PROCESSES OF HEADCUT GROWTH AND MIGRATION IN RILLS AND GULLIES

lINTRoDUCTIONHeadcuterosionwithinrills,ephemeralguIlies,classicgullies,andstreamscausesseriousenvironmentalproblems.Headcuterosionacceleratesthelossoftopsoilanddecreasestheproductivityofagriculturallands.Erodedsedimentsoftenendupinreceivingstreams,causingwaterqualityproblemsandnegativelyimpactingbioIogicalprocesses.Inadditiontolandscapedegradation,gulliesarethedominantformofdamagetoearthspillways.lfagullycanmovethroughanearthspillwayandbreachthecrestofadam,thentheimpoundedfloodwaterswiI1…     

HYDROLOGICALLY DRIVEN MECHANISMS OF HEADCUT DEVELOPMENT

An analytic investigation of the effect of surface seal mechanical properties, overland flow, and subsurface hydrology was performed on headcut development. Headcut growth rates on upland areas have been observed to be quite small （less than 0.00015 meter per second） and that they occur in increments in which chips break off at points where cracks have developed in surface seals. The substrate soil under the seal collapses and is removed by the flow. This mode of headcut development is the result of a strong interaction between the surface and the subsurface processes. The surface process is energetically controlled by the mechanical features of the seal whereas the subsurface process is hydrologically controlled. The analysis yields estimates of the temporal scale of headcut velocities. In cases of infiltration from the vertical gully wall into the substrate, the flexural wave velocity （seismic sound velocity） was found to inversely affect headcut velocity.     

MODELING HEADCUT DEVELOPMENT AND MIGRATION IN UPLAND CONCENTRATED FLOWS

On hillslopes and agricultural fields, discrete areas of intense, localized soil erosion commonly take place in the form of migrating headcuts. These erosional features significantly increase soil loss and landscape degradation, yet the unsteady, transient, and migratory habits of headcuts complicate their phenomenological and erosional characterization. Here a unique experimental facility was constructed to examine actively migrating headcuts typical of upland concentrated flows. Essential components of the facility include a deep soil cavity with external drainage, rainfall simulator, capacity for overland flow, and a video recording technique for data collection. Results from these experiments show that： （1） after a short period of adjustment, headcut migration attained a steady-state condition, where the rate of migration, scour hole geometry, and sediment discharge remain constant with time; （2） boundary conditions of higher rates of overland flow, steeper bed slopes, and larger initial headcut heights produced systematically larger scour holes with higher rates of soil erosion; and （3） during migration, the turbulent flow structure within the scour hole remained unchanged, consisting of an overfall nappe at the brink transitioning into a reattached wall jet with two recirculation eddies within the plunge pool. The systematic behavior of headcut development and migration enabled the application of modified jet impingement theory to predict with good success the characteristics of the impinging jet, the depth of maximum scour, the rate of headcut migration, and the rate of sediment erosion. These laboratory data and the analytical formulation can be used in conjunction with soil erosion prediction technology to improve the management of agricultural areas impacted by headcut development and ephemeral gully erosion.     

地震迁移的规律、解释和预报——中国大陆四条地震带的地震迁移

本文对中国大陆南北中轴地震带、天山地震带、山西地震带和燕山地震带等4条地震带内地震迁移现象进行了研究,证明了迁移的定向性,发现了迁移快波和慢波现象,求得迁移速度(V_M、V_m),提出了迁移的基础不是地震断裂的连续伸延,而是边界动力源脉动式推压引起的动力波的传播所决定的     

P-P波及P-SV波叠前深度偏移速度模型建立方法

针对多波叠前深度偏移速度模型的建立问题,提出在CDP道集上利用互换原理组成伪地集作为叠前偏移速度分析的数据道集,先用叠前时间偏移方法求取层间互不影响的等效偏移速度模型,再用餐前深度偏移方法逐层求取层速度模型．对各层的速度质量、整个速度模型层位结构及速度横向变化,采用人机交互方式进行监控,并在速度叠代中引入全局寻优的遗传算法,使整个速度模型建立过程具有稳定、可靠和可视化的优点．经理论和实际资料处理结果证明,本方法是行之有效的．     

石油和天然气运移、聚集的特征

虽然石油和天然气都是流体矿产，但它们的物理性质有很大不同，诸如：密度、粒度、溶解度、表面张力、扩散性等等，从而引起它们在运移和聚集特征上也有很大不同，这些不同的特征决定了天然气勘探的时空领域比石油更广阔，然而却比石油更难于保存下来。     

