专题文献 更多>>

关键词： 生态脆弱性遥感评价   VSD模型   AHP-PCA评价方法   评价指标参数体系   川西高原康定市  

摘要： 康定市作为我国长江上游生态安全屏障区域的组成部分,在区域生态安全建设中具有重要的生态地位。其地处川西高原与东部盆地西缘山地的接触带,区内谷坡陡峭、地质结构复杂、自然灾害频发,使得康定市本身就具有一定的脆弱性,加之频繁的农牧业活动和工程活动使得康定市生态环境质量不断降低,水土流失、草原退化问题突显。近年来,相关部门虽然加强了对森林、草地和水域的保护,但对康定市生态脆弱性动态变化趋势、时空分布特征和其脆弱性驱动机制的相关研究仍然比较欠缺。本论文正是基于康定市这样的生态环境背景,利用VSD（Vulnerability-Scoping-Diagram）模型来构建生态脆弱性评价指标体系,选择AHP-PCA相结合的评价方法来开展康定市生态环境脆弱性遥感动态监测与评价研究,通过分析生态脆弱性的时空格局分异特征和其背后驱动力因素之间的空间分层异质性关系,以期为康定市生态环境的修复、保护和可持续发展提供建议。本文主要研究成果与认识如下:（1）2011～2019年康定市暴露度、敏感性和适应性时空分异明显。2011～2019年间康定市暴露度的空间分布格局主要呈现为南部及东北部高、中部低;敏感性的空间分布格局主要呈现为东北部低、中部高;而适应力主要呈现中东部地区高,向外依次递减的空间分布格局。2011～2019年康定市整体暴露度呈现先上升后下降的变化趋势;整体敏感性呈现不断下降的趋势;整体适应性呈现不断增强的变化趋势。（2）2011～2019年间康定市生态环境质量中等,脆弱性指数呈下降趋势。2011～2019年间康定市的脆弱性指数分别为0.596、0.544、0.533,整体呈下降趋势,但各个阶段的变化不同,2011～2015年整体的脆弱性指数减少最快,2015～2019年脆弱性指数稳中略降,通过统计各等级脆弱区的面积可知,中度及轻度脆弱区面积占比超过了总面积的90%;从脆弱性指数看,康定市的生态环境质量处于中等水平,脆弱性整体为轻度。综上证明了康定市在生态系统自身恢复力的基础上,开展全市“清四乱”、“三边三化”,森林防火禁火令,废弃矿山整治、城市工业污染治理等行动,落实还草还林政策,对研究区生态修复具有重要作用。（3）通过综合分析2005年、2010年、2015年生态环境脆弱性水平分级结果的单一动态度结果发现2011～2019年间康定市不断地完善体制机制,加强生态环境建设和保护措施建设,使得这几年的中度及以上水平的脆弱性面积不断减少,中度及以上脆弱水平的单一动态度分别为10.96%和2.81%;分析综合动态度发现2011～2015年康定市的生态脆弱性水平的综合动态度变化幅度远大于2015～2019年间的综合动态度,表明地区的生态环境脆弱性修复有了质的提升;2011～2019年间的整体变化速率为0.11%,在整个研究期间以潜在脆弱和微度脆弱面积的增加,重度脆弱面积的减少为主要的变化趋势,其他脆弱性面积在研究期间虽有上下的浮动,但是从生态脆弱性指数来看,整个研究区的生态环境变化趋势向好。（4）通过地理探测器中的因子探测模型和交互作用探测模型对康定市驱动因子进行定量化统计分析,结果表明植被含水量与研究区脆弱性的空间分布相似性最大,其次植被覆盖度、土壤含水量、土壤侵蚀程度和生物丰度指数这5个因子为影响康定市2011～2019年期间生态环境脆弱性空间分布变化的主要驱动因子;再利用地理探测器中交互作用探测统计分析模型对指标间交互作用进行分析,结果表明解释力较大的前8个驱动因子中任何两个驱动因子的交互作用均表现为增强,说明不存在单独起作用的驱动因子,康定市生态脆弱性的空间分布受多种环境因素共同作用影响,而非是某一特定的环境因素决定。

