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黄河中游多沙粗沙区水沙变化趋势分析及其主控因素贡献率探究发表时间：2019-07-24T12:02:40.653Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：郭丽伟郭成山田国强杨轶文[导读] 摘要：随着季节气候的变化以及人类活动的影响，黄河中游的多沙粗沙区会发生剧烈的水沙变化，而针对黄河中游多沙粗沙区的径流量和输沙量，产生影响的驱动因素进行仔细的研究分析，从而更好的预测黄河中游多沙粗沙区的水沙变化情况，为黄河中游多沙粗沙区水资源的合理分配提供理论支撑。
黄河水利委员会中游水文水资源局山西省晋中市 030600摘要：随着季节气候的变化以及人类活动的影响，黄河中游的多沙粗沙区会发生剧烈的水沙变化，而针对黄河中游多沙粗沙区的径流量和输沙量，产生影响的驱动因素进行仔细的研究分析，从而更好的预测黄河中游多沙粗沙区的水沙变化情况，为黄河中游多沙粗沙区水资源的合理分配提供理论支撑。
关键词：黄河中游；多沙粗沙区；水沙变化；贡献率引言随着季节气候的不断变化以及人类活动的不断加剧，促使黄河流域的径流量和输沙量产生了较大的变化，并且，气候变化会严重影响水文的循环过程，从而使得水资源进行重新分布，提高了洪涝灾害的发生几率。
其中，人类活动对径流量和输沙量的影响，主要体现在下垫面的变化中，即地表径流的形成、径流的下渗现象、水资源的时空分布等。
因此，针对黄河中游径流量和输沙量的研究，不再局限于气候变化方面的影响，还要考虑人类活动变化的影响。
一、研究区域概况本文研究区域为黄河流域中的主要产沙区，即青阳岔水文站、韩家峁水文站、横山水文站、殿市水文站、李家河水文站、绥德水文站、赵石窑水文站、丁家沟水文站、高家川水文站、王道恒塔水文站、神木水文站、温佳川水文站、高石崖水文站、皇甫水文站、申家湾水文站，这些地区具有水少沙多的特点，是黄河流域下游洪水以及泥沙的主要来源区域，并且，这些地区的降水都集中在每年的7月-9月，约占全年降水量的70%左右，而且，在每年的7月-9月范围内，侵蚀产沙量以及输移量高于全年的80%。
文章编号:1006-4095(2006)01-0021-04储层精细表征的研究方法体系与思路探讨陈 波1,2,赵海涛2(1.中国地质大学(武汉),湖北武汉430074;2.长江大学)摘要:储层精细表征的研究方法很多,如高分辨储层地震表征、高分辨率层序地层、精细沉积微相和储层随机建模研究等,各种方法各有其特点和优势,但每一种方法单独用于储层精细表征达不到一定精度,根据近几年来的研究实践发现,通过一套完善的方法体系和研究流程,综合运用上述方法对保证储层表征的精度和准确性的具有重要意义,并总结出一套以高分辨率层序、沉积微相分析、储层随机建模和开发动态分析为主的方法体系和研究流程。
关键词:储层表征;储层随机建模;高分辨率层序地层学;方法体系;油藏开发动态分析中图分类号:TE112.23 文献标识码:A 储层表征伴随着油田开发的全过程,随着油气田开发程度的提高,不可避免出现油田含水率的提高,通过提高对储层表征的精度,这些油田仍然存在可供挖掘的巨大潜力[1],因为存在大量未发现或未动用层,动用不充分或未射孔层等。
形成这种挖掘潜力的基础是由于地层的复杂性、岩石的非均质性、沉积的不连续性和成岩作用等形成油气储层的非均质性,其挖掘的潜力完全取决于对储层分布、储层的连通性及非均质性的理解程度,或对储层表征的精度。
表征储层的方法很多,如地震储层表征,高分辨率层序地层学及储层建模等方法,在表征储层上各有其特点,但这些方法本身存在的局限性或认识问题角度的局限性,不能独立解决油田开发中后期挖潜或寻找剩余油的所需要的储层精度问题。
我们提出的方法和思路是有机地将这些方法结合为方法体系,取长补短,互为补充,达到对储层精细表征的要求。
1 常用方法的有效性与局限性在储层描述中,所涉及的常用方法技术很多,如地震储层表征技术、高分辨率层序地层学、精细沉积微相研究、油藏开发动态及储层随机建模技术等,在这里不讨论这些方法本身,而是从提高储层表征精度角度来探讨这些方法的有效性和局限性及如何通过其他方法来弥补各自方法的不足。
椒(灵)江水沙特性及最大浑浊带模拟徐雪松;张新周;李琼;夏威夷;赵晓冬【摘要】椒(灵)江属于典型的山溪性强潮河流,水动力泥沙条件异常复杂.潮流和径流共同作用极易引导细颗粒泥沙在特定河段集聚,形成最大浑浊带,并发育浮泥,对河道河床演变起重要作用.尤其是近年来河口围填和河道采砂等人类活动对河流的水动力和边界条件造成较大的改变,加之上游水库建设致使径流量及洪峰流量减小,配合强潮的顶托作用,枯水期最大浑浊带向上游运动距离更远,导致河道淤涨、江水变浑,影响到河道航运资源开发与保护.在实测资料的基础上分析椒(灵)江山溪性强潮河流的水沙特性,并考虑黏性细颗粒泥沙运动特性和盐度的影响,开发山溪性强潮河流最大浑浊带数学模型,模拟枯季大潮椒(灵)江水沙运动特性和最大浑浊带运移过程.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】9页(P134-142)【关键词】山溪性强潮河流;最大浑浊带;水沙特性;数值模拟【作者】徐雪松;张新周;李琼;夏威夷;赵晓冬【作者单位】中交第四航务工程勘察设计院有限公司, 广东广州510230;南京水利科学研究院, 港口航道泥沙工程交通行业重点实验室, 江苏南京210024;临海市水利局, 浙江临海317000;南京水利科学研究院, 港口航道泥沙工程交通行业重点实验室, 江苏南京210024;南京水利科学研究院, 港口航道泥沙工程交通行业重点实验室, 江苏南京210024【正文语种】中文【中图分类】TV148;U61椒(灵)江流域位于浙江中部沿海，是浙江省第三大水系，流域面积6 603 km2，主流全长209 km，由西北至东南汇入台州湾。
椒(灵)江流域由上游支流(永安溪和始丰溪)、灵江、椒江、椒江口组成。
灵江上游永安溪长约144 km，始丰溪长约129 km。
永安溪和始丰溪汇集于临海市西郊三江村，至黄岩三江口为灵江主河段，长约46 km，宽200～1 400 m。
一：地质上：
①在沉积层序上：下粗上细的正韵律，底部常具有冲刷面。
反映在沉积环境上，一个完整的河流沉积层序从下而上由河底滞留沉积开始，向上依次出现河道沉积和泛滥平原或河漫滩沉积，偶尔遇到反韵律的沉积序列
②在沉积构造方向：主要沉积类型为水流波痕成因的交错层理，反映单向水流搬运的特征，在组合上随粒度变化而出现相应的变化，从下向上：冲刷面→大型槽状交错层理→大型板状交错层理→平行层理→逆行沙波层理→爬升波痕纹层→断续波状（小型沙纹）交错层理和水平纹理。
③在粒度分布上：C—M图为典型的牵引流型。
而概率图则主要由跳跃和悬浮两个总体组成
④在生物特征上，以植根植屑化石为主，特别在河漫滩沉积中出现植根和炭质泥岩，可见少量的淡水生物化石，无海相化石
⑤在岩矿特征上：成熟度中等—较差，粘土矿物主要为高岭石，反映酸性环境
⑥在砂体形态上：构成垂直沉积走向的弯曲的条带状，剖面上砂体呈透镜状板状—透镜状。
垂直常具有二元结构（尤其曲流河），下部砾砂沉积，上部粉砂泥质沉积。
二：测井特征上
Sp、Gr、Rt→垂向上韵律特征与沉积序列，尤其Sp。
（1）不同河流的区别
①辨状河以具有高幅的平滑箱形为特征②曲流河则以锯齿状渐变钟形为特点③网状河多为低幅锯齿小型的钟形为特色。
其泥质含量从①到③明显增加，粒度变细，锯齿个数增多，主要取决于河流的弯曲程度；在垂向组合上，辫状河为泥包砂，曲流河为砂泥互层，网状河多为泥包砂
（2）不同河流的共性
无论那条河流的测井曲线均具有向上幅度变小的趋势，即具有明显的正韵律结构，同时。
2024年咨询工程师流域生态水文过程与生态修复机理111分一、判断题（每题3 分，共16 题，总分48 分）1、水文模型分析法，通过不定模型的下垫面条件，改变气候输入，或者固定模型的气候条件，改变下垫面输入和相关参数。
A、正确B、错误答案B2、分析渠道中植物对种子的运移和拦截情况，结合含植被水流水动力特性，令种子一定能够运移到目标位置，达到植被修复的要求，进一步促进河湖生态修复。
A、正确B、错误答案A3、对鱼类图像进行抓取，利用YOLOV5算法对鱼类试验视频进行训练，模型的训练过程主要包括了四个步骤：数据集的采集和整理、数据的预处理、数据的筛选和数据集的标注。
A、正确B、错误答案A4、通过时间序列建立鱼类洄游轨迹预测模型，掌握鱼类游经路线和群集产卵、索饵、越冬的地点，推定鱼类资源栖息地，划定与管理保护区。
A、正确B、错误5、获取对鱼类洄游准确位置的最佳估计，对过鱼设施入口的修建提供建设性意见，以提高鱼类洄游成功率，实现鱼类资源保护。
A、确B、错误答案A6、目前灌区量水的主要方法可分为量水设施和量水仪器两大类。
现如今，如电磁流量计等非接触量水仪器成为研究主流。
A、正确B、错误答案B7、植被对流域的水文过程起到关键作用，植被变化通过影响根系吸水、冠层蒸腾、降雨截留和重分配、土壤水下渗等过程，同时改变伴随水分过程的能量分配过程，来影响流域的水文循环。
A、正确B、错误答案A8、气候为水文循环提供水分和能量条件，是水文循环的根本驱动力，其变化对水文循环和水资源有着至关重要的作用。
A、正确B、错误答案A9、气候变化也通过对植被生长的影响，间接改变着流域水文过程。
实际水文序列的变化通常包含了气候和下垫面变化两方面的影响。
B、错误答案A10、在分析气候变化的水文响应时，一般需要定量区分气候变化和下垫面变化对流域水文过程的影响，其中经典的研究方法包括弹性系数法和水文模型分析法。
A、正确B、错误答案A11、基于Pyqt5构建了YOLOv5的流速识别目标检测GUI系统，界面由权重文件选择、模型初始化、图像功能检测构成，可以适用于图像、视频、摄像头实时调用进行目标检测。
