热分层对水库水质的季节性影响——以西安黑河水库为例

深水水库作为城市的重要供水水源,通常由于热量在垂向水体上的不均匀分配形成热分层.热分层会阻碍垂向上水体交换引发水质分层现象,在冬季水库发生“翻库”之后,水体混合导致水库的整体水质下降.结合热分层指数可以客观、直接地表达水库热分层的稳定程度.综合水库的气温、水体更新率和水质参数(溶解氧、pH、总磷、氨氮)的年度变化,对陕西黑河水库2008-2010年的热分层状况进行研究.研究表明:水库的热分层形成会直接恶化底部水质尤其会加速底部水体中溶解氧的消耗;热分层的年度变化主要受气温控制,但在特定时期较大的水体更新率可以在一定程度上弱化水体热分层,减缓底部水质恶化.该结果可使水库管理者在水库分层最稳定、水质恶化最严重时期以人工调节水体更新率的方式弱化热分层,为保证水质安全提供参考.     

基于形态学滤波与小波变换的测井曲线自动分层方法

测井曲线是了解井下地质情况(如岩性、油气层位置等)必不可少的测井资料.利用测井曲线划分地层是测井分析的首要步骤,其自动划分地层方法的研究具有重大意义.如何在分层结果中合理地剔除假地层是现今许多自动分层方法均要面对的问题.单纯的阈值设置并不能妥善处理.就此问题,本文在小波变换分层法中,提出了用形态学滤波弱化阻碍分层的因素,削弱出现假地层的可能,使得分层结果更加分明.首先将测井曲线进行形态学滤波,抹除影响分层的小直径波峰波谷,再通过小波变换模极大值法找出拟地层界面,最后综合不同的测井曲线分层结果确定最终分层结果.实验结果表明,该方法能有效减少假地层划分,使得最后的分层结果更接近真实的地层界面.     

高原深水湖泊水温日成层对溶解氧、酸碱度、总磷浓度和藻类密度的影响:以云南阳宗海为例

弄清深水湖泊夏季水温分层及其对水体各理化指标的影响对于湖泊的保护和治理有重要意义.以云南阳宗海为例,在夏季选择湖泊内有代表性的6个样点,以1 m为间隔对每个样点不同水深的水温、藻蓝蛋白、DO、pH和叶绿素a含量进行同步测定,同时在实验室测定TP.结果表明:(1)夏季晴天阳宗海上午没有明显的分层,中午开始慢慢形成4层,随后转化到3层,在14:00时达到分层相对稳定,稳定时温跃层出现在水深9~13 m处,湖表层与深水层的最大温差为7.8℃;(2)随着水温出现分层,DO和pH呈现出与水温分层相似的垂直分层结构,而这种分层过程基本上与水温成层过程同步;(3)藻类和浮游植物随水温分层而逐渐成层,但有迟滞性,迟滞时间约2 h;(4)TP对水温分层不敏感,只有接近湖底的水体总磷浓度才明显升高,9 m以上的水层总磷浓度分布均匀,水温的分层与消失过程不影响上层水的总磷浓度,全湖泊的总磷平均浓度为0.033±0.03 mg/L.     

基于沃尔什变换和高斯模型的测井曲线分层方法

在分析了单独利用沃尔什变换或高斯模型进行测井曲线自动分层优缺点的基础上,提出了一种沃尔什变换和高斯模型联合的测井曲线自动分层方法.该方法融合了沃尔什变换简单、快速的特点,同时又利用了高斯模型对沃尔什变换分层的边界进行校正,实现了测井曲线由粗到细的分层过程.实例应用表明,该方法能够利用多条测井曲线进行自动分层,效果良好,验证了模型的可靠性和实用性.     

基于异向波速模型的微震定位改进

针对波速分层的区域岩体,在异向波速模型的基础上,对垂向上的应力波按岩体波速值大小作分段区别,推导震源应力波走时关系式,建立分层速度定位目标函数,基于此提出一种由参数准备、层速度反演、微震定位三个模块组成的分层速度定位模型SV,并采用遗传算法进行优化求解.然后,对分层速度定位模型在已构建微震监测系统的白鹤滩水电站左岸岩质边坡进行验证.微震事件重定位结果表明,分层速度定位模型定位微震事件的最大、最小和平均偏离层内错动带程度指标较单一速度模型分别降低了57.17%、36.51%和57.35%,证明了定位模型在波速分层的区域岩体微震定位应用中比单一速度定位模型更加合理可靠.     