关键词： 乌东德水电站   蓄水淹没区   土壤重金属   MIKE 21   数值模拟  

摘要： 由于中国市场经济的迅速发展,大量富含重金属的化学物质已经被应用到了许多生产和生活领域之中,并随人们活动的影响而进入到土壤或水体等环境介质之中,从而导致了土壤、水体的有毒重金属污染问题日益突出,而有毒的重金属物质又由于其具有极易富集、无法分解、危害性极大等特点,受到了社会的广泛关注。乌东德水电站库尾攀枝花河段两岸分布有众多的矿产企业,当水电站蓄水时,库尾攀枝花河段岸边部分土壤将会被淹没,土壤中的重金属在土-水界面会发生迁移转化,可能会对库尾的水体水质产生不利影响。基于此,本文选取乌东德水电站库尾攀枝花河段作为研究对象,评价了土壤重金属的污染特征,分析了在淹没条件下土壤中重金属的释放过程,模拟预测了在蓄水淹没状态下土壤重金属释放对库尾水体水质的影响,论文的主要研究成果及结论如下:(1)乌东德水电站库尾攀枝花河段岸边土壤重金属污染评价结果表明,乌东德水电站库尾攀枝花河段岸边土壤重金属污染水平整体达到了V级重度污染水平,其中土壤重金属Cd、V、Cu污染较为严重,土壤中重金属Cd存在较强的生态风险,对区域周边的生态环境安全构成了潜在威胁。(2)乌东德水电站库尾攀枝花河段岸边土壤淹没释放实验显示,在整个土壤淹没释放实验期间,土壤中重金属Cr主要呈释放特性,土壤中重金属Cr释放的平均速率为0.0007μg/d;土壤中类金属As主要呈释放特性,土壤中类金属As释放的平均速率为0.0013μg/d;实验期间上覆水样中溶解态重金属Cd的浓度均在仪器检测线以下,土壤中重金属Cd的释放可忽略不计。土壤在淹没状态下,重金属Cr、As、Cd的释放量很小,不会对水体水质产生明显影响。(3)为模拟库区在蓄水状态下土壤重金属释放对库尾水质的影响,构建了库尾研究区域河段MIKE水动力-水质模型,模型模拟预测结果显示,当乌东德水电站按照丰水期(P=10%)、平水期(P=50%)以及枯水期(P=90%)不同入库流量下进行蓄水时,库尾水中溶解态金属Cr与As的总含量浓度均可以达到国家地表水环境质量标准中的I类水质标准要求。水体中的重金属浓度会受到重金属自身性质、外界条件的变化以及库区上游来流量大小变化等多种因素共同影响,土壤淹没后重金属释放量很小,库区对来流量的调控也会对土壤中释放的重金属起到一定稀释作用,土壤中重金属的溶出释放不会对库尾水体水质产生明显影响。