基于熵权ＴＯＰＳＩＳ的黄河流域甘肃段水资源承载力评价作者：张帆尹萌张金霞来源：《人民黄河》2024年第04期摘要：为评价黄河流域甘肃段水资源承载力，以黄河流域甘肃段４个二级分区为研究对象，初选２０个评价指标，利用信息敏感性和相关性分析法剔除敏感性较低和相关性较高的７个指标，最终确定１３个评价指标。
从系统角度将指标分为水资源、社会、经济、生态环境４个子系统，利用熵权法与ＴＯＰＳＩＳ模型结合的方法计算综合得分，并利用障碍因子诊断模型分析４个二级分区的水资源承载力障碍因子。
结果表明：空间维度上，黄河流域甘肃段水资源承载力存在空间差异性，龙羊峡以上分区水资源承载力最高，龙羊峡—兰州分区与兰州—河口镇分区水资源承载力次之，龙门—三门峡分区水资源承载力最低；时间维度上，除龙羊峡以上分区外其余３个二级分区水资源承载力均有缓慢上升趋势；人均水资源量、产水模数、人均供水量、人口密度、城镇化率及生态环境用水率是影响黄河流域甘肃段水资源承载力的主要障碍因子，建议优化水资源配置、调整用水结构、促使经济发展与水资源承载力相匹配等，以提升及保持黄河流域甘肃段水资源承载力。
关键词：水资源承载力；熵权法；ＴＯＰＳＩＳ模型；障碍度模型；黄河流域甘肃段中图分类号：ＴＶ２１３．４；ＴＶ８８２．１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０４．０１３引用格式：張帆，尹萌，张金霞．基于熵权ＴＯＰＳＩＳ的黄河流域甘肃段水资源承载力评价［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（４）：７９－８５．人类生存和发展离不开水资源［１］，为使区域社会经济可持续发展必须了解水资源情况并进行合理评估，而通过水资源承载力来评价区域水资源状况是一种较好的方式［２］。
水资源承载力是指在一定情况下一个地区或流域内可开发利用的水资源总量，在满足维持生态环境用水等要求之后所能维系的最大社会经济规模［３－４］，其状态可反映人与水资源的关系［５］。
闽江下游干流水深遥感与河道演变分析的开题报告一、选题背景和意义水文遥感技术是近年来应用较广泛的水文学研究方法之一。
闽江下游干流长达300多公里，是福建省重要的生态农业经济区。
由于受长期人类活动影响，该区域河流形态演变较快，河道淤积加剧，容易引发洪涝灾害，严重影响了该区域的发展，因此，对该区域的水文情况进行准确的观测和分析显得尤为重要。
本文旨在利用多源遥感数据和河流水文数据，通过遥感获得闽江下游干流水深信息，研究河道演变情况，为区域水资源管理和防洪减灾提供理论依据和技术支持。
二、研究内容和方法1.数据来源和处理(1) 遥感数据：本研究选用高分辨率遥感卫星数据、激光雷达数据以及多波段高光谱遥感数据等多源数据，利用相关软件进行预处理和处理。
(2) 水文数据：本研究选用国家级水文站点发布的实时水位监测数据，获得水流速度、水深等水文信息。
2. 研究方法(1) 遥感图像处理：通过数码图像处理方法去除遥感图像中的杂点，进行无人机航拍数据配准，获取高分辨率的河道数字正射影像图。
(2) 水流速度和水深计算：利用水文学原理，根据国家水文局发布的实时水位监测数据，结合数字高程模型数据，计算水流速度和水深。
(3) 河道演变分析：根据水深与地面高程的差异和变化，计算河道的挖淤量，并对其演化历程进行分析，探究河道演变规律。
三、预期成果和应用价值1.成果(1) 闽江下游干流水深分布图(2)下游干流河道挖淤量分布图(3) 下游干流河道演化历程分析图2. 应用价值(1) 为下游水资源管理和河道治理提供科学依据。
(2) 为下游地区的防洪减灾提供重要参考。
(3) 提高区域水资源利用效率，优化区域生态环境。
第３９卷第１３期２０１９年７月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．３９，Ｎｏ．１３Ｊｕｌ．，２０１９基金项目：国家重点研发计划项目（２０１７ＹＦＡ０６０４７０１）；中国博士后科学基金项目（２０１８Ｔ１１００６６，２０１７Ｍ６２００２９）；中央高校基本科研业务费专项收稿日期：２０１８⁃０４⁃２６；㊀㊀网络出版日期：２０１９⁃０４⁃１７∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｈｕａｉｗａｎｇ＠ｂｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１８０４２６０９４９潘宁，王帅，刘焱序，赵文武，傅伯杰．土壤水分遥感反演研究进展．生态学报，２０１９，３９（１３）：４６１５⁃４６２６．ＰａｎＮ，ＷａｎｇＳ，ＬｉｕＹＸ，ＺｈａｏＷＷ，ＦｕＢＪ．Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｒｅｔｒｉｅｖａｌｆｒｏｍｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１９，３９（１３）：４６１５⁃４６２６．土壤水分遥感反演研究进展潘㊀宁１，王㊀帅１，∗，刘焱序１，赵文武１，傅伯杰１，２１北京师范大学地理科学学部，地表过程与资源生态国家重点实验室，北京㊀１００８７５２中国科学院生态环境研究中心，城市与区域生态国家重点实验室，北京㊀１０００８５摘要：土壤水分精确反演对于理解和解决农业生产㊁生态规划以及水资源管理中的科学与实际问题至关重要㊂目前，大量的反演算法被广泛用于土壤水分估算，全球土壤水分遥感反演产品不断发布，反演算法与产品数据集的应用前景亟待系统梳理㊂基于不同谱段遥感探测技术中的土壤水分反演方法存在各自的特点㊁优势和局限性㊂除反演方法研究外，土壤水分遥感反演研究热点可被归纳为遥感土壤水分产品评估㊁在相关领域的应用㊁数据同化３个方面㊂大量研究表明土壤水分遥感反演产品在生态㊁水文㊁干旱等研究中表现出巨大的潜力，且在部分研究中已经得到应用㊂但目前土壤水分的遥感观测与应用需求仍存在一定的差距，因此最后对土壤水分遥感反演在探测的精度和准确度两个方面及其解决方案进行了总结与展望㊂关键词：土壤水分；反演方法；遥感产品；数据应用；数据同化ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｒｅｔｒｉｅｖａｌｆｒｏｍｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇＰＡＮＮｉｎｇ１，ＷＡＮＧＳｈｕａｉ１，∗，ＬＩＵＹａｎｘｕ１，ＺＨＡＯＷｅｎｗｕ１，ＦＵＢｏｊｉｅ１，２１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥａｒｔｈＳｕｒｆａｃｅＰｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＥｃｏｌｏｇｙ，ＦａｃｕｌｔｙｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＢｅｉｊｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７５，Ｃｈｉｎａ２ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｒｂａｎａｎｄＲｅｇｉｏｎａｌＥｃｏｌｏｇｙ，ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ⁃ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８５，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｕｒａｔｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｒｅｔｒｉｅｖａｌｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇａｎｄｓｏｌｖｉｎｇｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｌａｎｎｉｎｇ，ａｎｄｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｎｖｅｒｓｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｇｌｏｂａｌｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｎｖｅｒｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｃｏｎｓｔａｎｔｌｙｐｕｂｌｉｓｈｅｄ，ｂｕｔｉｎｖｅｒｓｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｄａｔａｓｅｔｓｎｅｅｄｔｏｂｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｍｂｅｄ．Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｒｅｔｒｉｅｖａｌｍｅｔｈｏｄｓｂａｓｅｄｏｎｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｃｔｒａｌｒａｎｇｅｓｈａｖｅｔｈｅｉｒｏｗｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｉｎｖｅｒｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｓｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃａｎｂｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ：ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｒｅｌａｔｅｄｆｉｅｌｄｓ，ａｎｄｄａｔａａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ．Ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｔｕｄｉｅｓｓｈｏｗｔｈａｔｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｎｖｅｒｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｆｏｒｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｈａｖｅｓｈｏｗｎｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ，ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ，ｄｒｏｕｇｈｔ，ａｎｄｏｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｉｎｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｉｓｓｔｉｌｌａｇａｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｎａｌｌｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｓａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｓｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆＳｏｉｌＭｏｉｓｔｕｒｅＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＩｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄｉｔｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ；ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｎｖｅｒｓｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓ；ｄａｔａａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｄａｔａａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ土壤水分作为重要的陆地表层系统要素，是生态㊁环境㊁农业等领域研究中不可忽视的指标㊂对比传统的６１６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀土壤水分测量方法如烘干法㊁时域反射法等局地土壤水分测量途径［１］，遥感技术提供了一种周期性㊁可全球覆盖的㊁多时相的对地观测手段［２⁃５］，为土壤水分研究带来了新的技术支撑㊂在目前遥感技术和土壤水分研究的衔接中，数据㊁方法与应用三者之间的级联特征尚缺乏梳理，容易致使数据误用，从而增加了遥感土壤水分产品在使用中的不确定性㊂基于此，本文拟依托数据㊁方法与应用的逻辑主线（图１），首先对土壤水分研究中所涉及到的遥感数据及对应方法的特点与不足进行梳理，为遥感技术在土壤水分研究中的应用提供更清晰的技术背景；随后对土壤水分数据产品的近今研究应用进行归纳总结，提出目前的研究热点及方向；最终就遥㊂感土壤水分的研究前景做出三点展望图１㊀遥感技术在土壤水分中的研究框架Ｆｉｇ．１㊀Ｒｅｓｅａｒｃｈｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ１㊀土壤水分遥感定量反演基础１．１㊀光学遥感反演方法广义的光学遥感包括可见光⁃近红外⁃热红外三部分的波段范围㊂目前在可见光⁃近红外波段，常用的方法是利用Ｌａｎｄｓａｔ或ＭＯＤＩＳ等多光谱数据构建相应的干旱指数或植被指数来反映土壤含水量［６⁃８］㊂在热红外波段，通过地表温度［９］或热惯量［１０］实现土壤水分的反演㊂其中地表温度常常与植被指数相结合，通过不同土壤水分条件下所观测到的卫星影像像元值在温度⁃植被指数特征空间的分布规律来估算土壤水分［１１⁃１４］㊂热惯量与土壤水分之间存在一定的理论基础，可以根据能量平衡方程来估算土壤水分，但由于物理模型较复杂，常常利用回归函数模型进行反演㊂在经验方程基础上，相关研究还在模型中对地形㊁土壤质地㊁风速等影响热惯量的因素进行了修正㊂例Ｄｏｎｇ等［１５］通过表层土壤温度估算了土壤热和水力参数，并用来促进土壤水分估算的精度和鲁棒性㊂对比之下，可见光⁃近红外波段可以反映地表植被生长状况，热红外波段的光谱特性可以通过能量平衡与土壤水分建立理论模型㊂因此在近几年光学遥感反演土壤水分的研究中，可见光⁃近红外波段数据常常与热红外波段数据进行融合分析㊂除上述温度⁃植被指数空间外，另一种常用的融合方法是蒸散与作物缺水指数法㊂例如虞文丹等［１６］在作物缺水指数构建模型中引入双层蒸散发模型，估算了表层２０ｃｍ土壤的相对含水量㊂此外还有多种融合方式，如除多等［１７］将生长季植被供水指数与热红外波段相结合实现西藏高原地区的土壤水分遥感监测；于君明等［１８］通过角度指数来修正ＭＯＤＩＳ数据近红外与两个热红外光谱之间的关系，提高了土壤水分监测的精度㊂此外，高光谱遥感技术也以其丰富的光谱信息广泛应用于土壤水分的反演中［１９］，例如Ｓａｄｅｇｈｉ等［２０］在波段选择的基础上提出了一种基于可见光⁃近红外波段估算土壤水分的线性物理模型㊂土壤反射光谱曲线中的水分吸收带主要体现在近红外的１４００ｎｍ㊁１９００ｎｍ和２２００ｎｍ左右，最佳波段选择㊁光谱特征增强（如微分光谱㊁差分等）是剔除数据冗余㊁提高反演精度的常用方法㊂利用高光谱技术反演土壤水分可以分为两种类型，一种是采用土壤采样的方法，分别获取土壤含水量和土壤反射光谱，通过经验模型建立土壤水分与光谱反射之间的关系，同时还可以用来分析土壤含水量与有机质㊁氮磷元素等含量的影响，此类实验研究较多［２１⁃２２］；另一种是利用高光谱影像实现土壤水分的分布制图㊂由于高光谱数据含有丰富的光谱信息，混合光谱分解是目前高光谱研究中的热点和难点，也引入到了土壤水分反演的研究中，例如蔡亮红和丁建丽［２３］利用小波变换对土壤光谱进行８层分解，分别对分解后特征光谱进行９种数学运算建立与土壤水分的回归模型，为反射率法反演土壤水分提供了新思路㊂１．２㊀微波遥感反演方法对比光学遥感，微波遥感波长较长，具有一定的穿透能力，不受云层㊁大气的影响，在对地观测研究中发挥着巨大的作用，近年来发射的对地观测卫星也均以微波传感器为主，如ＳＭＯＳ㊁ＳＭＡＰ等㊂微波遥感反演土壤水分受植被和粗糙度［２４⁃２５］影响较大，在光滑的裸土区域精度最佳，并随着土壤粗糙度和植被生物量的增加而降低，因此通常分裸露地表［２６］和植被覆盖地表进行反演分析㊂微波遥感反演地表土壤水分具有一定的理论基础［２７⁃２８］㊂理论模型不依赖于站点条件和传感器特性［２９］，在裸露地表或稀疏植被区建立的主动微波物理模型有几何光学模型㊁物理光学模型㊁小扰动模型以及积分方程模型ＡＩＥＭ等㊂前３个模型均有一定的粗糙度适用范围，而ＡＩＥＭ模型的粗糙度适用范围相对较宽㊂然而由于对表面粗糙度的敏感性及其参数测量困难，ＡＩＥＭ模型在实际应用中结果并不理想，过去的几年中出现了ＩＥＭ改进模型和许多解算方案，如神经网络㊁遗传算法等㊂主动微波经验模型假设粗糙度不变的情况下，后向散射系数和土壤水分之间有一个近似的线性关系［３０］㊂然而经验模型的参数设置一般只对特定的数据集和实验条件（如观测频率㊁入射角和表面粗糙度等）有效，该模型的建立需要大量实验基础，实现成本较高且鲁棒性较差㊂半经验模型是经验模型和理论模型的一个折中［３１⁃３２］，利用模拟或实测数据集来简化后向散射的理论模型，建立在一定的统计规律上，又在一定程度上反映了散射机制，能够获得较好的精度，如常用的Ｏｈ模型［３３］和Ｄｕｂｏｉｓ模型［３４］㊂随后，一些研究将两种常用模型耦合，提出了一种融合模型，即半经验耦合（ＳＥＣ）模型㊂ＳＥＣ模型在同向极化和交叉极化中均耦合了两种模型的最佳性能，并且不需要使用实测的粗糙度数据㊂与主动微波类似，被动微波反演土壤水分的方法也分为理论模型和经验模型，但相对而言受干扰因素更多㊂因此土壤粗糙度㊁土壤纹理信息等相关参数被引入土壤水分反演模型中，如Ｈｏｎｇ和Ｓｈｉｎ［２８］针对被动微波遥感提出了一种基于粗糙表面极化率特性反演土壤水分的算法㊂而在植被覆盖区，则需要引入植被指数或水云模型等来消除植被的影响㊂１．