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四川盆地西南缘山地复杂构造区页岩气富集模式及勘探启示:一个页岩气新区

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天然气工业 2021年第5期41卷 42-54页

作者：杨平余谦牟传龙汪正江刘伟赵瞻刘家洪熊国庆邓奇中国地质调查局成都地质调查中心自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室

四川盆地南部页岩气是目前中国海相页岩气勘探开发最为成功的地区,为了进一步开拓页岩气的新战场,寻找新的页岩气储量、产量接替区块,需要不断丰富、完善和建立不同构造背景下的页岩气评层选区标准。前期的勘探实践表明,四川盆地西南缘... 详细信息

四川盆地南部页岩气是目前中国海相页岩气勘探开发最为成功的地区,为了进一步开拓页岩气的新战场,寻找新的页岩气储量、产量接替区块,需要不断丰富、完善和建立不同构造背景下的页岩气评层选区标准。前期的勘探实践表明,四川盆地西南缘山地复杂构造区页岩含气性差异大,系统研究分析该区页岩气富集规律对于寻找页岩气勘探新区具有重要的意义。为此,基于四川盆地西南缘山地复杂构造区5口井的实钻资料,在对龙马溪组页岩露头和岩心、岩屑有机地球化学、物性、含气量、生烃史和孔隙演化史开展系统实验和分析的基础上,探讨了页岩含气性的主要控制因素和页岩富集模式,为一个页岩气新区的诞生奠定了坚实的地质基础。研究结果表明:①四川盆地西南缘山地复杂构造区龙一段1亚段页岩平均TOC为3.02%~4.97%,R_(o)为2.38%~3.37%,局部富集区平均总含气量可达4.62 m^(3)/t,属于优质页岩;②生烃史研究表明,页岩具有“慢热低熟”特征,生烃时间晚,热演化速率慢,现今成熟低,晚期扩散时间短,为页岩气的富集创造了有利条件;③孔隙演化史揭示页岩孔隙演化可以划分为孔隙锐减、孔隙减少、有机孔形成、孔隙保存、有机孔消亡和岩溶作用等6个演化阶段,有机质孔及有机碳含量是页岩含气量最直接的控制因素;④有利陆棚沉积相带利于形成规模储集空间和有效孔隙,不同构造样式和构造部位保存条件的差异性控制了不同孔隙演化阶段,山地复杂构造区页岩气具有水平分带、差异富集的特点,“慢热低熟”和“构造缓抬”有利于页岩气的长期富集与保存。结论认为,四川盆地西南缘山地复杂构造区具有“沉积控源、成岩控储、构造控保”的页岩气富集模式,该成果为寻找页岩气新区、页岩气新战场提供了思路和参考。

关键词：四川盆地西南缘山地页岩气复杂构造区龙马溪组孔隙演化富集模式勘探启示页岩气新区

基于灰色预测模型的GPS/WiFi室内外融合定位方法

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计算机工程 2019年第9期45卷 264-269页

作者：刘家宏李宝路杨澜邱硕冰李玥长安大学信息工程学院

针对室内外GPS/WiFi信号交织区定位模式反复切换、定位精度低的问题,提出一种基于灰色预测模型的融合定位方法。通过构造GM(1,1)模型得到当前定位模式下物体的灰色预测轨迹,利用几何方式将预测轨迹与待切换定位模式下的定位信息进行深... 详细信息

针对室内外GPS/WiFi信号交织区定位模式反复切换、定位精度低的问题,提出一种基于灰色预测模型的融合定位方法。通过构造GM(1,1)模型得到当前定位模式下物体的灰色预测轨迹,利用几何方式将预测轨迹与待切换定位模式下的定位信息进行深度融合,实现精准定位。当预测轨迹与定位信息几何融合失败时,根据GPS接收卫星信号的数量判断是否切换定位模式。实验结果表明,与基于GPS和基于WiFi的定位方法相比,该方法具有较高的定位精度与较强的鲁棒性。

关键词： GPS室外定位 WiFi室内定位无缝定位灰色预测模型几何融合

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基于情景模拟的洪涝灾害经济损失动态评估

清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1606-1617页

作者：苏鑫邵薇薇刘家宏蒋云钟邵蕊王开博中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 国家开发银行四川分行成都610041

洪涝灾害损失评估是进行洪涝灾害管理的重要手段,对于防灾减灾具有重要意义。鉴于当前研究存在多以静态评估为主、缺少高分辨率的国民生产总值(GDP)空间分布数据、产业关联损失评估对象较为单一等问题,该文模拟了设计暴雨情景下的城市... 详细信息