关键词： 海平面上升   氮负荷增加   生态系统净CO2交换   生态系统呼吸   短叶茳芏沼泽湿地   大潮日   闽江口  

摘要： 海平面上升和氮负荷增加是入海河流河口面临的两个主要全球性环境问题。揭示河口潮滩沼泽湿地CO垂直通量对两者以及交互作用的响应,对于科学评估全球气候变化背景下的河口潮滩沼泽湿地生态系统蓝碳碳汇功能具有重要的科学意义。河口潮滩湿地是海平面上升的敏感区域,也是入海河流径流和人类活动影响下的氮负荷增加的重点关注区域。河口沼泽湿地周期性的潮汐淹水使湿地生态系统出现明显的干湿交替。本研究以闽江河口鳝鱼滩中潮滩微咸水(Brackish)短叶茳芏沼泽湿地为研究对象,在野外原位操作实施模拟海平面上升处理(SR)、氮负荷增加处理(NE)以及两者交互作用(SR+NE),2019年8月-2020年1月以及2020年6-10月每月选择连续两天大潮日,在白天的涨潮前1 h,平潮阶段及落潮后1 h 3个时段,运用透明静态箱(或遮光布遮光)+Li-6800光合作用仪对短叶茳芏湿地生态系统净CO交换(Net ecosystem exchange of carbon dioxide,NEE of CO,简写为NEE)和生态系统呼吸(Ecosystem respiration,ER)进行测定,进而推算总的生态系统生产力GPP(Gross primary productivity)(GPP=ER-NEE)。(1)在2019年8月-2020年1月(平水年份),模拟海平面上升对河口微咸水沼泽湿地NEE、ER无显著影响(P>0.05);在2020年6-10月(枯水年份),模拟海平面上升显著促进了河口微咸水沼泽湿地的NEE(增加27%)(P<0.01),对ER无显著影响(P>0.05)。(2)在2019年8月-2020年1月(平水年份),模拟氮负荷增加显著提升了河口微咸水沼泽湿地的NEE和ER,与对照组比较,分别增加了52.3%(P<0.001)和51.8%(P<0.01);2020年6-10月(枯水年份),模拟氮负荷增加显著促进了河口微咸水沼泽湿地的NEE的小幅增加(增加3.6%)(P<0.001),但在极度干旱的6-8月,抑制了NEE(减少10.9%),气象干旱下氮负荷增加处理对ER产生呈促进作用(增加38.6%)(P<0.001)。(3)2019年8月-2020年1月(平水年份),模拟海平面上升和氮负荷增加的交互作用对河口微咸水沼泽湿地的NEE产生显著的促进作用(增加55.3%)(P<0.01),对ER影响不显著(P>0.05);2020年6-10月(枯水年份),模拟海平面上升和氮负荷增加的交互作用对河口微咸水沼泽湿地的NEE(增加8.2%)(P<0.001)和ER(增加30.9%)(P<0.05)起到显著的促进作用。(4)潮汐过程是影响河口沼泽湿地NEE的一个重要因素,本研究的对照处理组,河口微咸水沼泽湿地NEE在潮前1h、平潮阶段和潮后1h并无显著性差异(P>0.05),但是,ER在潮前1h和潮后1h均显著高于平潮阶段,分别高于平潮期154.1%和132.7%(P<0.05);模拟海平面上升处理组,同样,NEE在潮前1h、平潮阶段和潮后1h并无显著性差异(P>0.05)。氮负荷增加促进了植物的地上生物量的增加,平潮阶段NEE比涨潮前1h高出25.5%,但是未达到显著水平(P>0.05),潮前1h和潮后1h的ER分别高于平潮期111.2%和107.9%(P<0.05)。模拟海平面上升和氮负荷增加二者交互作用处理组,平潮阶段的NEE分别高于涨潮前1h和退潮后1h NEE 38.3%和54.9%(P<0.05),涨潮前1h和退潮后1h的ER分别高于平潮阶段84.8%和59.1%(P<0.05)。(5)从整体看,NEE、ER、GPP与湿地水温、气温、土温均呈正相关关系(P<0.05),与土壤电导率呈负相关关系(P<0.05),NEE与PAR具有极显著的正相关(P<0.001);NEE与潮汐淹水深度呈显著的正相关(P<0.05),ER、GPP与潮汐淹水深度呈负相关关系(P<0.05),逐步多元回归分析表明:气温和平潮时水深是影响NEE的两个关键因子。

