基于Swin Transformer目标全景分割的三峡库首土质滑坡识别

【目的】滑坡识别是解决山区地质灾害隐患在哪里的关键。尤其人工智能是深度学习方法开始被广泛应用于目标识别领域,但对于多植被山区复杂环境下的滑坡隐患识别,存在着模型单一、精度较差等问题。【方法】故文章提出一种基于Swin Transformer(Shift Windows Transformer)作为骨干网络结合目标全景分割的智能识别方法,对三峡库首区域土质滑坡开展识别。将三峡库首的485处土质滑坡制作成样本集,并分为训练集和测试集。将训练集加载进Swin Transformer模型中进行训练,模型采用自注意力机制对训练集提取特征,构建特征图,测试集验证特征图的识别精度,保留识别精度最高的特征图。最终以此实现滑坡目标与背景区域的有效区分进而完成隐患识别,同时与DeepLab V3模型进行对比。【结果】结果显示:Swin Transformer模型在识别精度和识别速度上都要高于DeepLab V3模型,在三峡库首的试验中准确率可以达到83.55%,单张图片预测时间为0.18 s。【结论】结果表明:该方法能够在多植被山区复杂环境下快速识别土质滑坡,可为多植被山区的滑坡灾害调查提供参考。

三峡库首区蓄放水重力效应模型的构建与观测

通过高分遥感影像精确提取三峡库首区水体边界,对水体部分构建精密的离散化数值模型,模拟计算三峡库首区在不同蓄放水位产生的重力效应,并对秭归站2017年gPhone 101重力仪与茅坪站2019~2021年gPhone 113重力仪的连续观测数据进行精细预处理。结果表明,在145~175 m蓄水过程中,模拟得到不同蓄水高度(间隔5 m)对岸边的重力变化值分别为0~28μGal、0~47μGal、0~60μGal、0~97μGal、0~170μGal、0~210μGal。当蓄水位升高5 m时,离岸2 km范围内存在10~20μGal的影响;当蓄水位升高30 m时,离岸5 km范围内存在30~40μGal的影响。重力残差主要反映水文重力效应信息,秭归站重力残差记录到约40μGal的重力变化,茅坪站重力残差记录到约50μGal的重力变化,重力变化趋势和水位变化呈现非常好的一致性,验证了模型模拟结果的准确性,可为三峡库首区及其岸边稳定性监测提供参考。

基于特征优选和机器学习的第四系空间信息提取研究

【目的】第四系土体是土质滑坡的主要物源,其分布及厚度是开展土质滑坡隐患识别的重要基础。随着机器学习技术的兴起,图像分类技术与人工智能算法结合已成为遥感识别的主流。【方法】以三峡库首秭归向斜盆地为研究区,以Landsat-8影像为基础数据源,以区内现有土质滑坡数据构建样本,采用机器学习软件EnMAP-Box,建立第四系厚度及空间分布信息的随机森林分类模型,筛选出用于识别第四系土体厚度的最优特征子集,得出第四系相对厚度空间分布。【结果】结果表明:Landsat-8遥感影像的光谱特征、主成分、植被指数、湿度、坡度、绿度、均值等与第四系厚度具有强相关性,可作为识别第四系土体厚度的重要特征因子;随机森林模型能有效识别第四系土体厚度信息,且对岩质区提取精度较高;经实地调查验证,模型性能均衡,预测结果合理,可用于多植被中低山区环境的第四系识别。【结论】研究成果可为土质滑坡隐患识别和风险防控提供重要数据支撑。

基于改进时序胶囊网络的油藏生产动态分析模型

我国许多油田的主力开发区块已逐渐进入高含水期,地下油藏复杂,含水量逐步上升,产油量下降。提高对现阶段油田开发生产规律和开采状况的准确认识,对研究油田生产动态变化规律以及制定油田开发策略具有重要意义。针对油田生产动态变化规律的问题,本文提出一种基于改进时序胶囊预测的油藏动态分析模型。首先,应用双向门控循环单元来捕捉油田数据中的时序特征,提升模型对时序信息的建模能力;其次,用多头注意力深度卷积层捕捉初级时序特征信息,高效地提取序列的长距离依赖关系和复杂特征表示;最后,在动态路由算法中引入注意力机制,让高级胶囊更好地关注重要特征,从而提高信息传递的效率和准确性。为验证本文模型有效性,将油田的时序数据作为输入,通过改进胶囊网络模型输出预测日产油量。将改进的胶囊网络与ResNet、LeNet5等9种模型进行对比。实验结果表明,改进后的胶囊网络的预测精度更高,可达到94.5%。