西南峡谷型水库的季节性分层与水质的突发性恶化

选择西南云贵高原乌江流域的百花湖水库进行了气象、水温度和水化学(DO、FeⅡ和MnⅡ)的连续监测(13个月).结果表明,由于气候等原因,百花湖水库的水体在夏季形成分层,但是没有典型分层湖泊的温跃层变化,这种水体温度结构可以在4-10月保持稳定;这种"不显著的"温度分层结构,有效限制了上下水团的混合,形成显著的水体溶解氧分层,氧化/还原界面可达到水深8m左右.20世纪90年代初以来,贵州多座水库频繁出现的季节性水质恶化现象,与水库水体混合期(多为夏末初秋),水体分层结构失稳有关.上下层水体的垂直交替,使下层水体中的还原性物质带入上层湖水,造成表层水体缺氧和表观浑浊,鱼类窒息死亡.在百花湖水库的研究表明,西南地区深水水库,可以在夏季出现一定的水体温度分层结构,并导致显著的水体水化学(如溶解氧)分层,进而影响水库水环境质量.     

测井曲线自动分层方法回顾与展望

本文将测井曲线自动分层方法分为数理统计方法、非数理统计方法和人工智能三大类,并对其中常用的层内差异法、有序聚类分析、极值方差聚类方法、自组织神经网络、模糊识别方法、活度函数法、小波变换和Walsh变换等自动分层方法的算法和优缺点进行了分析.综合比较各类自动分层方法的优缺点,结合测井响应的地质和物理基础认为,虽然自动分层方法众多,从不同的角度试图解决分层问题,但都存在一定的缺陷;今后,测井曲线自动分层方法应在去噪、提高测井纵向分辨率与自动分层方法的进步和联合应用上有所研究,才能够为应用测井资料进行岩性识别、测井相分析、储层划分、储层参数等研究提供更有利的技术支撑.     

分层重力图像方法及其应用

分层重力图像方法是依据三维地震波速的层析成像结果，通过速度与密度相关关系，转换得到分层的密度结构模型，计算并给出各分层在地表的重力异常分布图像．以中国大陆为例，给出其不同深度的7个分层的重力异常图像和不同分层叠加的综合（或总合）重力异常分布图像．经过与实测的中国布格重力异常资料对比分析，结果表明两者的重力场特征相当一致；分层重力图像的结果能较好地反映地下不同深度的物质分布．     

云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响

基于2014年10月2016年7月在云南程海和阳宗海开展了4个季度(秋季,10月;冬季,1月;春季,4月;夏季,7月)的调查,研究了两个湖泊的水体分层特征,探讨了热力分层及其变化与其他环境因子对浮游植物生物量的潜在影响,结果显示:程海和阳宗海水体分层的特征均为冬季混合、春季形成分层、夏秋季分层稳定,两湖均属暖单次混合型湖泊;程海分层期温跃层的平均深度(顶界)、厚度和强度分别为17.70±3.89 m、5.54±4.44 m和0.67±0.43℃/m,阳宗海的分别为12.53±3.35 m、8.25±4.85 m和0.53±0.43℃/m.在热力分层稳定期,两湖底层达到缺氧甚至厌氧状态,底层的电导率总体较表层高.调查期间,两个湖泊水柱表层浮游植物生物量(以叶绿素a浓度表征)均在冬季出现峰值,程海和阳宗海的分别为19.22±11.08和45.82±9.41μg/L;进一步分析发现,热力分层的消退可能是导致水体表层无机营养盐升高(底层供给)的重要原因,加之适宜的光热条件可诱导两湖冬季水华的发生;在其他季节转化期间,浮游植物生物量变化的主要影响因子亦具有一定的共性及湖泊与季节异质性.     

一个改进的简单雪盖-大气-土壤传输模式

本文基于Sun等1999年发展的一个简单雪盖-大气-土壤传输模式（SAST）,改进了其雪盖的分层,提出了新的模式数值求解方法.改进后的新模型使用温度和雪层内的冰质量作为预报变量,在雪层处于冻结和融化状态时,有效地求解雪层温度分布和冻融过程,减少迭代次数,节省计算时间并提高其计算精度.新模型采用7层分层方法来代替旧SAST模型3层分层方法,在厚雪情况下3层分层方法过于简单.通过与5个前苏联站点观测数据的比较,新模式的模拟结果与大部分站点的观测值符合得较好.而当雪层较厚时,7层分层的模拟情况要好于3层分层.在Khabarovsk站,雪被强风吹走造成的差异以及土壤性质的差异,可能对模拟值与观测值的差别造成重要影响.在Tulun站,模拟结果的差异主要出现在雪盖厚度上,而对雪水当量的模拟情况与观测值实际吻合得很好.在对雪盖的生命期和积雪完全融化时间的模拟上面,从春季雪盖融化的趋势来看,新模式消融期和消融结束时间的模拟和实际观测符合得较好,并且7层分层结果要好于3层分层.在运算效率方面,新的3层模型比旧SAST模型运行时间要缩短20%.而由于7层分层方案有更多层来处理,它运行的速度与旧SAST相同,但更准确.考虑强风及改进雪面反照率参数化方案将是今后改进本雪盖模式的主要方向.     