关键词： 自锚试桩法   传统静载荷试桩   顶拉抗拔桩   上下段桩相互作用   模型试验   数值模拟  

摘要： 目前针对单桩承载力测试最可靠的方法仍是传统试桩法,但该法费时费力且存在试验设备加载能力不足的缺陷。如果利用桩身的自承载力,互相提供作用力,将会解决上述所面临的问题,这种方法称为自锚试桩法。自锚试桩法将桩身分为上、下两个独立的桩段,分别称为上段桩和下段桩,上段桩桩顶作用向上的荷载,下段桩桩顶作用大小相同的向下荷载,其中下段桩的荷载由上段桩的荷载提供,上段桩视为锚桩,该法能分别获得上段桩和下段桩的荷载-位移曲线,再将自锚试桩的荷载-位移曲线转换为传统试桩的荷载-位移曲线,从而确定单桩竖向抗压承载力。自锚试桩方法设计合理,理论可行,但作为一种新型试桩方法仍有许多问题有待研究:自锚试桩的荷载传递规律、上下段桩的相互作用、测试结果转换等。故本文以自锚试桩为研究背景,自锚试桩室内模型试验为主要手段,并结合数值模拟分析,对自锚试桩的单桩荷载传递,上、下段桩的相互影响关系,自锚试桩结果转换等问题展开研究。本文首先针对室内模型试验工况,试验材料以及试验过程等进行说明,再将室内模型试验结果进行整理,得到不同工况下单桩的荷载传递规律。探究自锚试桩上、下段桩相互作用关系以及自锚试桩结果向传统静载试桩结果转换的方法,并利用FLAC3D软件对室内模型试验进行模拟,最后将室内模型试验的实测结果同FLA3D软件计算结果进行比较,相互验证。(1)利用物理模型试验平台,建立不同工况的单桩模型,得到不同工况单桩的荷载-位移曲线、桩身传递规律、桩侧摩阻力分布形式以及桩周土附加应力变化规律,探究不同工况下单桩的荷载传递差异。(2)对比自锚试桩单独加载与自锚试桩同时加载上、下段桩的荷载传递规律的异同,分析下段桩加载对上段桩的作用以及上段桩加载对下段桩的作用。结果表明,加载上、下段桩时,上、下段桩通过土体对另一段桩产生方向相同的拉拽作用,但具体到荷载传递特性及大小方面,其影响可忽略不计。自锚试桩承载力在向传统静载荷试桩承载力进行转换时,可以不考虑上下段桩的相互作用对承载力的影响。(4)利用自锚试桩与传统静载荷试桩的试验结果,对比多种现有的转换计算方法后,确定简单转换计算方法为最优转换法,利用该计算方法对自锚试桩结果进行转换。(5)数值模拟的模型参数采用试验实测数据,数值模拟得出的各试桩荷载传递规律与实测均较为吻合,室内模型试验与数值模拟结果均较为准确。

关键词： 实时变化的混凝土应力   反复荷载   钢筋混凝土粘结性能   理论分析模型   数值模型  