统计预测模型对三峡库区诱发地震预测的应用

通过实地考察并结合前人的研究成果,在地震地质背景研究的基础上,将长江三峡工程坝址至巫山库段划分为5个预测区共12个预测单元,选用8个诱震因素,运用统计预测模型预测了水库诱发地震的可能性及诱发地震震级。结果表明,库水蓄至最高水位,三峡工程坝址至巫山库段中多数预测单元诱发微震和不发生地震的概率值高,无震可能性较大。但九湾溪断层沿线、仙女山断层库段具备诱发3.0～4.5级或4.5～6.0级地震的可能;考虑到龙会观5.1级地震与高桥断裂的关系,预测结果显示高桥断裂沿线具有诱发强烈水库地震(≥6.0级)的可能性,其预测概率值为0.23。

梯级水电系统组合优化调度方法研究

文章提出两种基于Ｌａｇｒａｎｇｅ松弛技术的梯级水电系统优化调度算法，能够综合处理离散运行区间，最小启停机时间等离散约束、水库间的水力耦合网络约束以及水头影响。基于实际系统数据的数值仿真，表明了该算法的有效性和实用性。

出山店水库表孔低水头大单宽流量消能方式研究

由于出山店水库下游河床水位低且水深变幅较大,能量较为集中,对下游冲刷严重,传统消能方式很难满足工程需求。本文结合出山店混凝土坝下消能防冲实验研究成果,对宽尾墩的水流特点、掺气特征、消能效果等进行了探讨,再通过数值模拟得出的水面线计算成果与实验结果吻合良好。最后,经过模型试验、数值模拟的结果进行比选,得出溢流表孔采用底流消能同时联合T型墩、非完全宽尾墩等辅助消能方式的消能率有所提高,消能效果提升明显。本研究可为类似的低水头、大单宽流量、低佛劳德数水库消能设计与试验研究提供参考。

松辽盆地两江地区油成藏模式及其控制因素

分析松辽盆地两江（松花江、嫩江）地区油藏类型及其与油源的空间位置及油运移方式，认为该区油藏形成有４种模式：构造高部位与砂体匹配构成的背斜及构造．岩性油藏、烃源岩内油初次运移形成的砂岩透镜体油藏、断层沟通烃源岩与断续条带状和透镜状砂体形成的断层－岩性油藏、构造应力和流体高压匹配形成的泥岩裂缝油藏。在此基础上，分析认为该区油藏形成与分布的主要控制因素是：烃源岩成熟区、良好盖层区域分布、断裂发育程度、油运移方式。图４表１参２（傅广摘）

关于煤层气排采动态变化机制的新认识

对于影响煤层气排采动态的几个基本地质问题,从新的视角进行了分析。在此基础上,基于沁水盆地南缘寺河区块3号煤层上覆含水层的水文地质条件和岩石物理性质,模拟了煤层气井排采过程中储层压力降漏斗的大小,求出了储层压力降漏斗影响下煤层气解吸、产出的量值,得到的模拟排采曲线与实际排采曲线变化趋势吻合较好。本文认为,煤层中只有少量束缚水和一些重力水;煤层气井压裂增产形成的压裂缝使得煤层与顶板以上的含水层相互贯通,煤层气排采时抽排的地下水实际上应是煤层顶板上方含水层的承压水;抽水形成承压水头降落漏斗(即储层压力降漏斗),其影响范围内的煤层气得到不同程度的解吸和释放,这就是煤层气排采的动力学机制。