３㊀反演方法研究现状针对不同遥感数据类型的土壤水分反演方法各具特点和优势（表１）㊂其中光学遥感具有较高的空间分辨率，可以准确反映植被信息，技术相对成熟㊁可用卫星数据源多且可以获取高光谱分辨率数据；然而其时间分辨率差，受大气影响严重，多局限于区域研究，且大部分反演方法仅能反映土壤的相对湿度㊂微波遥感具有一定的穿透能力，不受云雾干扰，可以全天候观测，有相对完善的理论基础，更适合土壤水分的估算，但空间分辨率低，且受植被和地表粗糙度的影响㊂目前公开发表的一系列全球尺度的遥感土壤水分产品均建立在微波探测数据基础上㊂目前，土壤水分的遥感反演方法的研究方向可以分为４种主要类型㊂第一种是多源数据协同反演㊂除了上述光学遥感内部融合方法以外，主被动微波遥感数据相结合也是一种常用的数据融合方式［３５⁃３６］㊂如Ｋｏｌａｓｓａ等［３７］的研究表明ＡＭＳＲ⁃Ｅ的亮度温度数据和ＡＳＣＡＴ后向散射数据间的协同作用能够有效的提高土壤水分估算数据质量㊂Ｌｉｅｖｅｎｓ等［３８］将雷达的后向散射系数（ＡＳＣＡＴ数据）与辐射计的亮度温度（ＳＭＯＳ数据）相结合，从而促进土壤水分和陆地蒸发等水文要素的估算㊂而在植被覆盖区，采用微波与光学遥感相结７１６４㊀１３期㊀㊀㊀潘宁㊀等：土壤水分遥感反演研究进展㊀合的方式来消除植被对土壤水分反演的影响［３９⁃４０］㊂第二种是引入新的计算方法，如神经网络㊁遗传算法等，Ｓａｎｔｉ等［４１］和余凡等［４２］分别用人工神经网络和遗传ＢＰ神经网络实现了土壤水分的主被动遥感协同反演；随后，支持向量机等机器学习方法［４３⁃４４］在遥感中的应用成了新的热点；此外，更多的统计方法被引入到土壤水分反演的经验模型中，如贾继堂等［２２］基于多元统计分析建立了高光谱数据的土壤含水量反演模型㊂第三种是改进现有模型㊂由于土壤水分的遥感反演受多种因素的影响，如植被覆盖㊁地表粗糙度㊁土壤类型㊁地形等，理论模型过于复杂，从而在解算简化模型时会根据具体研究区域进行相应改进，从而提高反土壤水分反演的精度［４５⁃４８］㊂第四种是针对新对地观测传感器所获取数据的反演算法［４９⁃５２］㊂随着对地观测技术的发展，传感器的波段以及相应的数据获取方式也逐渐进步㊂因此利用此类数据反演土壤水分时，需要根据新的数据特征提出新的反演方法，如针对近两年发射的ＳＭＯＳ和ＳＭＡＰ卫星数据提出的一系列反演方法㊂表１㊀不同遥感探测类型对比表Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｙｐｅｓ光谱范围Ｓｐｅｃｔｒａｌｒａｎｇｅ观测属性Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｌａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ优势Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ局限性Ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ可见光⁃近红外Ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ⁃ｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄ土壤反射率空间分辨率高幅宽大表层穿透力差噪声源多限日间工作热红外Ｔｈｅｒｍａｌｉｎｆｒａｒｅｄ地表温度空间分辨率高幅宽大物理意义明确表层穿透力差噪声源多受大气状况㊁植被干扰强被动微波Ｐａｓｓｉｖｅｍｉｃｒｏｗａｖｅ亮温介电特性大气干扰小穿透力强物理意义明确空间分辨率小受地表粗糙度㊁植被影响大主动微波Ａｃｔｉｖｅｍｉｃｒｏｗａｖｅ后向散射系数介电特性大气干扰小穿透力强物理意义明确空间分辨率小受地表粗糙度㊁植被影响大土壤水分存在一定的区域性，大部分学者会针对特定的地表类型或区域特征进行土壤水分的反演研究［５３⁃６１］㊂例如武晋雯等［６２］针对不同植被条件下的土壤水分监测方法进行了比较；刘焕军等［６３］则针对性研究了黑土的土壤水分的高光谱模型㊂此外还有针对干旱区㊁矿区㊁湿地等地表类型的土壤水分反演研究㊂这些土壤水分的反演方法在区域研究中表现良好并不意味着具有普适性，虽然理论基础相同，但在实际应用中表现各异，因此土壤水分的遥感反演方法始终是研究热点㊂２㊀主要研究热点２．１㊀遥感土壤水分产品评估对地观测卫星数量增加，微波探测器从Ｃ波段以发展到了Ｌ波段，为土壤水分观测增加了新的数据产品㊂如表２所示，目前发布全球遥感土壤水分数据的对地观测计划有ＡＳＣＡＴ［６４］㊁ＡＭＳＲ⁃Ｅ／２［６５］㊁ＳＭＯＳ［６６］㊁ＳＭＡＰ［６７］和我国的ＦＹ⁃３共５个，其中ＳＭＯＳ和ＳＭＡＰ是利用Ｌ波段进行地表探测的卫星计划㊂除此之外，２０１２年，作为气候变化公约（ＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅＩｎｉｔｉａｔｉｖｅ，ＣＣＩ）项目的一部分，欧洲航空局（ＥｕｒｏｐｅａｎＳｐａｃｅＡｇｅｎｃｙ，ＥＳＡ）发布了首套数十年全球卫星观测土壤水分数据集，并已在气候变化㊁水文㊁生态等研究中得以应用［６８］㊂一系列全球尺度土壤水分数据集的发布，数据集在全球各地以及不同尺度的验证和对比分析成为了近几年的研究热点［６９⁃８５］㊂首先就时间尺度而言，由于卫星发射时间的不同，各数据集的时间序列参差不齐，其中ＥＳＡＣＣＩ数据集将相关微波数据进行融合获得了最长时间系列的土壤水分数据；其次由于传感器的探测波段不同，数据反演方法均有很强的针对性，空间分辨率也存在很大差异，具体见表２㊂验证数据包括实测数据和模型模拟数据两种检验类型，整体而言，各数据集均能满足应用需求，但普遍在地势平坦㊁地表裸露或草原区域数据精度较８１６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀高，且不同数据集的表现在不同区域存在很大的差异性㊂例如庄媛等［８６］的研究表明２０１２年的ＡＳＣＡＴ㊁ＷＩＮＤＳＡＴ㊁ＦＹ３Ｂ㊁ＳＭＯＳ共４种微波遥感土壤湿度产品在我国西北地区相对较好；而沈润平等［８７］的研究表明ＥＳＡＣＣＩ土壤湿度产品在我国东北地区精度最佳㊂此外，各数据集的空间相关性和时间敏感度也存在差异，如Ｐｏｌｃｈｅｒ等［８８］的研究表明，在伊比利亚半岛地区，ＳＭＯＳ数据空间相关性较差；Ｙｅｅ等［８９］在澳大利亚的马兰比季河流域比较了ＳＭＯＳ和ＡＭＳＲ⁃２数据的精度，指出若综合考虑绝对精度和时间精度，推荐最新版本的ＪＡＸＡ数据产品（ＪＸ２）；若只考虑时间精度，夜间观测获得的ＬＰ３Ｘ产品和早晨观测获得的ＳＭＯＳ２产品更佳㊂正是数据集之间存在很大的差异且区域表现的不确定性使得大量的研究聚集在数据的检验和对比㊂表２㊀全球遥感土壤水分产品对比Ｔａｂｌｅ２㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｇｌｏｂａｌｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓＡＳＣＡＴＡＭＳＲ⁃Ｅ／２ＳＭＯＳＳＭＡＰＦＹ⁃３ＥＳＡＣＣＩ设备类型ＥｑｕｉｐｍｅｎｔｔｙｐｅＣ波段（５．２５５ＧＨｚ）主动微波６．９３ ８．９ＧＨｚ被动微波Ｌ波段（１．４ＧＨｚ）被动微波Ｌ波段（１．２ １．４ＧＨｚ）主被动微波微波成像仪多源数据空间分辨率Ｓｐａｔｉａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ１２．５ｋｍ，２５ｋｍＬｅｖｅｌ２：２５ｋｍＬｅｖｅｌ３：１２ｋｍ１５ ２１７０ｋｍ３５ｋｍ３ ４０ｋｍ５０ˑ８５／２５ｋｍ ２５ｋｍ时间分辨率Ｔｅｍｐｏｒａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ３ｄ２次／ｄ１ ３ｄＬｅｖｅｌ３：１ｄ／３ｄ／１０ｄ／月３ｄ２次／ｄ１０ｄ／月１ｄ时间序列Ｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓ２００７至今２００２ ２０１０２０１３至今２０１０至今２０１５至今２０１１至今１９７９至今反演精度Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ０．０３ ０．０７ｍ３／ｍ３ȡ０．０４ｍ３／ｍ３ȡ０．０４ｍ３／ｍ３ȡ０．０４ｍ３／ｍ３０．０５ｍ３／ｍ３０．０４ｍ３／ｍ３㊀㊀ＡＳＣＡＴ，高级散射计，ｔｈｅＡｄｖａｎｃｅｄＳｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｅｒ；ＡＭＳＲ⁃Ｅ／２，高级微波扫描辐射计，ｔｈｅＡｄｖａｎｃｅｄＭｉｃｒｏｗａｖｅＳｃａｎｎｉｎｇＲａｄｉｏｍｅｔｅｒ⁃Ｅ／２；ＳＭＯＳ，土壤水分和海洋盐度卫星，ｔｈｅＳｏｉｌＭｏｉｓｔｕｒｅａｎｄＯｃｅａｎＳａｌｉｎｉｔｙ；ＳＭＡＰ，土壤湿度主动／被动探测，ＳｏｉｌＭｏｉｓｔｕｒｅＡｃｔｉｖｅ／Ｐａｓｓｉｖｅ；ＦＹ⁃３，风云３号，Ｆｅｎｇｙｕｎ⁃３；ＥＳＡＣＣＩ，欧洲航空局气候变化公约，ＥｕｒｏｐｅａｎＳｐａｃｅＡｇｅｎｃｙＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅＩｎｉｔｉａｔｉｖｅ２．