摘要： 保证钢筋与混凝土协同工作的关键在于钢筋与混凝土之间良好的粘结性能。在反复荷载作用下,比如地震作用下,当钢筋与混凝土之间的滑移处于非弹性阶段时,这时钢筋混凝土粘结滑移性能的损伤是一个累积的过程,这种损伤是不可逆的。从而钢筋混凝土粘结刚度退化会导致钢筋与混凝土之间发生更大的滑移。当这种粘结刚度退化发生在结构的关键部位就引起构件的刚度退化,最终会导致结构的抗震能力和承载能力下降。所以,研究钢筋混凝土粘结滑移滞回性能是非常必要的。目前,复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滞回性能的研究主要存在两个问题。一方面,大多数研究都考虑了单调荷载下的粘结滑移关系。在反复荷载下,混凝土保护层可能开始剥落,钢筋可能由于劈裂作用而退化。另一方面,仅有的一些反复荷载模型没有考虑累积滑移,在损伤因子中只考虑控制位移、循环次数和混凝土保护层厚度的影响。在实际工程中,构件不会按照既定的控制位移和时间承受反复荷载。为解决上述问题,提出了一种反复荷载和实时变化的混凝土应力耦合作用下的钢筋混凝土粘结滑移分析模型,同时结合四节点平面粘结单元和ABAQUS子程序提出了相应的数值模型。通过钢筋混凝土拉拔试块初步验证了复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回模型的合理性和可行性。最后通过对锚固缺陷构件的模拟,在构件层次验证了复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移理论模型和数值模型具有良好的预测效果。具体工作如下:(1)提出反复荷载与复杂应力耦合作用下钢筋混凝土粘结滑移理论模型。包络曲线参考了前人提出的复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移经验公式。滞回准则是通过实验数据重新标定了粘结参数,考虑位移的累积作用对粘结性能的影响,引入累积滑移、历史最大滑移描述粘结性能的退化。(2)提出反复荷载与复杂应力耦合作用下钢筋混凝土粘结滑移数值模型。引入平面四节点粘结单元,利用ABAQUS自带的UEL、URDFIL子程序,通过子程序之间交互功能,实现记录每一分析步的滑移量,计算累积滑移,判断历史最大滑移,同时实时更新混凝土的侧向应力。(3)将提出的数值模型应用于锚固缺陷构件的数值模拟。应用于单调荷载作用下柱与基础节点和反复荷载作用下梁柱节点,通过分析位移-拉拔反力、滑移-粘结应力、钢筋应力分布等结果,验证了本文提出的复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移理论模型和数值模型的有效性和准确性。同时,计算结果反映出本数值模型的优势在于能够考虑实时变化的混凝土复杂应力对粘结性能的影响,大多数情况下是采用固定的侧向应力计算通过粘结-滑移本构计算粘结应力,但是钢筋与混凝土的相互作用会使混凝土的侧向应力发生,所以采用固定侧向应力预测粘结性能的办法不可靠,本数值模型预测的结果就可以很好的解决上述问题。