东濮凹陷古潜山勘探潜力分析

东濮凹陷古潜山含油层系多，于太古界、下古生界、上古生界和中生界都有含油层系分布，发育下第三系和上古生界两套烃源岩。根据烃源供给方式的差异，可将潜山成藏模式分为新生古储、古生古储、多源古储和多源中储４种类型，其分布范围广，经多年勘探，在各类潜山中都见到较好的油气显示，表明东濮凹陷潜山勘探具有良好前景。但多年勘探未获突破，究其原因，除地质条件外，钻探中系统工程不配套也是制约古潜山油气藏及早发现的重要因素。图３表１参１（袁先春摘）

三峡水库不同运行期库首水温分层特性及生态效应

为了解三峡水库库首2003—2018年的水温变化特征及其对生态环境的影响,基于庙河断面实测资料,采用LSTM-Logistic模型模拟分析了库首多年水温结构特性,并探讨了其变化对库区支流库湾水华的影响和对坝下鱼类产卵水温的影响。结果表明:LSTM-Logistic模型能较好地适用于三峡水库,准确地模拟水温的逐日变化过程;2006—2013年,三峡水库库首每年4—6月均出现了水温分层现象,从2014年开始,水温垂向差异变小,水温不分层,且春季、秋季和冬季水温升高,下泄水温进一步平坦化;三峡水库库首水温长期变暖的趋势,会使支流库湾倒灌异重流潜入深度上移,从而改变异重流倒灌形式,降低库湾水华风险;梯级水库蓄水缓解了春季下泄低温水的不利影响,但秋冬季水温的升高对中华鲟繁殖造成了进一步威胁。

一种定量测定油藏岩石润湿性的新方法

在前人工作基础上，建立了一种定量测定油藏岩石润湿性的新方法，即经改进的自吸速率法。该测定方法所依据的原理是，当岩石与流体接触时，其表面的润湿性是影响自吸速率的一个关键因素。通过采用无因次时间（ｔＤ）代替实际自吸时间，可以消除油／水界面张力、液体黏度、孔隙结构，以及岩心的形状与尺寸等其它因素对自吸速率的影响。由自叹过程中所测得的拟毛管压力曲线，可定量确定岩石表面在某一特定条件下的润湿指数（ＷＲ）。 ＷＲ值越大，则水湿性越强。 ＷＲ值的大小，既取决于自吸速率，又取决于自吸的液体总量。在进行自吸实验时，将岩样吊挂在电子天平上，并浸入盐水中。盐水组成应与建立束缚水饱和度时所用盐水相同。自岩样浸入盐水的瞬间开始，记录岩样质量随时间的变化，直至岩样质量保持恒定时为止（通常约需７２ｈ）。根据每一时刻岩样质量的变化和油、盐水的密度差，求出该时刻油相的自吸采收率（Ｒｉｍ），井绘制每一岩样的Ｒｉｍ与ｔＤ关系曲线。然后分别计算不同ｔＤ值所对应的拟毛管压力（Ｐｃ，ｐｓ）和水饱和度（Ｓｗ），并绘制出每一岩样的Ｐｃ，ｐｓ与Ｓｗ关系曲线。根据该曲线的下包面积，求出每一岩样的润湿指数（ＷＲ）。实测结果表明，使用该方法测得的润湿指数与使用传统?

井口水温与热储层温度关系的有限元模拟及实例剖析

热储温度是地热研究和地热资源开发中一个重要参数,但直接测量深部热储温度有时有困难。笔者在建立围岩体热动态方程和将热水井作为热管降温的热动态方程的基础上,以有限元法对围岩体的热过程和热水井的温度场进行分析研究,并以北京、冀中和湛江地区的热水井为例,揭示井口温度与热储温度之间的函数关系,从而求得热储温度或预测井口温度。

考虑水头影响的梯级水电系统优化调度算法研究

提出一种基于Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ松驰技术的梯级水电系统优化调度算法，能够综合处理离散运行区间、最小启停机时间等离散约束、水库间的水力耦合网络约束以及水头影响。基于实际系统数据的数值验证表明了本算法的有效性和实用性。