２㊀在相关领域的应用土壤水分作为地表要素之一，在气候变化㊁陆气交互㊁全球生态㊁水文和地表模型以及干旱等研究中均起着不可或缺的作用㊂首先，在气候变化研究中，遥感土壤水分数周期性㊁时间序列长㊁空间范围广的优势有利于分析变化的空间分布和时间动态趋势［９０⁃９１］㊂Ｆｅｎｇ［９２］的研究表明，在全球尺度上，气候变化是土壤水分长时间变化的最主要驱动因素㊂因此土壤水分的变化在某种程度上反应了气候变化㊂Ｓｅｎｅｖｉｒａｔｎｅ等［９３］综合阐述了土壤水分在土地能源和水平衡中的作用，并详细分析了土壤水分与气候间的交互作用对温度和降水的影响以及在气候变化背景下的含义㊂在陆气交互研究中，土壤水分可以影响边界层的温湿变化㊂由于目前大部分关于土壤水分⁃蒸散发或土壤水分⁃温度耦合的研究都基于模型模拟结果或基于降水的干旱指数，而遥感可以提供长期的土壤水分观测估算数据，在研究蒸散发动态和大气反馈的同时还可以进行模型诊断［９４⁃９６］㊂Ｋｌｉｎｇｍｕｌｌｅｒ等［９７］将气溶胶光学厚度的正向趋势与ＥＳＡＣＣＩ土壤水分数据的反向趋势相连接，建立了更直接的土壤水分⁃大气反馈模型㊂他们的结果表明，在过去的１０年中，温度的升高和相对湿度的下降促进了土壤的干燥，导致了更多的粉尘排放和ＡＯＤ㊂在全球生物化学循环和生态系统中，土壤水分是植物物候学㊁光合作用㊁生物量分配以及土壤中碳的积累和分解等陆地生态系统过程的调节剂［９８⁃９９］㊂许多研究利用遥感土壤水分数据评估水分可用性和干旱对植物物候和生产力的影响［１００⁃１０３］㊂除此以外，也有部分学者关注于植被生长对土壤水分的影响㊂例如Ｆｅｎｇ等［１０４］分析了２００２ ２０１１年间的ＡＭＳＲ⁃Ｅ土壤水分数据，表明黄土高原退耕还林还草使土壤水分含量有所下降㊂此外，Ｐｅｒｉａｓａｍｙ等［１０５］还对土壤水分压力和盐分进行估算用于土地退化评价㊂在水文和陆表模型中，土壤水分联结了径流㊁洪水㊁蒸发㊁渗透和地下水补给等过程㊂遥感反演土壤水分９１６４㊀１３期㊀㊀㊀潘宁㊀等：土壤水分遥感反演研究进展㊀０２６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀数据在陆表模型和大尺度水文模型中的潜力已广泛得到认可［１０６］㊂Ｚｈｕｏ等［７２］以美国的某一流域为研究区，评估了ＳＭＯＳ升降两种观测所得土壤水分数据及其在水文气象模型中应用的可行性㊂首先遥感土壤水分数据可以用来洪水和径流预测，例Ｗａｎｄｅｒｓ等［１０７］的研究表明了多源遥感土壤水分数据在径流预测中的促进作用㊂其次，遥感土壤水分数据还可以用来促进水文循环中不同要素的定量化，如蒸散发［１０８⁃１０９］㊁地下水含量［１１０］以及降雨等㊂在干旱研究中，土壤水分的遥感数据可以直接用来监测农业干旱或者用来建立干旱指标［１１１⁃１１４］㊂例如Ｒａｈｍａｎｉ等［９１］利用ＳＭＯＳＬ３㊁ＥＳＡＣＣＩ和两种再分析土壤水分数据分析了伊朗６个子区域的土壤水分变化趋势，并通过计算标准土壤水分指数（ＳｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄＳｏｉｌＭｏｉｓｔｕｒｅＩｎｄｅｘ，ＳＳＩ）来检测农业干旱事件的时间和规模㊂Ｍｉｓｈｒａ等［１１５］利用ＳＭＡＰ土壤水分数据构建了一个土壤水赤字指数作为农业干旱指标㊂２．３㊀数据同化在上述遥感土壤水分的应用研究中需要与降水㊁植被㊁蒸散发等数据共同计算，并涉及到许多的陆表过程㊁水文以及陆气交互模型㊂根据需求则需要将不同的数据类型或将遥感土壤水分数据引入到相应模型中，即同化㊂一方面，现有的遥感土壤水分数据产品存在精度不稳定㊁时间序列不连续㊁空间分辨率不匹配等缺陷，部分学者将不同的数据源进行同化，以满足研究需求㊂Ｌｉｕ等［３６］针对各数据集间数据质量不同等问题，提出了一种数据融合方法，将若干被动和主动微波获取的数据集融合为一个具有长时间序列的数据集㊂Ｋｏｌａｓｓａ等［３７］提出了一种利用回归方程生成长时间序列数据集的方法，将ＳＭＯＳ表层土壤水分作为回归方程的参考值，应用到ＡＭＳＲ⁃Ｅ的亮度温度数据，从而使得ＡＭＳＲ⁃Ｅ反演得出的表层土壤水分产品与ＳＭＯＳ产品达成一致㊂Ｃｒｏｗ等［５０］在美国的１６个流域对多个Ｌ波段微波遥感所得土壤水分数据与地表数据进行同化分析，提高了土壤水分信息的质量，并将土壤水分结果成功应用于水文预测㊂另一方面，遥感数据反演所得均为表层土壤水分数据，有学者利用数据同化获得根区土壤水分㊂如Ｄａｓ等［１１６］将机载遥感反演的表层土壤水分同化进入土壤⁃水⁃大气⁃植物（ＳＷＡＰ）模型中，估算了核桃谷流域根区土壤水分㊂Ｂａｌｄｗｉｎ等［１１７］提出了一种集合卡尔曼滤波（ｅｎｓｅｍｂｌｅＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒ，ＥｎＫＦ）水文数据同化系统来预测卫星土壤水分数据中的偏差，并结合土壤水分解析关系（ＳｏｉｌＭｏｉｓｔｕｒｅＡｎａｌｙｔｉｃａｌＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ，ＳＭＡＲ）渗透模型，利用卫星观测的表层土壤水分实现根区土壤水分的预测㊂也有部分学者反其道而行之，如Ｃｏｏｐｅｒｓｍｉｔｈ等［４４］由于实测传感技术和现有土壤水分观测网站无法提供实测表层土壤水分数据，从而通过机器学习方法，利用１０ｃｍ探测数据以及当前降水数据估算表层５ｃｍ的土壤水分，可以用来验证和分析遥感土壤水分估算结果㊂此外，由于数据或数据集之间的空间分辨率存在差异，在数据融合和同化的过程中涉及到一些数据降尺度或升尺度算法㊂降尺度算法可以数据的空间分辨率提高；而升尺度算法将数据的空间分辨率降低㊂如王璐等［１１８］基于克里格法实现了土壤水分遥感数据的空间尺度转换㊂Ｆａｎｇ和Ｌａｋｓｈｍｉ［１１９］在流域尺度，提出了一种利用高空间分辨率的地表温度和植被指数对被动微波反演所得土壤水分降尺度的算法，以提高土壤水分数据的空间分辨率㊂对于该部分研究内容，周壮等［１１９］和Ｑｉｎ等［１２０］已分别对降尺度和升尺度算法进行了详细综述分析㊂３㊀研究展望土壤水分作为四大圈层水分大循环中的重要组成部分，是对地观测中不可忽视的要素㊂遥感反演土壤水分的研究减少了野外采样获取土壤水分的人力劳动，且有着观测范围广㊁周期性㊁长时间序列的优势㊂随着遥感技术的发展，对地观测所用的波段范围越来越广泛；土壤水分遥感反演方法愈加的多元化且更为成熟和完善；同时越来越多的对地观测计划提供了全球土壤水分数据集，并在气候㊁生态干旱等研究中得以应用㊂然而遥感土壤水分观测与地球系统的研究需求之间仍然存在一些差距㊂首先，受遥感探测数据源的限制，获取的均为土壤表层数据㊂其次，土壤水分的反演方法表现出局限性，使得反演结果的精度有待提高㊂同时，由于遥感反演结果的不确定性，遥感土壤水分产品在生态㊁水文等领域的应用受到很大限制㊂因此，为满足科研需求，遥感土壤水分观测需要从精度和准确度两个方面进行提高㊂３．１㊀增加探测深度就深度而言，由于遥感探测器接收的地表辐射穿透能力有限，仅与表层土壤水分的相关性较强，最深仅可估算３０ｃｍ厚度的土壤水分㊂而在生态㊁水文等研究中，土壤水分的入渗以及部分植物的根系生长深度远超３０ｃｍ，使得遥感土壤水分反演数据与径流㊁植物生长等要素的联系并不紧密，因此在相关应用中表现出局限性㊂为了解决这一问题，需要建立遥感数据或反演所得表层土壤水分与深层土壤水分的关系㊂在这一过程中，可以引入土壤热学和水力学性质，分析土壤水分在土壤剖面的分配规律，从而实现深层土壤水分的遥感估算，例如Ｄａｓ等［１１６］和Ｂａｌｄｗｉｎ等［１１７］根区土壤水分的遥感预测的研究㊂如果将深层土壤水分的遥感估算进行全球推广，将对全球生态和水文研究具有重大意义㊂３．２㊀提高探测准确度准确度包含两个方面的含义，一是探测的精度，尽可能的减小估值和真值之间的误差；二是在空间和时间上的准确性㊂就精度而言，虽然在区域尺度上，一些反演结果的精度可以满足研究的需求，但全球尺度上的空间异质性使得遥感反演土壤水分产品在不同区域的精度参差不齐㊂例如，Ｗｕ等［７１］指出ＡＭＳＲ２土壤水分数据普遍比实际土壤水分数据低，在大平原与实测数据的匹配度高，而在森林区匹配度差㊂因此，提高土壤水分的遥感反演精度以及空间一致性将增加反演结果的实用性㊂就空间尺度而言，增加空间分辨率将能够为更多的区域性应用研究提供服务㊂目前公布的土壤水分产品均建立微波遥感数据基础上，空间分辨率相对较为粗糙，无法进行区域的精细研究，且与实测数据或模型模拟数据结合时存在尺度不一致的问题㊂在时间维度上，全球遥感土壤水分产品受不同对地观测计划的时间限制，时间序列不连续㊂解决这一系列问题的最有效方法就是数据融合，集合多源数据的优势，且目前有些学者已经涉及到相关的解决方案㊂虽然遥感反演土壤水分的研究中仍面临一些问题，短时间内上述提到的遥感土壤水分产品的不确定性难以从根本上得到解决，然而数据融合和协同方法可以对这一现状进行改善，为遥感土壤水分数据的应用提供了更多可能㊂但与其他土壤水分监测方法相比，遥感反演方法除了可以减少人力投入以外，所获土壤水分数据也有着不可比拟的优势㊂遥感反演土壤水分数据是大范围㊁面状㊁周期性的电子数据，可操作性强，更有利于分析土壤水分的异质性以及与其他生态㊁水文㊁气象等因子的相互关系㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀Ｌｅｋｓｈｍｉ，ＳＵＳ，ＳｉｎｇｈＤＮ，ＢａｇｈｉｎｉＭＳ．Ａｃｒｉｔｉｃａｌｒｅｖｉｅｗｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，２０１４，５４：９２⁃１０５．［２］㊀杨涛，宫辉力，李小娟，赵文吉，孟丹．土壤水分遥感监测研究进展．生态学报，２０１０，３０（２２）：６２６４⁃６２７７．［３］㊀陈书林，刘元波，温作民．卫星遥感反演土壤水分研究综述．地球科学进展，２０１２，２７（１１）：１１９２⁃１２０３．［４］㊀ＰｅｔｒｏｐｏｕｌｏｓＧＰ，ＩｒｅｌａｎｄＧ，ＢａｒｒｅｔｔＢ．Ｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｒｅｔｒｉｅｖａｌｓｆｒｏｍｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ：ｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓ，ｐｒｏｄｕｃｔｓ＆ｆｕｔｕｒｅｔｒｅｎｄｓ．ＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｔｈｅＥａｒｔｈ，ＰａｒｔｓＡ／Ｂ／Ｃ，２０１５，８３⁃８４：３６⁃５６．［５］㊀徐沛，张超．土壤水分遥感反演研究进展．林业资源管理，２０１５，（４）：１５１⁃１５６，１６０．［６］㊀ＷａｎｇＬＬ，ＱｕＪＪ．ＮＭＤＩ：ａｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｍｕｌｔｉ－ｂａｎｄｄｒｏｕｇｈｔｉｎｄｅｘｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｏｉｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｍｏｉｓｔｕｒｅｗｉｔｈｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＬｅｔｔｅｒｓ，２００７，３４（２０）：１１７⁃１３１．