关键词： 积雪反照率   积雪光谱反照率   数值模型   CSRT集成模型   卫星遥感  

摘要： 积雪表面光谱反射率和反照率在地球气候系统中占有重要地位。卫星遥感观测和数值模型过去几十年的积累和发展为积雪辐射传输研究带来了新一轮的契机。然而针对积雪辐射传输遥感观测和数值模拟的对应和融合研究仍然存在以下问题。传统的参数化陆地表面模型仅能模拟宽波段的积雪表面反照率,却无法准确模拟连续精细光谱波段的积雪表面光谱反射率,而连续精细的积雪光谱反射率却是目前大多数卫星传感器的主要观测数据。因此,陆地表面模型模拟与卫星遥感观测有明显的差距。卫星遥感观测的积雪反射信息与陆地表面模型的结合往往是利用直接插入或数据同化的方法将遥感数据融合到陆地表面模型,然而目前少有研究方法能够直接基于陆地表面模型模拟和预测卫星遥感观测的相应波谱范围的积雪反射信息。针对以上科学问题,本论文以黑河流域上游为研究区,分别从高寒山区积雪反照率模型改进及单点尺度上长时间序列积雪反照率重建模型发展、面向卫星遥感观测的寒区积雪辐射传输模型集成、寒区集成积雪辐射传输模型评估及时空无缝的积雪反照率产品制备、基于寒区集成积雪辐射传输模型模拟面向卫星遥感观测的高光谱分辨率积雪反照率四个方面进行了深度的研究,并得到了以下几项主要结果:(1)提出了一种长时间序列单点尺度的积雪反照率重建方案。结合太阳天顶角和方位角的余弦校正法改进了基于ART(Asymptotic Radiative Transfer)模型的高寒山区积雪反照率遥感反演方法。结合Jordan91积雪粒径演化模型改进了基于TARTES(Two-stre Am Radiative Transf Er in Snow model)模型的积雪反照率正向模拟方法。利用半变异函数中的球状模型系统评价了积雪观测站点的空间代表性。提出了一种将高分辨率遥感数据作为中间尺度转换数据,并利用站点数据标定高分辨率遥感数据,进而对低分辨率遥感数据进行真实性检验的简单尺度转换方法。基于积雪观测站点实测积雪属性数据、多源卫星遥感观测数据以及气象驱动数据,驱动改进的积雪反照率反演模型和改进的积雪反照率正向辐射传输模型,进而建立了一套长时间序列单点尺度的积雪反照率模拟方案。新的模拟方案获取的长时间序列积雪反照率数据相比于积雪观测站点实测的“真实积雪反照率”存在11%的低估,而该方案模拟结果相比于NASA(National Aeronautics and Space Administration)的MOD10A1 SAD积雪反照率产品提高了6%的有效精度。(2)提出了一个耦合积雪辐射传输模块、积雪水文模块以及寒区陆面过程模块的寒区集成积雪辐射传输模型CSRT(Cold region Snow Radiative Transfer model,CSRT)。为解决面向卫星遥感观测的积雪反射信息模拟预测问题,本论文耦合了基于GBEHM(Geomorphology-Based Eco Hydrological Model)模型的积雪质量平衡过程与基于FZ06(Flanner Zender)模型的积雪粒径演化过程,耦合了基于GBEHM模型的积雪能量平衡过程与基于SNICAR(Snow,Ice,and Aerosol Radiative)模型的积雪辐射传输过程。此外,通过耦合积雪水文模块与积雪辐射传输模块和积雪粒径演化模块,细致地追踪了太阳辐射能量在积雪层中的传输和吸收过程,该过程大大改善了积雪辐射传输过程模拟的精度。CSRT模型不仅能够模拟基本的积雪辐射参数,亦能模拟积雪过程参数。基于站点的雪深观测数据和基于MODIS的积雪二值数据针对模拟结果验证表明,站点观测的雪深与CSRT模型模拟的雪深的RMSE(Root Mean Squared Error)为14.5 mm。遥感观测的积雪日数与CSRT模型模拟的积雪日数的RMSE为5天,CSRT模型模拟的雪深和积雪日数具有较高的精度。(3)研制了一套黑河流域上游时空无缝的逐小时宽波段积雪反照率数据产品。CSRT模型模拟的宽波段积雪反照率具有良好的精度,其与大冬树垭口观测站和景阳岭观测站实测积雪反照率相比仅存在3%和4%的偏差,CSRT模型的模拟偏差大大低于传统参数化方法10%和14%的模拟偏差。基于CSRT模型,制备了一套2000～2015年黑河流域上游、空间分辨率为1 km、时间分辨率为1小时且时空无缝的宽波段积雪反照率产品。针对新制备的宽波段积雪反照率产品年际变化分析表明,自2000～2015年以来,黑河流域上游平均宽波段积雪反照率呈现波动降低的趋势,降幅为0.03。(4)提出了一种面向卫星遥感观测的高光谱分辨率积雪反照率建模方案。在本论文中,通过引入太阳入射通量光谱分布函数,CSRT模型实现了覆盖整个短波波段高光谱分辨率的积雪反射率和积雪反照率模拟,进而构建了一套面向多源卫星遥感观测的高光谱分辨率的积雪反射信息模拟预测方案。研究结果表明,CSRT模型能够准确模拟大空间尺度、连续时间序列的积雪表面反射率信息。CS