洪涝灾害损失评估是进行洪涝灾害管理的重要手段,对于防灾减灾具有重要意义。鉴于当前研究存在多以静态评估为主、缺少高分辨率的国民生产总值(GDP)空间分布数据、产业关联损失评估对象较为单一等问题,该文模拟了设计暴雨情景下的城市洪涝过程,基于土地利用数据、兴趣点数据(POI)和随机森林回归模型得到了高分辨率的GDP空间分布数据。在Python环境下利用Arcpy库将城市洪涝演进过程与社会经济数据进行空间拓扑叠加,获取了洪涝灾害直接经济损失的发展过程,再利用投入产出模型量化了由于产业间关联造成的间接经济损失。以位于广东省中山市和珠海市交界处的前山河流域为研究区,对50 a一遇设计暴雨情景下洪涝灾害造成的直接经济损失进行了动态评估,并量化了相应的产业关联经济损失。结果表明:洪涝灾害经济损失在不同行业的发展规律存在差异,积水量与积水深度最大的时刻并不一定是经济损失最大的时刻,间接经济损失在洪涝灾害损失中所占比例约为47%,部分行业间接经济损失甚至超过了直接经济损失,应该引起足够的重视。该研究可以丰富洪涝灾害损失评估方法,为防灾减灾的决策部署和灾后产业结构的调整提供技术支持。

关键词：洪涝灾害直接经济损失间接经济损失动态评估

郑州“7·20”特大暴雨内涝成因及灾害防控

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郑州大学学报（工学版） 2023年第2期44卷 38-45页

作者：刘家宏裴羽佳梅超刘昌军中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 北京工业大学城市建设学部北京100124 水利部数字孪生流域重点实验室(筹) 北京100038

当前全球气候变化导致洪涝灾害频繁发生,尤其一些高强度、极端性的城市降水洪涝事件更是严重损害了人民群众的生命财产安全。郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害是新中国成立以来最严重的城市内涝灾害,国内外专家学者对暴雨的特性及成因、... 详细信息

当前全球气候变化导致洪涝灾害频繁发生,尤其一些高强度、极端性的城市降水洪涝事件更是严重损害了人民群众的生命财产安全。郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害是新中国成立以来最严重的城市内涝灾害,国内外专家学者对暴雨的特性及成因、内涝形成机理与防治途径等开展了大量研究。系统回顾郑州“7·20”特大暴雨城市内涝灾害,梳理了近年来城市内涝及郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害的相关研究和主要成果,解析了郑州“7·20”特大暴雨的重现期、时空分布、形成机理等特性;分析了内涝形成机理与防治途径以及城市排水防涝基础设施、洪涝应急指挥、风险管理和城市规划中存在的主要问题。“7·20”特大暴雨具有极端性和难预测性的特点,其中单日和累积降水均超过历史极值。台风、地形以及“雨岛效应”的耦合影响造成了此次强降水天气过程。“7·20”特大暴雨城市内涝灾害暴露出郑州城区排水防涝基础设施、建设存在明显短板,河道防御体系存在瓶颈,应急设施和管理能力不足等问题。基于上述问题,应适当调整内涝防治标准,增强洪涝风险管理与规划建设管控措施,建设外洪内涝同防控的工程体系,加强城市洪涝智慧调度与应急指挥决策等方面的能力。

关键词：郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害应急管理洪涝协同防控风险管理

基于情景模拟的城市内涝对道路交通的影响评估

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水资源保护 2022年第6期38卷 31-38页

作者：梅超陈宇枫刘家宏王浩王东邵薇薇中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 北京大学建筑与景观设计学院北京100080 中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心北京100038 水利部水资源与水生态工程技术研究中心北京100044

以上海市中心城区为例,构建了城市内涝淹没数值模型,用于模拟50年一遇和100年一遇设计暴雨情景下的内涝,结合道路淹没模拟结果与车速衰减计算方法,叠加车速衰减结果与城市道路通行状态模拟,获取不同设计暴雨情景下高峰期和平峰期研究区... 详细信息

以上海市中心城区为例,构建了城市内涝淹没数值模型,用于模拟50年一遇和100年一遇设计暴雨情景下的内涝,结合道路淹没模拟结果与车速衰减计算方法,叠加车速衰减结果与城市道路通行状态模拟,获取不同设计暴雨情景下高峰期和平峰期研究区路网运行状态。结果表明:城市内涝会导致道路交通服务水平显著下降,且道路运行状态与时段密切相关;高峰期内涝对道路交通的影响更加显著,主要表现为低服务水平的道路数量占比显著增加;50年一遇和100年一遇设计暴雨情景下,高峰期研究区道路平均通行速度较平峰期分别下降19.3%和37.4%。

关键词：城市内涝道路交通车速衰减高峰期平峰期上海市

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城市暴雨道路积水监测技术及其应用进展

水资源保护 2022年第1期38卷 106-116,140页

作者：栾清华秦志宇王东刘家宏付潇然河北工程大学河北省智慧水利重点实验室河北邯郸056038 河海大学洪涝灾害风险预警与防控应急管理部重点实验室江苏南京210098 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

针对日益频发的极端暴雨事件使得城市道路积水的问题,为获得及时准确的积水数据,从道路积水监测技术层面,梳理了人工监测、传感器监测、遥感和视频影像监测的技术原理及相关改进,对比分析了不同传感器监测的优缺点。在此基础上,总结了... 详细信息

