护。从低表面能和高致密性角度考虑选用水泥基渗透结晶型防水涂、有机硅烷/水泥基渗透结晶型、环氧树脂/硅胶、地质聚合物等4种涂料,对比不同涂料的性能,并进行现场混凝土板的抛掷试验和工程现场原位防护试验。结果表明:4种涂料中,环氧树脂/硅胶涂料的显微硬度小,但接触角大、涂层吸水率小、耐酸性好;涂覆环氧树脂/硅胶涂料的挂板以及工程现场混凝土表面基本不吸附淡水壳菜,涂料表面未发现有明显的破损或开裂,防治淡水壳菜效果良好,而涂覆其它涂料的挂板表面已吸附大量的生物,防护效果较差,部分区域淡水壳菜已成团并直接嵌入式附着于混凝土表面,无法有效对水生物的附着及腐蚀进行防护。