三维叠前深度偏移速度分析及蒙特卡洛自动层速度拾取

是否能够正确地建立深度域三维速度模型是三维叠前深度偏移成败的关键.本文根据Deregowski循环,利用叠前深度域地震成像对速度模型变化的敏感性,采用偏移迭代逐次逼近最佳成像速度,研究开发了一套快捷有效的三维叠前深度偏移深度域速度模型建立技术.借鉴时间域CDP(共深度点)道集上常规叠加速度分析的策略,在深度域CRP(共反射点)道集上,提出剩余慢度平方谱的概念并建立相应的实现技术.导出深度域中均方根速度与层速度之间的关系;按照串级偏移原理确定偏移循环过程中初始速度、剩余速度及修改后速度之间的关系;采用蒙特卡洛非线性优化算法实现从剩余慢度平方谱中自动拾取层速度,讨论了其地质速度约束条件和蒙特卡洛非线性优化的收敛准则,使得所拾取的层速度模型具有合理的地质意义并获得最佳偏移成像效果.SEG-EAGE理论模型数值试算验证了方法的有效性,在海拉尔盆地霍多莫尔工区,58km2三维资料的速度模型建立并获得满意的三维叠前深度偏移成像.     

评地震危险性分析方法

本文对目前我国地震危险性分析中普遍采用的概率方法,即洪华生模型进行了分析和评述。指出上述方法忽略了断层间的相互影响;将未来大震看作小概率事件是对古登堡震级与频次关系的误解;同时,该方法中极值理论的时间概念是不可靠的。     

三维叠前深度偏移速度分析及蒙特卡洛自动层速度拾取

是否能够正确地建立深度域三维速度模型是三维叠前深度偏移成败的关键 .本文根据Deregowski循环 ,利用叠前深度域地震成像对速度模型变化的敏感性 ,采用偏移迭代逐次逼近最佳成像速度 ,研究开发了一套快捷有效的三维叠前深度偏移深度域速度模型建立技术 .借鉴时间域CDP(共深度点 )道集上常规叠加速度分析的策略 ,在深度域CRP(共反射点 )道集上 ,提出剩余慢度平方谱的概念并建立相应的实现技术 .导出深度域中均方根速度与层速度之间的关系 ;按照串级偏移原理确定偏移循环过程中初始速度、剩余速度及修改后速度之间的关系 ;采用蒙特卡洛非线性优化算法实现从剩余慢度平方谱中自动拾取层速度 ,讨论了其地质速度约束条件和蒙特卡洛非线性优化的收敛准则 ,使得所拾取的层速度模型具有合理的地质意义并获得最佳偏移成像效果 .SEG EAGE理论模型数值试算验证了方法的有效性 ,在海拉尔盆地霍多莫尔工区 ,5 8km2 三维资料的速度模型建立并获得满意的三维叠前深度偏移成像 .     

氡迁移的接力传递作用

在扩散和对流等作用的基础上,提出了用于解释氡法探寻深部矿藏、预报地震和研究地球动力学带等方面的氡迁移的接力传递作用．这种作用可能是镭传氡和氡传氡,也可能是借助于其它的物质或自然力来传递,传递方式有二棒接力和多棒接力．扩散和对流等10多种作用．一般地说,只能使氡气作短距离的迁移,而接力传递作用则可以解释氡作长距离的迁移．     

地震数据叠前偏移成像及其在浅层地震勘探中的应用研究

文中讨论了在浅层地震勘探中地质结构和构造的复杂性以及对浅层地震勘探成果要求精度较高的特殊性,指出了在浅层地震勘探中发展叠前深度偏移的重要性,并对相移法叠前深度偏移的基本原理和实现方法进行了详细论述,编制了相应的软件。通过使用该方法对 2种理论试验模型进行试算,获得的深度偏移剖面层位清晰,构造明显,较准确地体现了理论模型地质结构和构造的特征,效果良好。然后又使用实际浅层地震反射资料进行了叠前偏移计算,所得结果与已知地质结构和构造相吻合,也取得了较好的结果,证实了该方法及软件的可靠性和实用性,可用于实际浅层地震反射勘探资料的叠前深度偏移处理     

氡迁移的接力传递作用

在扩散和对流等作用的基础上，提出了用于解释氡法探寻深部矿藏、预报地震和研究地球动力学带等方面的氡迁移的接力传递作用．这种作用可能是镭传氡和氡传氡，也可能是借助于其它的物质或自然力来传递，传递方式有二棒接力和多棒接力．扩散和对流等10多种作用．一般地说，只能使氡气作短距离的迁移，而接力传递作用则可以解释氡作长距离的迁移．     

渭河盆地断层活动的横向迁移

断裂活动的横向迁移是断裂发展演化过程中的一种普遍现象. 在渭河盆地这种现象也较为常见,特征比较典型. 本文以蓝田南侧王顺山山前断裂活动向其北侧的骊山山前断裂和渭南塬前断裂的迁移,骊山凸起西北侧临潼¾长安断裂带内大鲍陂¾牛角尖次级断层的强烈活动向神峪寺¾肖家寨次级断层的迁移,以及渭河盆地中西部宝鸡与泾阳间一系列北西向断裂活动的横向迁移为例,分析和讨论了它们各自的迁移时段及迁移过程,为充分认识这些地区的构造发展和地貌演化历史,深刻把握渭河盆地内最新的控制性活动断裂,更加切近实际地估计每一条断裂的地震危险性提供了帮助.     