水库网箱仿生态养殖大规格鳙鱼技术

水库网箱仿生态养殖鳙鱼，是一种投入低、效益高的养殖方式，经过7个月的生长期，每箱可产鳙鱼250-300kg。

三峡库区架空墩式散货码头结构模态分析

架空墩式码头结构是适用于三峡库区大型散货码头的新结构型式。本研究以重钢环保搬迁大型散货出口码头为例,采用有限元法对其码头结构建立三维有限元模型,并进行模态分析,在得到结构的各阶模态后,提取关键模态分析结构的振形特点。最后,结合码头的基本工况,评价码头结构的安全性。

基于移民调查的三峡库首地区人口、耕地资源及生态环境状况分析

对三峡库首地区秭归、兴山、巴东等县人口、耕地资源和农业生产力状况进行了统计,并选择库区典型乡镇移民户作为调查对象,点面结合地分析了移民安置对三峡库首地区人口、耕地资源和生态环境状况的影响。结果表明,移民搬迁过程中,库首地区各县乡镇总人口降低,蓄水影响到的移民户基本都得到了妥善安置,农村劳动力资源未明显下降;三峡工程蓄水后,库首地区低海拔区域的耕地被淹没,农村可用耕地总量减少,人地资源矛盾比较突出;在耕地总量和人均耕地面积降低情况下,秭归县粮食、柑橘和蔬菜种植面积和产量仍稳步提高,库区农业生产保持稳步发展;移民搬迁以后,库首地区农村的居住环境、住宅条件、生活条件和交通条件均较移民前有明显改善,农户普遍评价较好,淹水对农村生态环境状况有一定影响,存在自然灾害和病虫害增多、农村废弃物处理设施不足等问题,库区生态环境问题应引起政府的足够重视。

板桥—北大港地区深层碎屑岩储集层特征及影响因素研究

板桥一北大港地区深层（３５００ｍ以下深度）沙二段、沙三段发育以深水浊积扇、扇三角洲和冲积扇指状砂坝为主的碎屑岩沉积体系。为了评价深层砂岩的储集性能，在沉积特征研究的基础上，利用岩石薄片、阴极发光、扫描电镜、Ｘ－衍射、镜质体反射率等分析手段，研究深层碎屑岩储集层的岩石学特征、成岩作用及成岩演化阶段。研究结果认为，沉积相类型、异常高压和成岩演化对板桥—北大港地区储集层性能有重要影响，孔隙类型以次生孔隙为主，发育两个次生孔隙带，有机酸和ＣＯ３是导致次生孔隙形成的直接因素。图５表１参３（李建国摘）

水库清淤技术──吸头清淤装置系统的研究

吸头清淤装置系统是主要适用于中小型水库泥沙处理的水库清淤系统，该装置的结构主要包括顺次连接的吸头、水库内软管及水库外输沙管，库外输沙管末端设一阀门以控制流量．根据试验研究成果，着重探讨了该系统的基本组成部分即吸头的结构设计，也就是最优吸头参数选择问题，并就该装置系统的输沙管道长度、管径以及系统工作水头等因素对系统清淤效率的影响进行了分析．通过分析，表明吸头清淤装置系统具有以下特点，如结构简单，操作灵便，清淤时耗水量小，又不需提供其他动力，而是利用水库水体的能量进行工作，可作为发展中国家和地区解决中小型水库淤积问题的技术措施．

枯竭油气藏储气库钻井技术

钻注采井是建设枯竭油气藏储气库的重要环节。在建设大张坨储气库时 ,大港钻采工艺研究院对枯竭油气藏地下储气库注采井的钻井工程进行了详细研究 ,形成了该类储气库注采井的钻井技术 ,并对大张坨、板876、板中北高点地下储气库进行了钻井工程设计。从完井测试及注采生产情况来看 ,应用效果较好 ,基本能够满足储气库建设的要求。文章以大张坨储气库为例 ,从井口布置及井眼轨道优化、井身结构设计、套管柱设计、套管柱设计、固井设计、钻井液体系和储层保护设计、重点施工措施以及钻探效果等方面阐述了利用枯竭油气藏建地下储气库的钻井技术。