基于Poynting矢量行波分离的最小二乘逆时偏移

因为在逆时偏移中基于双程波动方程构建震源波场和检波器波场,所以在波场延拓过程中地震波遇到波阻抗界面时,背向发育的反射波会与正常传播的波场互相关产生较强振幅的低频噪声.这一特点使得以逆时偏移为基础的最小二乘偏移方法在梯度计算时同样存在着低频噪声的干扰,从而导致反演收敛的速度减慢.考虑到计算量和存储成本的因素,本文借助Po...     

倾斜界面和各向异性对谐波分解方法的影响研究

利用接收函数谐波分解方法可以提取地壳下方的不均匀信息,但当多种不均匀性同时存在时,该方法反演结果的准确性目前尚不十分清楚。基于5组20个理论模型,研究了倾斜界面和各向异性对谐波分解方法的影响。结果表明,对于只存在倾斜界面的情况,利用谐波分解方法可以很好地得到模型参数。在各向异性和倾斜界面同时存在的情况下,各向异性的存在会影响谐波分解得到的倾斜界面振幅信息,而且这种影响还和倾斜界面的走向有关。倾斜轴各向异性谐波分解得到的各向异性强度与倾斜轴倾角大小有关,与快轴方向关系不大。使用谐波分解方法对江西九江台进行分析,结果表明,台站下方倾斜和各向异性共存,快轴方向约为86°,时间延迟约为0.46 s。     

井下、地表地震计记录波形对比——以松原地震台为例

分析了相邻井下、地表地震计记录的背景噪声及近震、远震波形特征,以及相关的振幅谱及近震、远震接收函数波形特征。结果表明,井下地震计记录的背景噪声比地表地震计小1个数量级,其近震、远震波形记录较清晰、简洁;井下、地表地震计记录的远震振幅谱和径向接收函数具有较好的一致性,但背景噪声、近震振幅谱、近震接收函数、远震切向接收函数波形存在一定差异;由地表地震计得到的近震震级比井下地震计的大0.12,地表地震计到井下地震计之间的P波速度约为2 km/s。     

Experimental study on the performance of an azimuthal acoustic receiver sonde for a downhole tool

A new azimuthal acoustic receiver sonde with a body and corresponding circuits was designed for a downhole tool. The 64‐sensor receiver sonde holds eight receiver stations that can be combined into at least 64 three‐sensor receiver subarrays. As a result, the receiver sonde can use different sensor combinations instead of different transducer types to produce multiple modes, including a phased azimuthal reception mode and conventional monopole, dipole, and quadruple modes. Laboratory measurements were conducted to study the performance of the azimuthal acoustic receiver sonde for a downhole tool, and the experimental results indicate that the receiver sonde provides a consistent reception performance. Individual sensors receive similar time‐domain waveforms, and their corresponding frequency bands and sensitivities are consistent within the measurement errors of around 5%. The direction of the reception main lobe is approximately parallel to its exterior normal direction. In addition, a receiver subarray with three sensors receives waveforms that have higher energy and narrower beamwidths. For individual sensors, the angular width of the dominant reception lobe is 191.3^° on average, whereas that of the individual receiver subarrays is approximately 52.1^° on average. The amplitude of the first arrival received by the receiver subarray centred at the primary sensor directly pointing to the source is approximately 2.2 times the average amplitude of the first arrivals received by the other receiver subarrays in the same receiver station. Thus, the maximum amplitude of the waveforms received by the receiver subarrays can be used to determine the direction of the incident waves. This approach represents a promising method for determining the reflector azimuth for acoustic reflection logging and three‐dimensional acoustic logging.     