常速叠加－DMO－叠后偏移等效叠前偏移

常速叠加是根据给定的速度将炮检距空间的地震数据映射到叠加速度空间,在实际叠加速度位置形成叠加能量;速度变换是将叠加速度空间的能量数据映射到均方根速度空间,消除地层倾角对速度的影响,这实际上是一种ＤＭＯ方法;常速偏移是在每个均方根速度剖面上独立地进行波场归位,消除反射点位置对速度的影响．经过这三步处理获得最终叠前偏移结果．     

强震群体活动转移特征及预测

对中国大陆及邻区的5个强震区的强震群体进行了划分及t检验。 近80年来,由喜马拉雅板缘碰撞带向我国大陆板内强震区强震群体活动呈现时空的有序迁移。这种迁移特征与印度板块与欧亚板块的幕式碰撞有关,由此产生的向板内的能量和物质的输入是强震群体迁移有序性的根源。据此,对我国大陆今后10年的地震大形势做了初步分析。     

云南地区地震活动的有序迁移图像

重点追踪了云南地区中强震的动态图像 ,发现在云南地区强震活跃期前 1～ 4a出现中强震的有序迁移 ,有序迁移的中强震预示了活跃期强震时空分布的总体格局 ,80 %的强震发生在这些中强震 15 0km范围内。有序迁移结束后 2d至 11个月发生活跃期的首次强震 ,其中 75 %在 3个月内。文中介绍了强震的等间距迁移、强震活跃期后期中强震的有序迁移 ,巨震前后大震的有序迁移和中等地震的定向迁移与部分震例 ,但地震活动有序迁移图像的机理尚待研究     

常速叠加－DMO－叠后偏移等效叠前偏移

常速叠加是根据给定的速度将炮检距空间的地震数据映射到叠加速度空间，在实际叠加速度位置形成叠加能量；速度变换是将叠加速度空间的能量数据映射到均方根速度空间，消除地层倾角对速度的影响，这实际上是一种ＤＭＯ方法；常速偏移是在每个均方根速度剖面上独立地进行波场归位，消除反射点位置对速度的影响．经过这三步处理获得最终叠前偏移结果．     

常速叠加－DMO－叠后偏移等效叠前偏移

常速叠加是根据给定的速度将炮检距空间的地震数据映射到叠加速度空间，在实际叠加速度位置形成叠加能量；速度变换是将叠加速度空间的能量数据映射到均方根速度空间，消除地层倾角对速度的影响，这实际上是一种ＤＭＯ方法；常速偏移是在每个均方根速度剖面上独立地进行波场归位，消除反射点位置对速度的影响．经过这三步处理获得最终叠前偏移结果．     

EFFECT OF DUNE MIGRATION ON SCOUR AT BRIDGE PIERS

This paper examines the effect of dune migration on local scour around bridge piers. Experiments show that local scour depths fluctuate in response to the translation of dunes past the scour hole. The scour depths measured in a model study conducted in live-bed conditions contain both scour due to the pier and that due to dunes. The con' tribution from scour due to the dunes may form a significant fraction of the total scour depth measured in model investigations. Therefore, it is imperative to separate these two components of scour for analysis and comparison. The study proposes that an equilibrium or time-average scour depth normalized using pier diameter be used for analysis, and the contribution from dunes to the total scour depth be added independently. Dune size, in the absence of field or measured data, may be estimated using published predictive curves. Comparisons between computed and measured scour depths show a good correlation, and 90% of all the data tested fall within a scatter of 15%.     

弹性波有限元逆时偏移技术研究

改善弹性波有限元逆时偏移剖面的质量是目前该方法面临的难题,为此,首先在有限元方程中,合理地加入边界力项,并找到准确的成像条件,以及对炮集资料用惠更斯（Huygens）原理消除直达波和面波干扰等措施,提高了复杂含油气结构的偏移剖面质量．本文重点研究单分量资料弹性波偏移的可靠性,利用单分量、抽炮集资料,模拟实际资料处理典型含油气构造,得到了高质量的自激自收和炮集资料的偏移剖面．