关键词： 天然酯绝缘油   多分支流注放电   数值仿真模型   载流子密度激增   纳米粒子极化效应   纸板屏障效应  

摘要： 研究天然酯绝缘油中流注放电数值仿真模型,对揭示油中流注放电影响因素,提升天然酯绝缘油电气性能具有重要意义。然而,天然酯绝缘油中流注放电呈随机多分支特性,与已有流注放电数值仿真模型计算结果具有显著差异。因此,本文研究了天然酯绝缘油中多分支流注放电的机理、数值建模及仿真,主要研究工作如下:(1)研究了天然酯绝缘油中流注放电载流子密度激增特性与数值建模方法。利用高速相机及流注放电试验平台,观测和分析了天然酯绝缘油中流注放电的载流子密度激增现象,探究了流注放电过程中局部的载流子密度激增特性和影响因素;设计了双针-板电极结构的放电试验,研究了电场对载流子密度激增及流注分支的影响规律,获得了载流子密度激增与流注分支行为的映射关系;基于上述分析,建立了载流子密度激增源项数值仿真模型,提出了引入载流子密度激增源项进行多分支流注放电仿真的新思路。(2)开展了天然酯绝缘油中多分支流注放电的数值建模与仿真研究。根据泊松方程和电流连续性方程,并在其流注放电模型中引入载流子密度激增源项,构建了多分支流注放电数值模型;采用有限元法开展了天然酯绝缘油中流注放电仿真,分析了外施电压、电压上升沿时间、载流子密度随机波动等参数对流注分支行为的影响规律,并与试验结果进行了对比。结果表明,多分支流注放电模型的仿真结果能够与正、负流注放电试验结果较好地吻合。(3)开展了计及纳米粒子极化效应的天然酯绝缘油中多分支流注放电数值仿真研究。在多分支流注放电模型中引入纳米粒子极化源项,构建了计及纳米粒子极化效应的多分支流注放电数值模型;采用有限元法开展了计及纳米粒子极化效应的天然酯绝缘油中流注放电仿真,研究了纳米粒子极化效应对正、负流注分支形貌及电场、电荷分布特性的影响规律,分析了纳米粒子极化时间、极化量对流注分支数量及发展的影响规律,并与试验结果进行了对比。结果表明,计及纳米粒子极化效应的多分支流注放电模型的仿真结果能够与正、负流注放电试验结果较好地吻合。(4)开展了计及纸板屏障效应的天然酯绝缘油中多分支流注放电数值仿真研究。在多分支流注放电模型基础上引入纸板屏障模型,构建了计及纸板屏障效应的多分支流注放电数值模型;采用有限元法开展了计及纸板屏障效应的天然酯绝缘油中流注放电仿真,获得了纸板屏障对流注发展、分支形貌以及电场、电荷分布特性的影响规律,并与试验结果和理论分析结果进行了对比。结果表明,计及纸板屏障的多分支流注放电模型的仿真结果能够与试验观测及理论分析结果较好地吻合。上述研究结果表明,构建的多分支流注放电仿真数值模型较好地解释了天然酯绝缘油中流注分支和传播行为,对揭示流注分支的产生机理与发展特性,探究提升液体电介质击穿性能的方法提供了模型支撑。

