Hydrological connectivity of soil pipes determined by ground‐penetrating radar tracer detection     

Joseph Holden 《地球表面变化过程与地形》2004,29(4):437-442

Soil pipes are common and important features of many catchments, particularly in semi‐arid and humid areas, and can contribute a large proportion of runoff to river systems. They may also signi?cantly in?uence catchment sediment and solute yield. However, there are often problems in ?nding and de?ning soil pipe networks which are located deep below the surface. Ground‐penetrating radar (GPR) has been used for non‐destructive identi?cation and mapping of soil pipes in blanket peat catchments. While GPR can identify subsurface cavities, it cannot alone determine hydrological connectivity between one cavity and another. This paper presents results from an experiment to test the ability of GPR to establish hydrological connectivity between pipes through use of a tracer solution. Sodium chloride was injected into pipe cavities previously detected by the radar. The GPR was placed downslope of the injection points and positioned on the ground directly above detected soil pipes. The resultant radargrams showed signi?cant changes in re?ectance from some cavities and no change from others. Pipe waters were sampled in order to check the radar results. Changes in electrical conductivity of the pipe water could be detected by the GPR, without data post‐processing, when background levels were increased by more than approximately twofold. It was thus possible to rapidly determine hydrological connectivity of soil pipes within dense pipe networks across hillslopes without ground disturbance. It was also possible to remotely measure travel times through pipe systems; the passing of the salt wave below the GPR produced an easily detectable signal on the radargram which required no post‐processing. The technique should allow remote sensing of water sources and sinks for soil pipes below the surface. The improved understanding of ?owpath connectivity will be important for understanding water delivery, solutional and particulate denudation, and hydrological and geomorphological model development. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

用多普勒雷达反射率调整模式大气的云微物理变量   总被引：5，自引：2，他引：5       下载免费PDF全文

李永平袁招洪  王晓峰 《应用气象学报》2004,15(6):658-663

一种简单云分析方案, 用于由多普勒天气雷达反射率反演中尺度大气模式初值分析中的云微物理变量（云水混合比和雨水混合比）和空气湿度变量（比湿），使模式积分初始场反映出观测空间的云微物理特征以及哪些空间位置上的大气处于饱和状态。应用于2002年6月梅雨期安徽省马鞍山市一次降水过程的临近数值预报试验结果表明，模式预报的大气综合反射率与雷达观测的回波图像相近，由云微物理变量变化表示的模式云系演变与雷达观测的回波图像一致, 伴随模拟的中小尺度云系, 模式大气能很快调整出合理的中小尺度流场辐散、辐合结构；它们明显好于模式初始场不引入雷达反射率时的结果，即这种方法对改进临近数值天气预报准确率是有效的。  相似文献   

多普勒雷达资料4DVAR同化反演的模拟研究   总被引：21，自引：5，他引：21  

许小永  郑国光  刘黎平 《气象学报》2004,62(4):410-422

利用Sun等建立的同化模式和四维变分同化方法对多普勒雷达资料反演大气风场、热力场和微物理场进行了模拟试验研究.反演的基本思路是将4DVAR同化方法应用到三维云模式,定义价值函数表征雷达资料与模式预报结果之间的差别,通过极小化价值函数得到反演场,价值函数相对模式控制变量的梯度由伴随模式求取.试验结果表明,4DVAR同化技术能够从单(双)多普勒雷达资料反演大气三维风场、热力场和微物理场.各个变量反演精度高低与同化过程中变量受约束的大小程度呈正相关.速度场和雨水场反演精度较高,温度场、云水和水汽的反演精度次之,温度场的准确反演需要较长的同化时间.价值函数中加入背景场,哪怕是单点探空给出的平均场信息也有利于提高反演精度.在采用单部多普勒雷达资料进行反演时,速度场的反演误差较大.反演区相对雷达站的位置变化对速度场反演结果有一定的影响,而对其他变量的反演影响很小.两个时次的雷达观测资料基本足够提供反演所需的时间演变信息,同化更多时次的雷达资料,反演效果改进很小.雷达观测资料的缺值会显著降低同化效果,甚至可能导致同化失败,引入背景场可以改善这一状况.4DVAR同化技术对于雷达观测资料误差不太敏感.利用双多普勒雷达合成风场提供水平风场边界条件是比较准确可靠的.在反演主体离边界较远时,VAD风场也基本可用作水平风场边界条件.微物理场的反演对模式中的微物理参数化方案较敏感.  相似文献   

一次龙卷过程的多普勒天气雷达和闪电定位资料分析   总被引：6，自引：4，他引：6  

姚叶青  魏鸣  王成刚  李劲 《南京气象学院学报》2004,27(5):587-594

利用WSR-98D多普勒天气雷达和闪电定位资料分析了2003年7月8日发生在安徽省无为县境内的一次龙卷过程。此次龙卷产生于低空急流左侧，动力、热力条件均为较有利的大尺度环境，多普勒雷达回波分析发现，龙卷起源于中高层向低层发展的中-γ尺度气旋中。闪电定位资料分析表明，龙卷发生前10min闪电活动开始频繁。龙卷出现后负地闪明显加大，且龙卷闪电存在于雷暴的发展后期、成熟和消亡阶段。此次龙卷的一些基本特征与通常结论有所不同，(1)雷达反射率因子小于通常结论；(2)龙卷风暴发展高度不是很高，回波顶高仅6～9km，类似于普通雷暴；(3)闪电活动中以负地闪为主，正地闪较少，并未出现正地闪一度占主导地位的现象。  相似文献   

