Thresholds for post-wildfire debris flows: Insights from the Pinal Fire,Arizona, USA     

Carissa A. Raymond  Luke A. McGuire  Ann M. Youberg  Dennis M. Staley  Jason W. Kean 《地球表面变化过程与地形》2020,45(6):1349-1360

Wildfire significantly alters the hydrologic properties of a burned area, leading to increases in overland flow, erosion, and the potential for runoff-generated debris flows. The initiation of debris flows in recently burned areas is well characterized by rainfall intensity-duration (ID) thresholds. However, there is currently a paucity of data quantifying the rainfall intensities required to trigger post-wildfire debris flows, which limits our understanding of how and why rainfall ID thresholds vary in different climatic and geologic settings. In this study, we monitored debris-flow activity following the Pinal Fire in central Arizona, which differs from both a climatic and hydrogeomorphic perspective from other regions in the western United States where ID thresholds for post-wildfire debris flows are well established, namely the Transverse Ranges of southern California. Since the peak rainfall intensity within a rainstorm may exceed the rainfall intensity required to trigger a debris flow, the development of robust rainfall ID thresholds requires knowledge of the timing of debris flows within rainstorms. Existing post-wildfire debris-flow studies in Arizona only constrain the peak rainfall intensity within debris-flow-producing storms, which may far exceed the intensity that actually triggered the observed debris flow. In this study, we used pressure transducers within five burned drainage basins to constrain the timing of debris flows within rainstorms. Rainfall ID thresholds derived here from triggering rainfall intensities are, on average, 22 mm h⁻¹ lower than ID thresholds derived under the assumption that the triggering intensity is equal to the maximum rainfall intensity recorded during a rainstorm. We then use a hydrologic model to demonstrate that the magnitude of the 15-min rainfall ID threshold at the Pinal Fire site is associated with the rainfall intensity required to exceed a recently proposed dimensionless discharge threshold for debris-flow initiation. Model results further suggest that previously observed differences in regional ID thresholds between Arizona and the San Gabriel Mountains of southern California may be attributed, in large part, to differences in the hydraulic properties of burned soils. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

基于RTKLIB的低成本高精度GNSS静态测量系统     

董景利 《测绘通报》2020,(4):157-160

随着科学技术的发展，测量工具和测量手段也发生了变化，其中测量型GNSS呈现价格降低、体积缩小的趋势。目前市场上一整套商用GNSS测量系统的价格从几万到几十万不等，且由于地面基站和移动站体积大、携带不方便等原因，使得商用GNSS测量系统的使用人群仅限于部分专业测量人员，难以在大众市场普及。当今众多领域如无人机、机器制导、精密农业等对高精度定位需求的增加，又促使GNSS测量系统向低成本、高精度、小型化、轻型化发展。本文对U-BLOX的NEO-M8P低成本OEM型GNSS接收机进行50 km基线下的静态观测，基于RTKLIB的测试结果和精度分析表明，低成本GNSS测量系统能够达到厘米级定位精度，能够满足测量工作和GIS应用的需求。试验证明，使用此低成本测量系统能降低测量任务的经济成本，是测量级GNSS接收机中经济适用的选择。  相似文献   

顾及基准站坐标动态特性与稳定性的区域框架构建     

蒋光伟  王斌  王延伟  李康  孙洋洋 《地球物理学进展》2020,(1):8-15

基准站受构造运动与非线性因素的影响,如何构建高精度、现势性强的精细区域框架是位置服务与形变分析的的关键.笔者提出顾及基准站坐标动态特性与稳定性的区域框架构建方法.以我国西部与东部某城市的多年连续运行基准站数据为例进行试算比对,试验结果表明:该方法是可行的,较好地顾及了基准站的坐标特性与非线性影响,考虑了基准站的垂直运动规律,可构建高精度的区域基准,可发现区域基准的微动态变化.  相似文献   

辽宁省数字化形变观测自然干扰分析     

姚菲菲  宫长盛  梁永信 《地震地磁观测与研究》2020,41(4):148-156

对数字形变观测过程中辽宁丹东地震台、营口地震台、抚顺地震台、朝阳地震台DSQ水管仪、SS-Y伸缩仪存在的自然干扰现象进行研究，对其机理和数据形态作了对比分析，为快速、准确地判别自然干扰提供了科学依据。  相似文献   

中国东部层积云发展过程中云微物理特征的演变   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

李思聪  李昀英  孙国荣  宋文婷 《地球物理学报》2019,62(12):4513-4526

基于2007—2010年的CloudSat卫星观测数据,以云层液态水路径为指标将层积云的发展过程划分为五个阶段,对比研究了中国东部降水与非降水层积云发展过程中云微物理特征和云微物理机制的演变,并分析了其海陆差异.研究表明:非降水层积云中,云滴增长主要通过凝结过程完成,但云滴的凝结增长有限,难以形成降水,在非降水层积云发展的旺盛阶段,云层中上部云滴发生较弱的碰并过程.降水层积云中云滴碰并增长活跃,当云层液态水路径小于500 g·m~(-2)时,云滴在从云顶下落至云底的过程中持续碰并,并在云底附近出现云水向雨水的转化;当降水层积云液态水路径超过500 g·m~(-2)时,云滴碰并增长主要发生在云层上部,在云层中部,云液态水含量、液态粒子数浓度和液态粒子有效半径达到最大,云水向雨水的转化最为活跃.层积云微物理特征的海陆差异主要是由海陆上空气溶胶浓度和云中上升气流强度不同导致的.在非降水层积云中下部,陆地丰富的气溶胶为云滴凝结增长提供了充足的云凝结核,因而云微物理量的量值在陆地上空更大,而在云层中上部,云滴凝结增长达到极限,海洋充足的水汽输送使云微物理量的量值在海洋上空更大.当降水层积云液态水路径大于500 g·m~(-2)时,陆地层积云中更强的上升气流使大量云滴在云层中上部累积滞留,云滴碰并增长活跃,云层中上部云微物理量的量值在陆地上空更大.  相似文献   