关键词： 条件最大似然   重尾   过离散   平稳性   零膨胀  

摘要： 整数值时间序列数据广泛存在于我们日常生活中的各个领域中,例如,经济学、金融学、生物、计算科学、电子工程、环境学、医学、保险等等.使用统计模型分析整数值时间序列数据的基本方法是捕捉其相关的特征,如过离散或者欠离散、零膨胀、甚至重尾等.经典的高斯AR过程不能捕捉整数值时间序列的特征,如过离散、非对称边际分布或零膨胀,这引发了对新模型和新方法的研究和发展.研究者提出并研究了许多处理整数值时间序列数据的模型,其中整数值自回归(integer-valued autoregressive,INAR)模型和整数值广义自回归条件异方差(integer-valued generalized autoregressive conditional heteroscedastic,INGARCH)模型最具有代表性.具有泊松新息项的二项稀疏算子的INAR模型是等度离散的,因此该模型通常在实际数据集中不适用.一方面,研究者通过改变新息项的分布,提出了各种各样的拓展的INAR模型来建模具有零膨胀和过离散特征的整数值时间序列.另外一方面,研究者通过替换二项稀疏算子来拓展INAR模型.另外一种常见的整数值时间序列模型是基于条件方差建模的INGARCH模型.类似于前文具有泊松新息项的INAR模型,泊松INGARCH模型也只能建模条件等度离散的整数值时间序列.然而,在实际中,计数数据可以呈现出其他的特征,例如条件欠离散或者过离散.传统的INGARCH模型将不再适用.虽然研究者已经提出了很多可以建模过离散和零膨胀的模整值时间的模型,但具有重尾特征的整数值时间序列模型较少.在时间序列中,我们经常观察到序列呈现重尾的特征,这意味着尾部概率不可忽略或下降非常缓慢.如果忽略尾部,那么可能会导致有用信息的丢失.建模重尾数据的挑战在于寻求适当的分布来处理数据的主要部分,并且兼顾重尾.本文对传统的INAR和INGARCH模型进行了推广和扩展.本文的主要内容分为三个部分,具体如下:1、具有重尾新息项的INAR(1)模型.泊松逆高斯(Poisson-inverse Gaussian)分布,作为负二项分布的替代分布,可以建模比泊松分布和负二项分布尾部要厚的数据.该分布已被广泛研究.Zhu和Joe(2009)指出广义泊松逆高斯(generalized Poisson-inverse Gaussian,GPIG)分布族通常作为泊松逆高斯分布的拓展分布,并且可以建模重尾计数数据.广义泊松逆高斯分布包括常见的泊松分布、泊松逆高斯分布和离散稳定分布(discrete stable)等.我们提出了一种新的具有广义泊松逆高斯新息项的INAR(1)过程,该过程能够捕捉到整数值时间序列的过离散或者等度离散、零膨胀、甚至重尾的特征.我们研究了该模型的平稳性和遍历性,并给出了边际均值和方差的表达式.我们利用条件极大似然方法来估计未知参数,并给出了估计量的相合性和渐近正态性.我们还考虑了该模型的h-步预测,定义了h-步向前预测单位均方误差(h-step ahead predicted root mean squared error).在模型诊断部分,我们考虑了拟合模型的Person残差和概率积分变换(probability integral transform)图.为了说明提出的模型在处理整数值时间序列数据时具有良好灵活性,我们把该模型用于三个不同的实际数据集.第一个实际数据集说明GPIG-INAR(1)模型能够处理含有过多零的整数值时间序列数据,第二个和第三个实际数据集说明GPIG-INAR(1)模型在处理重尾整数值时间序列数据数据时具有良好的表现.2、一类含有解释变量的max-INAR(1)模型.在一些实际的数据集中,我们会遇到数据的路径在一个方向上增加,之后减少,然后往复运动.如果考虑这种类型的计数数据,传统的具有加性结构的INAR过程就不能捕捉上下移动的趋势.为了解决这一问题,Scotto等(2018)将max-AR过程推广到离散情况,称为max-INAR(1)过程.传统的INAR模型的自回归参数被假定为一个常数.然而自回归参数可能会随着时间变化.例如,X表示第个月的失业人数,α°X表示第-1个月的失业并且第个月仍失业的人数,c表示第个月新增加的失业人数.失业率可能受到各种因素的影响,例如国家或者地区政策、经济水平等等.为了让max-INAR(1)模型更加灵活,我们引入了一类带解释变量的max-INAR(1)过程,即自回归参数的稀疏算子依赖于解释变量.我们利用条件极大似然估计方法对参数进行估计.我们给出了该模型的可能边际分布,并探索了该模型的极值理论.通过验证,我们可以得知该模型满足极值条件.我们对带解释变量的max-INAR(1)模型进行了有限样本的数值模拟.最后,我们把带解释变量的max-INAR(1)模型应用到股票交易数据和Koeberg风向数据中.通过与其他模型的比较,我们的模型更具有灵

关键词： 非均质油藏   数值模拟   周期注水   影响因素及机理  

摘要： 建立了延长油田东部油田注水油藏数值模型,并以此为基础通过机理数值模拟,分别讨论了注采井网、裂缝形态、地质参数、周期大小、注水时机、周期注水量等因素对周期注水的影响,分析了各因素驱油机理。模拟及分析结果表明:菱形反九点注采井网,垂直裂缝形态下,累产油、最终采出程度最大;累产油与渗透率、孔隙度、地层厚度、原始地层压力、地层温度、注采比呈正相关关系,与非均质性、原油粘度、间注周期、周期注水量的波动幅度等参数呈负相关关系;初始含水饱和度、油井采油量波动幅度等参数对井组累产油的影响不敏感;机理模型条件下,1年后开始周期注水的增油效果最好、累产油受生产时间的影响较为敏感;4个井组周期注水,间注周期20d时,累产油、采出程度最高;优化了单井注水量及注采比。该研究成果对于低渗特低渗油藏水驱油提高采收率具有借鉴意义。