晋中市人工防雹减灾系统研究   总被引：2，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

胡玉清  刘晋  陈红萍  岳福豹 《气象》2004,30(2):39-41

利用雷达探测信息、地面气象观测资料和高空探测资料 ,通过计算机分析处理 ,对冰雹天气的发生、发展进行分析预报 ,并计算多单体任意雹云核心部位的覆盖面积 ,对不同地理位置的各炮点 ,经过极坐标和三维直角坐标系的变换 ,确定雹云相对于不同空间位置的各炮点的准确位置 ,并对各炮点不同弹型的弹道方程进行连续模拟和分析计算 ,最终确定在炮控范围内的雹云体内弹着点的准确位置 ,并通过计算云中含水量、零度层高度、云体体积 ,准确得出各个炮点的射击诸元 (射击仰角、方位、扇面和射击剂量等 ) ,通过通讯网络 ,通知各有关炮点实施作业  相似文献   

多普勒雷达数据处理显示系统   总被引：5，自引：1，他引：5  

刘淑媛  孙健  郭卫东  陶祖钰  王洪庆 《气象》2004,30(7):44-46

多普勒天气雷达目前已经成为对短时强烈天气进行监测的主要手段之一。为了方便资料的处理和分析 ,将科研成果向业务应用转化 ,提高观测资料软件和资料处理能力 ,为预报员和科研人员提供方便 ,我们开发了多普勒雷达资料分析显示系统。该软件是兼原始数据处理、反演、显示功能于一体的雷达数据处理系统 ,有很好的兼容性和可移植性 ,其交互式、多线程、多窗口、多任务的汉化操作界面 ,灵活、简便 ,容易使用。根据用户需要 ,水平风场可用风矢量、风羽、流线或等值线等不同方式表达 ,多种水平变量也可以任意叠加  相似文献   

探地雷达在公路灌注碎石桩检测中的应用     

韦瑞表 《物探与化探》2004,28(6):553-556

介绍了应用探地雷达检测公路灌注碎石桩的基本方法,包括数据的采集、处理与解释,指出了探地雷达检测技术能够定性分析碎石桩的桩身完整性,并在公路工程实践中取得了良好的效果.  相似文献   

地质雷达快速检测运营公路隧道隐患   总被引：4，自引：0，他引：4  

赵天库  葛为中  张忠良 《上海国土资源》2004,18(3):62-66

为了评价运行多年隧道的衬砌质量，查找隐患，开展了拱顶的地质雷达无损快速检测。在雷达波形剖面图上分析空洞、不密实异常，推断出大量隐患。物探成果经过开凿验证，证明其隐患定位成功率在85％以上。地质雷达快速检测方法为隧道病害治理提供了可靠的基础资料。  相似文献   

Evolution and deposits of a gravelly braid bar, Sagavanirktok River, Alaska   总被引：2，自引：0，他引：2  

I. A. Lunt  J. S. Bridge 《Sedimentology》2004,51(3):415-432

The evolution, migration and deposits of a gravelly braid bar in the Sagavanirktok River, northern Alaska, are described in unprecedented detail using annual aerial photographs, ground‐penetrating radar (GPR) profiles, trenches and cores. Compound braid bars in the Sagavanirktok River form by chute cut‐off of point bars and by growth of mid‐channel unit bars. Subsequent growth is primarily by accretion of unit bars onto their lateral and downstream margins. The upstream ends of braid bars may be sites of erosion or unit bar deposition. Compound braid bar deposits vary in thickness laterally and are thickest in medial sections and near cut banks. Compound bar deposits are typically composed of three to seven sets of simple large‐scale inclined strata, each simple set formed by a unit bar. The simple large‐scale strata contain medium‐scale cross‐strata (from dune migration) and planar strata (from migration of bedload sheets). The upstream and medial parts of compound braid bar deposits show very little vertical variation in grain size, but downstream and lateral margins tend to fine upwards. The deposits are mostly poorly sorted sands and gravels, although sands tend to be deposited at the top of the braid bar, and open‐framework gravels preferentially occur near the top and base of the braid bar. The patterns of braid bar growth and migration, and the nature of the deposits, described from the Sagavanirktok River are generally similar to other sandy and gravelly braided rivers, and consistent with the theoretical braid bar model of Bridge (1993).  相似文献   

富宁两次大暴雨的对比研究     

张文  蒋盛闻 《云南地理环境研究》2004,(Z1)

对比云南富宁2001年“8·25”与2004年“5·15”两次大暴雨过程前后的雨量分布、灾情、大气环流背景,以及反映大气水汽、热力、动力条件的部分物理量场,分析它们在两次过程中的异同点,讨论各类条件对暴雨落区的指示性情况,并对“5·15”过程的雷达回波资料作简单的定量分析。  相似文献