针对日益频发的极端暴雨事件使得城市道路积水的问题,为获得及时准确的积水数据,从道路积水监测技术层面,梳理了人工监测、传感器监测、遥感和视频影像监测的技术原理及相关改进,对比分析了不同传感器监测的优缺点。在此基础上,总结了道路积水监测技术的应用情况,并就未来发展趋势进行了展望。分析认为,道路积水监测需充分利用现有的视频设备、改进遥感水体识别技术、构建多源立体监测网以及基于海量监测数据的雨洪物理-数字耦合模型等方面开展研发和应用,全方位提高城市的雨洪预警水平和能力。

关键词：城市暴雨道路积水监测技术传感器监测遥感影像识别视频图像识别

大兴国际机场海绵城市建设模式碳减排效果分析

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水资源保护 2023年第6期39卷 39-45页

作者：董莉榕刘家宏梅超周晋军张永祥北京工业大学城市建设学部北京100124 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038

为分析北京大兴国际机场海绵城市建设模式碳减排效果,对海绵设施在特枯水年、偏枯水年、平水年、偏丰水年、特丰水年的降雨条件下的碳源和碳汇进行了核算,分析了碳减排途径与效果。结果表明:相比传统建设模式,大兴国际机场海绵城市建设... 详细信息

为分析北京大兴国际机场海绵城市建设模式碳减排效果,对海绵设施在特枯水年、偏枯水年、平水年、偏丰水年、特丰水年的降雨条件下的碳源和碳汇进行了核算,分析了碳减排途径与效果。结果表明:相比传统建设模式,大兴国际机场海绵城市建设模式全年的碳减排量为795.6~1804.0 t二氧化碳排放当量,平均每年减少1221.2 t;不同水文特征年,大兴国际机场的碳排放量削减率为47.5%~58.7%,海绵城市建设模式的二氧化碳排放当量相对传统建设模式年均减少54.9%;在一定范围内碳排放当量随着降水量的增加而增加,降水量越多,机场海绵城市建设模式碳减排绝对减少量越大。

关键词：海绵城市建设模式碳排放量碳减排效益水文特征年大兴国际机场

大尺度无管流数据城区SWMM构建及模拟——Ⅰ.复杂下垫面城区数字精细化关键技术

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水科学进展 2019年第5期30卷 653-660页

作者：栾清华付潇然王海潮刘家宏高学睿河北工程大学水利水电学院河北邯郸056021 北京工业大学建筑工程学院北京100124 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国国际工程咨询有限公司北京100048 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

为提高城市区域的雨洪径流模拟精度以及城区复杂下垫面数字化的精细化程度,以北京亦庄经济开发区核心区为研究区域,结合当地的自然地理条件、区域内涝特征,基于DEM、排水管道(网)数据和建设用地空间分布情况,提出了针对10 km^2以上大尺... 详细信息

为提高城市区域的雨洪径流模拟精度以及城区复杂下垫面数字化的精细化程度,以北京亦庄经济开发区核心区为研究区域,结合当地的自然地理条件、区域内涝特征,基于DEM、排水管道(网)数据和建设用地空间分布情况,提出了针对10 km^2以上大尺度复杂下垫面城区具有普适性的子汇水区划分、排水系统概化、集流点雨水井确定的精细化处理方法。为中国城市管道流量监测数据普遍缺乏情势下城市区域雨洪径流过程模拟及洪涝灾害预警等相关研究提供了一定的技术支持。

关键词：暴雨洪水管理模型子汇水区划分排水系统数字化复杂下垫面

城市水文单元雨洪监测与模拟研究——以清华大学校园为例

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水文 2017年第4期37卷 12-17页

作者：向晨瑶刘家宏王浩邵薇薇中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部水资源与水生态工程技术研究中心北京100044

城市内涝问题进一步突显了城市水文循环研究的重要性。基于地表建筑、地下管道、雨水工程等资料,基于SWMM建立了清华大学校园雨洪模拟模型,根据2015年5月10日和2012年7月21日两场降雨事件的实测资料,进行了清华大学校园水文过程精细模拟... 详细信息

城市内涝问题进一步突显了城市水文循环研究的重要性。基于地表建筑、地下管道、雨水工程等资料,基于SWMM建立了清华大学校园雨洪模拟模型,根据2015年5月10日和2012年7月21日两场降雨事件的实测资料,进行了清华大学校园水文过程精细模拟,用道路积水深度率定验证模型。模拟结果表明:(1)集水区下垫面透水性强弱不同时,产流过程仍十分相似,最大洪峰发生时间相同;(2)绿化带削减洪量的作用显著,不透水面积越大的地方越容易发生街道积水;(3)道路水深对降雨强度响应敏感,低强度降雨事件中,道路积水表现出0.5~1h的滞后。

关键词： SWMM模型城市水文道路积水降水-径流城市内涝