［７］㊀ＧｈｕｌａｍＡ，ＱｉｎＱＭ，ＺｈａｎＺＭ．Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｏｆｔｈｅｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｄｒｏｕｇｈｔｉｎｄｅｘ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＧｅｏｌｏｇｙ，２００７，５２（６）：１０４５⁃１０５２．［８］㊀ＧｈｕｌａｍＡ，ＱｉｎＱＭ，ＴｅｙｉｐＴ，ＬｉＺＬ．Ｍｏｄｉｆｉｅｄｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｄｒｏｕｇｈｔｉｎｄｅｘ（ＭＰＤＩ）：ａｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄｒｏｕｇｈｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＩＳＰＲＳＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙａｎｄＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ，２００７，６２（２）：１５０⁃１６４．［９］㊀喻素芳，范文义，秦武明，吴英，陆道调．地表温度估测土壤含水量．广西大学学报：自然科学版，２００７，３２（Ｓ１）：１１０⁃１１２．［１０］㊀张霄羽，毕于运，李召良．遥感估算热惯量研究的回顾与展望．地理科学进展，２００８，２７（３）：１６６⁃１７２．［１１］㊀柳钦火，辛景峰，辛晓洲，田国良，杨贵军．基于地表温度和植被指数的农业干旱遥感监测方法．科技导报，２００７，２５（６）：１２⁃１８．［１２］㊀田苗，王鹏新，孙威．基于地表温度与植被指数特征空间反演地表参数的研究进展．地球科学进展，２０１０，２５（７）：６９８⁃７０５．［１３］㊀林巧，王鹏新，张树誉，李俐，景毅刚，刘峻明．不同时间尺度条件植被温度指数干旱监测方法的适用性分析．干旱区研究，２０１６，３３（１）：１８６⁃１９２．［１４］㊀沙莎，郭铌，李耀辉，胡蝶，王丽娟．温度植被干旱指数（ＴＶＤＩ）在陇东土壤水分监测中的适用性．中国沙漠，２０１７，３７（１）：１３２⁃１３９．１２６４㊀１３期㊀㊀㊀潘宁㊀等：土壤水分遥感反演研究进展㊀。
遥感图像解译技术在水文地质研究中的应用0 引言为了更好的建设水文地质直接或间接解译标志，指导水文地质环境地质测绘，获取常规地面调查难以取得的水文地质信息，减少野外工作量，提高工作效率和成果质量，通过遥感图像解译技术，对研究区地质、构造进行遥感解译，并利用遥感信息的多源性、时间周期性以及空间宏观性特点，分析处理提取的影像数据资料，确保研究区水文地质勘查工作的准确性、可靠性，对提高地质环境工作预见性具有积极意义。
1 研究区地质及水文地质条件1.1 地质概况研究区内地层包括三叠系、侏罗系、白垩系和第四系，详见表1-1。
表1-1 井田地层系统表根据勘探情况，研究区煤层赋存稳定，没有大型断裂构造，仅存在部分宽缓的禢曲，该区构造复杂程度属中等偏简单。
1.2 研究区水文地质条件研究区的断裂构造不发育，水文地质边界条件和类型和区域情况类同。
对矿井充水有影响的含水层为下白垩统志丹群孔隙、裂隙承压含水层和中侏罗统直罗组、延安组上、中部（煤8层顶板以上）砂岩复合承压含水层，以上两个含水层其井田北边界和东边界为补给边界，西边界和南边界为排泄边界，地下水补给来源为井田边界处地下含水层的侧向补给，地下水自北东向西南流出研究区，地下水流场情况见图1-1、图1-2。
图1-1 环河组承压水等水压线图图1-2 华池、洛河组承压水等水压线图根据研究区自然条件和含、隔水层的赋存情况，地下水分为第四系松散岩类孔隙、裂隙潜水和前第四系碎屑岩类裂隙、孔隙承压水两大类。
对矿井开采有影响的含水层主要为前第四系碎屑岩类裂隙、孔隙承压水，其他含水层影响小。
总体来说，井田水文地质条件中等，地表水和地下水对矿井开采影响较小。
2 遥感数据处理与信息提取在对研究区进行遥感数据处理与图像解译过程中，以卫星数据为主要的遥感信息源，DEM 为高程信息源，通过分析卫星影像数据，特别是植被、水体、土壤和岩石光谱等特点，在常规的图像校正、镶嵌等技术基础上，充分挖掘卫星数据与地下水、生态有关信息，为生态、水文地质信息提取和遥感解译提供技术基础。
四川盆地上三叠统须家河组高分辨率层序地层研究谭聪;于炳松;阮壮;郝士龙;李琨;罗忠;刘润达【摘要】In order to further understand the sequence stratigraphic framework and spatial and temporal distribution of Xujiahe Formation in Sichuan Basin,based on the high-resolution sequence stratigraphy and sedimentology theory,and in combination with the data of a large number of outcrops,drilling cores,well logging and seismic,this paper studied the high-resolution sequence stratigraphy and sedimentary facies of Xujiahe Formation in Sichuan Basin.Research found that despite the complexity of structure,the different direction of the material supply,the change of rock facies belts and different naming system in each partition,there are traceable unconformity and maximum flooding surface which enable the study went on.Through the sequence boundary tracking and analysis of sedimentary cycle,Xujiahe Formation can be divided into 3 super long-term cycles,6 long-term cycles and 21 middle-term cycles.According to the sequence stratigraphy contrast in the whole Sichuan Basin,the thickness of north-south strata is stable,however,east-west strata distribution is complex.The whole LSC6 and most of LSC5 are absent in the west,while most of LSC1 is absent in the east.Because the settlement-deposition center is located at the Longmenshan frontal depression,and the sedimentary rate is very high in the west of the basin,the overall distribution of the sedimentary body present like a wedge,which is thick in the west and thin in the east.On the basis of the study of sequencestratigraphy,chronostratigraphic framework was tentativelycreated.Through the comprehensive comparison of sequence stratigraphy,chrono-stratigraphy and biostratigraphy,the relative age of each cycle and the value of the unconformity sedimentary interval are concluded.This provides theoretical support for the next step of production and practices in Sichuan Basin.%为了进一步认识四川盆地须家河组的层序格架和时空分布,基于高分辨率层序地层学及沉积学相关理论,通过露头剖面、钻井岩心的观察及测井、地震等资料的分析,开展了四川盆地须家河组层序地层研究,结果发现盆地内虽然具有构造复杂、物源多样、岩相不均、组名不统一的特点,但依然具有全盆地范围内可追溯的不整合面和湖泛面.通过层序界面追踪及沉积旋回分析,将四川盆地须家河组划分为3个超长期基准面旋回、6个长期基准面旋回及21个中期基准面旋回,并建立了盆地内各级旋回的对比关系.通过全盆地对比结果表明,须家河组在南北方向上各级旋回个数变化不大,沉积厚度相对稳定;东西方向上旋回变化复杂,西部缺失LSC6旋回和大部分LSC5旋回,东部则缺失大部分LSC1旋回,由于沉降与沉积中心位于龙门山前缘坳陷,盆地近西部沉积速率极高,整体的沉积体展布呈现西厚东薄的楔形体形态特征.在层序对比研究的基础上,尝试性地建立了年代地层格架,通过层序地层学与年代地层学、古生物地层学的综合对比,推测了各旋回的相对年龄值以及不整合面的沉积间断时间,为四川盆地须家河组下一步油气资源探勘开发提供了理论支持.【期刊名称】《现代地质》【年(卷),期】2017(031)002【总页数】12页(P290-301)【关键词】四川盆地;须家河组;高分辨率层序地层;基准面旋回;年代-层序地层格架【作者】谭聪;于炳松;阮壮;郝士龙;李琨;罗忠;刘润达【作者单位】中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P539.2;P534.51四川盆地是我国西南地区重要的含油气盆地，其中上三叠统须家河组一直作为主要的油气勘探目的层[1-3]。