利用主成分分析法研究余干地震台接收函数

对模型合成的理论接收函数进行主成分分析,研究在倾斜界面和各向异性影响下主成分形态变化规律,分析倾斜界面倾角和各向异性强度对接收函数R分量主成分贡献率的影响。对江西余干地震台的接收函数R分量主成分进行分析,结果发现:Ps震相的平均走时为3.4 s;台站下方介质的各向异性和倾斜界面同时存在,各向异性快轴大致呈NE向,倾斜界面倾向约170°。     

Mapping crustal S—wave velocity structure with SV—component receiver function method

In this article,we analyze the characters of SV-component receiver function of teleseismic body waves and its advantages in mapping the S-wave velocity structure of crust in detail.Similar to radial receiver function,SV-component receiver function can be obtained by directly deconvolving the P-component from the SV-component of teleseismic recordings.Our analyses indicate that the change of amplitude of SV-component receiver function against the change of epicentral distance is less than that of radial receiver function.Moreover,the waveform of SV-component receiver function is simpler than the radial receiver function and gives prominence to the PS converted phases that are the most sensitive to the shear wave velocity structure in the inversion.The synthetic tests show that the convergence of SV-component receiver function inversion is faster than tnat of the radial receiver function inversion.As an example,we investigate the S-wave velocity structure beneath HIA sta-tion by using the SV-component receiver function inversion method.     

A NOVEL FIXED-SOURCE ELECTROMAGNETIC SYSTEM1

A novel fixed-source electromagnetic system has been developed. The transmitter is a large rectangular loop or grounded dipole. The transmitted waveform consists of up to five superimposed pure sinusoids at well-separated frequencies. The receiver measures the amplitude and phase at two frequencies from a single receiver coil. The amplitude ratio is routinely calculated. Field trials with both surface and downhole configurations show that the method has advantages over the more traditional frequency-domain Turam type and downhole electromagnetic (DHEM) systems. Among such advantages are the use of a single receiver coil and the removal of noise due to free-space variations in transmitter-receiver geometry. The latter is important for DHEM surveys. In terms of field procedures and quantities measured, the system is similar to time-domain methods.     

利用SV分量接收函数反演地壳横波速度结构

详细讨论了远震体波SV分量接收函数的特点及其在反演地壳S波速度结构中的优势．与径向接收函数类似，SV分量接收函数可通过对远震体波的SV分量直接反褶积P分量获得．研究分析表明:与径向接收函数相比，SV分量接收函数的振幅随震中距的变化更加稳定，波形简单且突出了对结构最敏感的PS转换波信息．理论数值实验显示:在反演地壳S波速度结构时，SV分量接收函数比径向接收函数具有更好的收敛性．作为实例，利用SV分量接收函数反演方法反演了海拉尔台下的S波速度结构．      

Wavefield features of teleseismic receiver function in laterally inhomogeneous media

IntroductionSince1980(s,theteleseismicreceiverfunctionhasbeenbroadlyappliedtoexploringthecrustalanduppermantlestructure.Thatthismethoddrawssomanyattentionsisnotonlybecauseitscheapercostandhighverticalresolution,butalsobecauseitcanbeusedforexploringthelateralvariationofthecrustalstructure.IntheUSnationalresearchprogramofthecontinentaldynamicsmuchemphasiswasgiventothereceiverfunctionmethod(Phinney,1989).Uptonow,the1-Dreceiverfunctioninversiontechniquehasbecomesophisticatedandmanypracticalresul…     

短周期地震仪接收函数的可行性分析——以新疆和田地震台阵为例

利用新疆和田地震台阵3 km孔径范围内架设的9个子台(包括1套宽频带和9套短周期地震仪)记录的3年远震波形数据,对比研究和分析了短周期地震仪接收函数的稳定性和可靠性.通过比较和分析短周期和长周期地震仪获取的接收函数波形,结果发现:(1)短周期地震仪记录与宽频带地震仪记录得到的接收函数有很好的一致性,且具有较高的稳定性,无论α取值为1.5还是2.5,短周期地震仪接收函数与宽频带地震仪接收函数都具有较强的线性相关性(相关系数0.9),但Ps震相均存在小幅的振幅差(约20%);(2)采用接收函数震相到时信息的方法(如H-κ叠加搜索),短周期地震仪可以代替宽频带地震仪;(3)由于短周期地震仪缺乏0.155 Hz以下的低频信号和在1 Hz以下频段非线性的振幅响应,仅仅采用短周期地震仪接收函数波形反演台站下方S波速度结构,获得下地壳到上地幔顶部的速度偏差较大(约0.3 km/s),可能会造成错误解释(如下地壳低速层),因此需要和其它对波速值敏感的数据(如面波频散)进行联合分析.