球坐标系下三维大地电磁正演研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

罗威  王绪本  王堃鹏  张刚  李德伟 《地球物理学报》2019,62(10):3885-3897

大地电磁正演理论研究热点一直以来主要集中在如何提高计算效率和精度，但在剖面足够长、探测深度足够大的情况下，传统的笛卡尔坐标系数值模拟方式难以准确拟合地球曲率形态.本文研究了基于球坐标系的三维大地电磁正演，推导了交错网格有限差分三维正演公式，与一维解析解和三维标准模型测试对比，验证了正演算法的正确性.通过理论模型计算，对比分析球坐标和笛卡尔坐标系正演结果表明：球坐标系模拟更合理，避免了传统笛卡尔坐标拉伸投影所引入的误差，可代替目前的笛卡尔坐标模拟方法.基于球坐标和笛卡尔坐标系的三维大地电磁正演响应值随着频率变低差异越明显.球坐标和笛卡尔坐标计算结果差异度与频率、模型结构和电阻率有关.本文模型计算结果在数万秒周期处已出现接近10%的差异，对于较大尺度的长周期大地电磁，地球曲率的影响不能忽略.  相似文献   

改进的最小曲率迭代法在重力剖面数据插值中的应用     

朱文武  彭军还  高艳龙  李方舟  贾玥 《大地测量与地球动力学》2019,39(8):810-812

基于将约束点也作为待解算结点的思想，对传统最小曲率迭代法进行改进。改进后的方法在待解算结点周围存在约束点时，避免了根据约束点与待解算结点之间的不同关系需要进行分类推导的复杂过程，同时也避免了因使用泰勒展开式进行分解造成的精度损失，提高了解算精度。  相似文献   

不同类型洞体应变仪的观测差异性分析          下载免费PDF全文

孙伶俐  蒋玲霞  吕琳  张辉  邓建刚 《地震工程学报》2020,42(1):129-135

运用SPSS中聚类及PCA方法对湖北省7个台站三类基线(石英管、铟钢棒、铟钢管)洞体应变观测记录进行相关统计分析,归纳总结其潮汐参数变化特征差异,并针对观测中自然环境因素影响进行定量分析。结果显示:(1)三类基线中,铟钢棒类M2波潮汐因子、中误差及M1波相对噪声水平较低,铟钢棒管年均漂移量最小;(2)自然环境因素(气压、降水、雷雨、温度)对湖北地区洞体应变观测影响较为显著,等量气压影响下应变量最小的为铟钢管型,等量温度影响下应变量最小的为铟钢棒型。  相似文献   

基于Remez迭代算法求解差分系数的双相介质自适应有限差分正演模拟          下载免费PDF全文

王文化  文晓涛  张波  张懿疆  王威 《地球物理学报》2020,63(6):2400-2414

利用传统有限差分方法对基于Biot理论的双相介质波动方程进行数值求解时,由于慢纵波的存在,数值频散效应较为明显,影响模拟精度.相对于声学近似方程及普通弹性波方程,Biot双相介质波动方程在同等数值求解算法和精度要求条件下,其地震波场正演模拟需要更多的计算时间.本文针对Biot一阶速度-应力方程组发展了一种变阶数优化有限差分数值模拟方法,旨在同时提高其正演模拟的精度和效率.首先结合交错网格差分格式推导Biot方程的数值频散关系式.然后基于Remez迭代算法求取一阶空间偏导数的优化差分系数,并用于Biot方程的交错网格有限差分数值模拟.在此基础上把三类波的平均频散误差参数限制在给定的频散误差阈值和频率范围内,此时优化有限差分算子的长度就能自适应非均匀双相介质模型中的不同速度区间.数值频散曲线分析表明:基于Remez迭代算法的优化有限差分方法相较传统泰勒级数展开方法在大波数范围对频散误差的压制效果更明显;可变阶数的优化有限差分方法能取得与固定阶数优化有限差分方法相近的模拟精度.在均匀介质和河道模型的数值模拟实验中将本文变阶数优化有限差分算法与传统泰勒展开算法、最小二乘优化算法进行比较,进一步证明其在复杂地下介质中的有效性和适用性.  相似文献   

Dynamic characteristics of marine soft clay under variable phase difference and initial static shear stress     

Wenqian Dong  Xiuqing Hu  Hongtao Fu 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(7):770-785

Abstract

Under seismic loading, the soil layer is subjected to multidirectional cyclic shear stress with different amplitudes and frequencies because of the coupling of multiple shear waves and the soil element within a slope or behind a retaining wall is subjected to initial static shear stress before subjected to cyclic loading. Due to the complexity of seismic loading propagation, a phase difference exists between the initial static shear stress and cyclic shear stress. To investigate the influence of the phase difference and initial static shear stress on cyclic shear strain, cyclic modulus, and cyclic strength, a series of laboratory tests are performed on Wenzhou marine soft clay by multi-directional simple shear system, which can simulate the actual state better by controlling the horizontal cyclic stress in the x and y directions simultaneously. As the phase difference varies from 0° to 90°, the dynamic shear modulus increases and cyclic strain accumulation decreases with an increasing number of cycles. The shear strain increases with the initial shear stress.  相似文献