联合Sentinel-3雷达测高和光学影像的青藏高原典型湖泊水量变化估算

青藏高原湖泊对气候波动表现出高度的敏感性,其动态监测数据为区域甚至全球气候变化研究提供重要证据。受恶劣自然环境的限制,青藏高原大部分地区缺乏实地观测数据,现有的青藏高原湖泊变化分析,多基于遥感,湖泊水位与面积等数据通常来自不同卫星,数据之间存在时间上的偏离。本研究融合Sentinel-3 SRAL(SAR Radar Altimeter)雷达测高数据与相同卫星搭载的Sentinel-3 SLSTR(Sea and Land Surface Temperature Radiometer)光学影像监测了2016年4月—2022年9月青藏高原四个大型湖泊(阿牙克库木湖、色林错、青海湖、纳木错)的水位及面积变化。通过将监测结果与实测水位及与DAHITI水文产品对比分析,确认Sentinel-3雷达测高数据能够准确地反映高原大型湖泊水位的周际和月际变化特征。结果表明:(1)四个湖泊的水位在监测期内逐年上升,分别上涨了3.01 m、2.04 m、1.62 m、0.28 m。四个湖泊的面积与水位季节变化特征一般表现为:夏季季风期湖面显著增大,非季风期逐渐减小。(2)湖泊水位在第二季度最低,第三季度末或第四季度初上升到峰值。四个湖泊的水量在监测期内也均呈现出不同程度的涨幅,其中青海湖的水量增长最大,达到了7.381 km^(3);纳木错水量变化最小,监测期间仅增长0.072 km^(3)。(3)比较DEM估算水量法和经验公式法分别拟合出的水量线性变化趋势,证明基于Sentinel-3数据进行的湖泊水量估算的准确性。(4)以阿牙克库木湖为例,通过探究其水位周变化与降水量日变化之间的对应关系,证明了降水是湖泊水位变化的主要影响因素。本研究利用Sentinel-3同时具备光学影像和测高数据的优势,避免使用不同卫星数据组合由于时间延迟而造成结果的不确定性,为青藏高原的水资源平衡研究提供了独特的数据应用方案。

基于相对转角与位移的空心板桥铰缝损伤识别

针对现有空心板梁桥铰缝损伤的研究中,对传统铰缝理论在实际铰缝内部受力状态及传力机制分析不足的问题,在考虑剪切传递和侧向力基础上,建立弹簧铰缝的铰缝力学模型,推出铰缝损伤程度计算公式,代入相对挠度、剪力和相对转角,计算出铰缝损伤程度,定位损伤位置。研究发现,铰缝的受力状态较为复杂,因此若只考虑剪切传递并不完整,铰缝的侧向力也十分重要。依据既有铰接板理论,考虑铰缝的侧向力、损伤和变形,提出相应假设,建立铰缝力学模型和空心板桥计算模型。基于侧向力和剪切力产生的板梁相对转角和相对位移,建立了弹簧铰缝的力学模型,推出铰缝损伤程度的计算公式,并结合数值计算结果验证了理论模型的有效性,将相对挠度、剪力和相对转角代入公式,计算损伤程度,可有效发现铰缝损伤部位和计算损伤程度。结果表明,加载区域越接近损伤位置,损伤定位的精确性越显著,损伤程度识别结果的准确性越高。