第⼗六讲河流相-本科教学质量与教学改⾰⼯程⽹第⼗六讲河流相(Fluvial Facies)学时：1学时基本内容：1、河流的分类；2、河流沉积相及沉积模式。
教学重点与难点：河流的分类⽅法，河流沉积相的特征和沉积相模式。
教学思路：本章⾸先介绍河流的分类依据；然后对河流的类型进⾏详细的介绍，之后对每⼀种河流的沉积相特征和沉积相模式进⾏介绍。
主要参考书:1、冯增昭，沉积岩⽯学，北京：⽯油⼯业出版社，1993.2、H.G.⾥丁，沉积环境和相.北京：科学出版社，1986.3、姜在兴，沉积学，北京：⽯油⼯业出版社，2003.4、刘宝君，曾允孚，岩相古地理基础和⼯作⽅法. 北京:地质出版社，1985.5、孙永传，碎屑岩沉积相和沉积环境.北京：地质出版社, 1985.6、曾允孚、夏⽂杰，沉积岩⽯学，北京：地质出版社，1986.复习思考题：1、河流的分类依据是什么。
2、河流⼀般分为哪些类型。
3、河流相可分为哪些亚相。
4、简述曲流河各个亚相的特点。
5、简述河漫湖泊的形成过程。
6、简述四种河流之间的不同之处。
教学内容提要：第⼀节河流的分类1、分类的依据分类的依据主要包括河道的⼏何形态、弯度、坡降、流量、地理位置、发育阶段等。
按照地形及坡降，将河流分为⼭区河流和平原河流。
前者地形⾼差和坡降⼤，向源侵蚀作⽤强烈，河岸陡⽽河⾕深，河道直⽽⽀流少，⽔流急⽽沉积物粗；后者地形⾼差及坡降⼩，向源侵蚀停⽌，侧向侵蚀强烈，河道弯曲⽽⽀流多。
故平原河流多为弯曲河流。
根据发育阶段可分为：幼年期河流：河流发育初期，为⼭区河流；壮年期河流：为平原区河流；⽼年期河流：为平原区河流。
同⼀河系：根据所处的地理位置和特点：上游、中游、下游；同⼀河流：上游为幼年期、中游为壮年期、下游为⽼年期。
根据河道分岔参数和弯曲度。
河道分叉参数（RUST，1978）：在平均每个蛇曲波长中的、河道砂坝的数⽬。
河道分叉参数⼩于或等于1，为单河道；⼤于1为多河道。
弯度指数（RUST,1978）：河道长度与河⾕长度的⽐值。
油区岩相古地理实验报告班级：地质1202学号：201211030201姓名：张瑞尧指导老师：赖生华完成日期：2015年1月9日目录一：实验内容 (02)二：实验的性质和目的 (02)三：实验的具体内容 (02)大型大型浅水三角洲沉积相研究 (02)1.沉积特征及环境 (02)2.浅水三角洲平原与前缘微相类型及特征 (04)3.浅水三角洲沉积模式 (07)4.结论 (09)5.参考文献 (09)鄂尔多斯盆地东部子洲地区上古生界海相沉积特征研究 (09)1.地层及岩性特征 (11)2.沉积相类型及特征 (11)3.古地理演化及沉积相展布 (14)4.结论 (15)5.参考文献 (15)四：心得体会 (15)一：实验内容该实验内容是研究陆、海相油区岩相古地理，其中分别以大型浅水三角洲沉积相研究—以新立油田泉四段陆相沉积为例、鄂尔多斯盆地东部子洲地区上古生界海相沉积特征研究为例，分析陆海相盆地岩相古地理图，总结其地层和岩性特征，气候和水体特点，沉积相类型与展布规律，分析环境变化及演化规律等。
二、实验的性质和目的油区岩相古地理是石油地质专业基础课，主要任务是重建地质历史时期的古沉积环境，它是沉积学研究的高度概括和最后总结。
古环境沉积特征的研究是一项综合性很强的工作，不仅要求研究者具有比较广泛的地质学基础，而且还要有活跃的学术思想。
油区岩相古地理实验属于综合性实验，实验的目的是通过分析典型的陆相盆地岩相古地理图，综合认识沉积环境和沉积相。
三：实验的具体内容大型浅水三角洲沉积相研究—以新立油田泉四段沉积相为例20世纪60年代首次提出浅水三角洲的概念。
Donaldon最早将河控三角洲分为深水型及浅水型三角洲，Postma将低能盆地中的三角洲分为浅水三角洲及深水三角洲。
浅水三角洲通常是在水体较浅和构造相对稳定的台地和陆表海或地形平缓、整体缓慢沉降的坳陷盆地条件下形成的。
针对中国陆相湖盆浅水湖泊三角洲沉积特征、沉积模式的建立及其对岩性油藏形成的控制作用研究较少。
Vol.40No.3Mar.2024赤峰学院学报(自然科学版)Journal of Chifeng University (Natural Science Edition)第40卷第3期2024年3月为适应我国工程教育改革新方向,基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求,教育部在2018年提出了新工科(Emerging Engi⁃neering Education,3E)这一概念[1],新工科这一重要举措在于主动适应全球新一轮科技革命和产业变革。
“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”构成的新工科建设“三部曲”,积极推进了新工科建设的时代步伐[2]。
各高校也积极响应推进新工科建设步伐,开展了众多教育教学改革实践,例如“天大方案”“华南理工F 计划”等。
高校教育活动的主要形式为专业课程的学习,专业课程不仅是实施新工科教育教学改革的载体,而且是新工科教育教学改革的具体实现路径。
打造高质量的专业课程(金课)及课程教学体系不仅是各高校教学活动的核心也是高校教学建设的主要目标。
然而专业课程建设效果是否达到预期目标,需要科学的评价反馈体系保障,通过实施“评价—反馈—改进”的闭环,针对目标导向的各主体评价结果,对所实施的专业课授课团队、教师教学方法、教学手段等进行调整,从根本上保障不同主体对课程目标的达成需求。
然而,现阶段课程评价主体多局限于校内,主要表现为教师对学生成绩的考核,缺乏用人单位和第三方机构(例如学生就业单位、同行专家等)对具体专业核心课程的评价;评价内容也多局限于校内教学团队及高校自身对课程设置的规范性评价,缺乏以具体专业课程培养目标达成的评价[3]。
因此科学合理的专业课程评价体系的构建,评价模型和评价方法的选取对提高教学质量、深化课程改革、优化师资结构均能产生积极影响[4]。
1课程评价的内涵与特征评价具有导向、诊断、反馈、监控、激励等多种功能,以多主体需求目标为导向的教学效果评价,首先应选择合理的评价主体,其次运用科学的评价方法对所实施的课程进行有效评价。
岩相古地理读书报告鲍马序列09地质创新王梓媛20090321042011/5/29一、浊流概述七十年代以来，随着我国油气勘探和开发的发展和沉积相研究的深入，发现许多油气田的储层不仅是一般正常的河流三角洲砂体和滩坝砂体，还有许多是浊积砂体和扇三角洲砂体。
浊流沉积在国外开始研究较早，其概念是F.A.Forel于1887年开始提出的，他观察到流入日内瓦湖的罗纳河携带这大量悬浮物质，沿湖底流入湖内，他称之为密度流或水下密度流。
1936年，R.A.Daly提出海底峡谷的形成与高密度浊流的运动和侵蚀有关。
1939年D.Johson提出用浊流命名那些由于携带过量悬浮物质而不是由于盐度差或温度差而造成的密度流。
这是浊流概念形成的初期阶段。
1950年P.H.Kuenen和C.I.Miglorini发表《浊流为形成递变层理的成因》一文，认为浊流可以在深海中形成砂质沉积。
这是十分重要的见解，突破多年传统的机械沉积分异学说，Kuenen认为许多古代复理石是浊流形成的，而不是盆地频繁的脉动。
在五、六十年代，Kuenen 和其他许多学者对浊流沉积进行了大量的野外观察和室内模拟实验，对浊流的形成，搬运途径、沉积机理、分布、以及海底扇特征等都有一定认识，打下良好基础。
1962年A.H.Bouma总结每次浊流沉积在垂向上表现的粒度和层理构造发育演化的特点，提出a-e段依次递变的层序，后来得到广泛采用，被称为Bouma层序，以此作为鉴定古代浊流沉积的粗碎屑物证据。
学者们对浊流的流动机制和沉积作用提出许多新的见解，其中较为重要的是提出沉积物重力流的概念和分类，以及浊积岩中出现的层理构造尤其是牵引流构造的解释等，发表的文章很多，其中最具代表性的是G.V.Middleton和M.A.Hampton于1973,1976年发表的文章，D.R.Lowe于1976、1982年发表的文章。
（1）G.V.Middleton和M.A.Hampton对沉积物重力流的论述按支撑沉积物颗粒的机制的差异，将沉积物重力流分为四类浊流（Turbidity current）：沉积物主要由流体的湍流的向上分力支撑。
第31卷 第6期 成都理工大学学报(自然科学版) Vol.31No.6 2004年12月JOURNAL OF CHEN G DU UNIVERSITY OF TECHNOLO GY (Science &Technology Edition )Dec.2004 [文章编号]167129727(2004)0620641207高分辨率层序分析在河流相砂体等时对比中的应用[收稿日期]2004207208[作者简介]郑荣才(1950-),男,教授,博士生导师,沉积学、层序地层学和石油地质学.(E 2mail :rongcaizheng @ )郑荣才 柯光明 文华国 高红灿(成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,成都610059)[摘要]从深入分析河流砂体与基准面旋回的关系出发,详细讨论了河流砂体在地层格架中的发育位置、分布规律、成因特征,以及层序界面对河流砂体几何形态、稳定性和储集性等特征的直接控制作用。
在此基础上,提出基于高分辨率层序分析的、相当时间—地层反演的河流相小层砂体等时对比新技术方法,提出相控模式条件下的“等高程、非同期、异成因”和“非等高程、同期、同成因”砂体的两种等时对比模式。
[关键词]高分辨率层序地层;河流相砂体;地层格架;等时对比[分类号]TE121.34 [文献标识码]A 小层砂体等时对比技术历来为陆相地层油气藏地质和开发工程中最基本和最重要的精细地质研究内容之一,也是急需解决的关键技术难题之一。
常用的砂体等时对比技术主要有如下几种:(1)以区域标志层为等时对比依据的砂对砂、泥对泥(或测井曲线的尖对尖、凹对凹)的韵律层逐层对比法;(2)等高程和等厚度为标志的等厚切片法;(3)相控条件下的旋回分级对比法[1]～[3]等技术方法。
近期随着高分辨率层序地层学理论及其技术方法引入中国石油勘探开发领域[4]～[6],其基于基准面旋回原理的层序划分和旋回等时对比法则的对比技术方法,也在砂体等时对比和储层精细描述中得到广泛应用[7]～[16]。
这一技术方法不仅考虑了基准面旋回过程与储层结构的关系[18],相关储层结构的层次性与多级次旋回划分标准[19]的关系,重点强调了较长期地层旋回中的洪泛面和层序界面等时性,及其对较短期地层旋回中的砂体成因类型、沉积序列、产出位置和几何形态的控制作用;同时也采用了较长期高级别旋回到较短期低级别旋回的多层次逐级对比的技术方法,将砂体纳入相关时间尺度和层次的等时地层格架中加以描述和追踪对比。
在相当短期层序级别的中、长井距砂体等时追踪对比研究中,精度可达到近十米至十数米级(小层砂体);而在相当短期和超短期层序级别的近井距(或高密度钻井区)的砂体等时追踪对比研究中,对比精度的极限可达数米至分米级(单砂体),因而非常有效地提高了砂体等时对比精度,成为当前最重要的砂体等时对比技术方法之一。
以下重点介绍中、短期旋回层序分析在河流相砂体等时对比中应用的技术方法。
1 时间2地层格架中河流相砂体的发育位置和分布模式 将砂体纳入时间2地层格架中进行等时对比的技术方法,通常选择最具等时对比意义的中期层序界面和洪泛面为年代地层框架,以短期或超短期层序为等时地层对比单元建立高时间精度分辨率的时间2地层格架。
由于短期层序往往由层序结构和砂体发育特征相似的超短期层序叠加组成,因而在实际工作中为减少工作量,通常选择短期层序作为建立时间2地层格架的等时地层对比单元。
在中期层序为年代框架的等时地层格架中;同时代短期层序中的河流相砂体发育状况和层序结构差异较大而直接影响着河流相砂体的对比精度,因此,深入了解中期基准面旋回过程中短期河流旋回的沉积动力学条件、结构类型和叠加样式(图1),是对河流相砂体进行合理划分和等时对比的基础[4]。
以鄂尔多斯盆地上古生界大型河流-冲积平原沉积体系为例,短期层序结构类型、叠加样式与河流砂体的成因关系,从理论上分析存在如下几种情况:a.沉积物补给量远大于-大于可容纳空间增量,沉积作用以强烈充填河道的进积方式进行。
由于可容纳空间始终处在基准面与沉积界面并进上升的充满状态,一旦基准面下降便发生暴露和遭受侵蚀,因而短期层序仅保存上升半旋回早中期的沉积物,由连续叠置的河道砂、砾岩组成层序,具有低可容纳空间向高可容纳空间向上“变深”非对称型旋回结构变化的叠加样式(图12Ⅰ)。
b.沉积物补给量等于或略小于基准面上升期可容空间增量,沉积作用以充填为主的加积方式进行,水深保持不变或略加深。
当基准面刚开始下降时,仍有沉积作用发生,但很快穿越沉积界面发生短暂暴露和侵蚀作用,形成下降半旋回顶部的弱冲刷面,因此,上升期沉积物保存完整而下降不完整,短期层序由较厚的河道砂岩→薄的天然堤粉砂岩→洪泛平原泥岩→决口扇粉-细砂岩组成,自下而上往往由上升半旋回为主的不完全对称型向对称型变化的叠加样式(图12Ⅱ)。
c.伴随基准面上升达最高点位置时的广泛洪泛期,形成代表间歇河漫湖扩大的中期相转换面。
嗣后开始下降,可容纳空间增量逐渐减小而沉积物补给量趋于增高,沉积作用很快由退积状态进入加积→弱进积状态,由很薄的河道(或废弃河道)砂岩→天然堤粉砂岩→河漫湖泥岩→决口扇粉-细砂岩组成近完全—完全对称型旋回结构(图12Ⅲ)。
d.基准面上升期沉积物补给量持续小于或远小于可容纳空间,之后基准面下降期的沉积速率逐渐增强,出现反粒序的沉积作用出现在基准面接近与沉积界面重合的时间段,由薄的天然堤粉砂岩→洪泛平原泥岩→决口扇粉-细砂岩组成层序,通常具有以下降半旋回为主的不完全对称型图1 中期旋回过程的短期层序结构类型和分布模式Fig.1 The change and distribution of short term base 2level cycles with different sequence structures andstacking patterns in middle term base 2level cycles(据郑荣才(2000)略作修改)・246・成都理工大学学报(自然科学版) 第31卷旋回结构(图12Ⅳ′)。
在河间洼地,由于上升期沉积物补给严重欠补偿而缺失上升期沉积,导致下降期的决口扇砂体直接超覆在前期的洪泛平原泥岩之上,形成向上变浅的非对称型旋回结构(图12Ⅳ″)。
e.基准面大幅度穿越沉积界面并达到最低点极限位置的过程中,可造成持续的暴露和侵蚀冲刷作用,形成以冲刷面为代表的中期层序界面(图12Ⅴ),该界面及其与之相关的成因砂体具有如下几个重要的层序地层学意义:(1)冲刷面对下伏地层的侵蚀强度取决于基准面的下降幅度、速度和延续时间,可穿越一个或数个短期层序,因此具一定的穿时性。
(2)由基准面穿越地表造成的暴露范围和河道的下切侵蚀强度在剖面上和平面上的分布都是不均一的,因此界面之下的地层保存状况有很大差别,一般具有河流下切作用的部位或具有低幅隆升作用的部位地层缺失可能较多,所保存的短期层序数量也较少;而在侵蚀作用相对较弱的低洼部位,如废弃河道、泛滥平原及河间湖泊和岸后沼泽等沉积区,大部分地层的短期层序可得到较好保存。
(3)由河道持续下切侵蚀形成的河谷地区,在中期基准面重新上升时是率先产生可容纳空间的位置,通常被河道砂体优先充填,砂体往往呈侧向延伸受到下切河道边界限制的透镜状或扁豆状;而纵向延伸则呈连续性很好的带状产出,与被截切的前期砂体,往往形成非同期砂体在同一高程相邻的发育的地质现象(图2),砂体的储集物性最好。
(4)由于中期基准面上升初期的短期旋回可容纳空间增量一般都小于下切河道体积,因此,下切河道的早期充填序列大多数由多个向盆地方向延伸,向河道两岸和上游方向上超扩大的河道砂体连续叠置组成。
直至下切河道被充填补平之后,侧向迁移活动解禁,以发育侧向迁移的复合河道砂体为主,相关的冲积平原泥、粉砂质沉积作用也增强,而砂体的储集物性逐渐变差。
在同一层序从河道至泛滥平原(或河间湖泊、沼泽)的不同相带,或中期基准面由上升期的河道至下降期的泛滥平原(或河间湖泊、沼泽)沉积演化过程,都出现由低可容纳空间向高可容纳空间向上“变深”的非对称型,向上升半旋回为主的不完全对称型和对称型结构变化的分布规律(图1)。
据此,提出河流相砂体的短期旋回层序结构分布模式和叠加样式(图3)。
2 层序地层格架中砂体等时对比技术原理 借助中期洪泛面易识别和较大范围内基本等时的性质,以及中期洪泛面两侧短期层序于区块范围内具有同步发育的特点,按短期层序与中期层序界面和洪泛面的关系,及其在层序地层格架中出现的位置,采用以中期洪泛面为起始点,以层序界面为终点,对洪泛面之上的中期下降半旋回相域中的短期层序,进行自下而上的逐层对比(图图2 垂直河道流向的等高程、非同期、异成因砂体相邻发育的成因解释Fig.2 Origin model of sandbodies developed froma same seat with equielevation ,nonsynchrone and different genesis・346・第6期 郑荣才等:高分辨率层序分析在河流相砂体等时对比中的应用图3 河流沉积体系各相带短、中期旋回层序的结构类型、叠加样式、分布模式和等时对比关系Fig.3 Structure ,stacking and distribution pattern and isochronous correlation ofthe middle 2short term cycle sequence in differentmicrofacies图4 河流相地层格架中不同结构类型和叠加样式的短期层序相当时间-地层反演的等时对比模式Fig.4 Isochronous correlation model of short term cycle sequence with different structure and stacking patterns inthe fluvial facies framework which is corresponding to inversion of time 2stratigraphy4),而对洪泛面之下的中期上升半旋回相域中的短期层序进行自上而下的逐层对比。
这一基于基准面旋回分析原理和在层序地层格架进行相当时间2地层反演的等时对比技术,主要有两个技术难点:其一为识别中期层序界面的性质及其对下伏地层的侵蚀冲刷强度;其二为确定下切河道的发育位置、地形条件、河道的主流向、优先充填的砂体成因类型、旋回结构特征、叠加样式和发育数量与规模。
由此可见,标定中期洪泛面和层序界面,以及准确判断层序界面性质和与其相关的侵蚀冲刷强度,及中期层序界面对两侧短期层序发育状况和河道砂体成因特征的控制,是对地层格架中砂体进行等时追踪对比的技术关键(具体操作流程详见参考文献[14]～[17])。
