气枪信号振幅叠加方法研究

由于气枪震源信号较弱, 容易受外界噪声或者地震等因素干扰, 而使得其真实的振幅被掩盖。 这些干扰记录若直接参与叠加容易导致振幅信息不可靠, 也会影响叠加效果。 为消除干扰影响, 提出概率筛选和噪声模型筛选振幅叠加方法, 以2018年6月在福建龙门滩水库和沙溪口水库的气枪实验数据为例, 从剔除干扰的能力、 波形形态、 振幅值等方面说明两种方法的实际效果, 并对比两者的优缺点。 研究结果表明: ① 两种筛选方法均能有效去除异常干扰, 经处理后的气枪信号的波形形态和最大振幅值与直接线性叠加基本一致; ② 对于固定台网台站, 噪声频谱方法可方便确认台站的运行状态, 及时筛除异常台站; ③ 对于灵敏度等信息不详的流动台站, 噪声模型筛选方法使用受限, 而概率筛选方法简洁, 适用性强。     

宾川地震信号发射台的选址、建设及初步观测结果

详细记述了宾川地震信号发射台的选址和建设过程,总结了多年来对台址所处区域的地震活动性、地震地质和地壳结构等的观测和研究结果,为今后主动源探测的研究和观测提供一些基础资料。此外,还介绍了发射台工作情况和取得的一些初步成果,并对今后的工作进行了思考。     

基于气枪信号偏振特征的震相自动判别研究

气枪震相拾取是地下结构探测的一项基础性工作,震相拾取的精度和波组类型的可靠度是速度结构反演的关键.本文提出了基于偏振特征的气枪震相自动识别方法,通过将水平分量旋转为径向和切向分量,由垂向分量和径向分量构成的偏振特征量初步判别P波组和S波组,根据质点运动轨迹确定出偏振角和偏振线性度参数,针对偏振角大小判别出具体波组类型 ...     

大容量气枪激发与场地条件的耦合效果研究

为充分和合理地利用大容量气枪震源,研究水下激发的气枪信号与场地条件的耦合作用尤为重要.本文采用Zoeppritz方程研究了水底界面上地震波的反射与透射特性,采用谱元法研究了水下介质中波传播规律,研究结果表明:(1)陆上水体气枪激发应选择合适的场地条件,不同水底能够产生不同的反射和透射效果;(2)陆上水体的有限性会对气枪...     

陆上水体激发的大容量气枪震源特性研究

本文结合实验结果从信号分析的角度研究了陆上水体大容量气枪激发的特性,大容量气枪震源激发的信号具有丰富的低频能量成分和高度的可重复性,此外还含有丰富的S波信息,分析这些特征产生的主要原因及其应用前景为大容量气枪震源的充分利用提供了依据。     

非调制大容量气枪信号处理中反褶积方法的对比研究

利用云南宾川主动源资料,对比分析了阻尼系数法、水准法、最小二乘法、时间域迭代法以及维纳法去除气枪信号震源响应的效果。结果表明:①在参数选择正确时,以上方法得到的波形差异不大。其中阻尼系数法、水准法参数选取难度最大,最小二乘法虽然能够自动找到最优解,但步长设置过小时,计算效率低,步长设置过大时,易出现假极值点。时间域迭代法及维纳法的参数对结果的影响相对较小。②对于高信噪比叠加信号,时间域迭代法得到的信号信噪比最高,计算时间对比其他方法增加不大,是一种较好的反褶积方法。对于单枪低信噪比信号,当只需要到时信息时,可使用时间域迭代法,但需波形信息时,从波形的可信度及计算效率上考虑,维纳法是更加折中的方法。     

气枪激发信号传播的谱元法数值模拟研究

为了研究气枪激发信号的波场,本文利用谱元法对双相介质中波的传播做了数值模拟,分析了波的传播特征.本文主要做了以下工作:(1)研究了使用谱元法(SEM)模拟孔隙弹性介质中波的传播,模拟结果表明,采用谱元法能有效解决双相介质的波场传播模拟问题.(2)验证了Biot理论中慢纵波的存在.双相介质中存在明显的慢纵波,流相波场的慢纵波比固相波场的明显,慢纵波具有很强的散射性质.(3)研究了地震波在孔隙度变化的沉积层中传播规律,验证了孔隙度对于相速度的影响.(4)针对有限的水库底部情况,研究了起伏界面对波传播的影响.     

利用聚类分析方法研究新疆呼图壁大容量气枪震源重复性

为研究造成新疆呼图壁大容量气枪震源重复性波动的原因,利用2015—2016年新疆呼图壁气枪震源激发池岸边的一台地震仪记录的3 214次激发信号,采用聚类分析中层次聚类方法和波形信号互相关技术,以相关系数大于0.95、对应相似度距离为0.05为标准对气枪震源信号进行聚类分析,将信号分成了2类。对可能造成气枪信号重复性波动的几种原因进行讨论,结果表明这种信号的重复性波动是气枪激发时压力不同造成的,建议通过控制激发压力的方法来解决这一问题。     

新疆地震台网对新疆呼图壁大容量气枪震源信号的接收能力及其影响因素分析

利用新疆地震台网资料和功率谱密度法,以台站噪声的功率谱密度中值曲线作为评估台站噪声水平的依据,对6个台站的噪声水平进行了评估。对比不同台站的功率谱密度和气枪震源信号的识别情况发现,通过2000次叠加,可以识别气枪震源信号的台站的噪声水平均低于无法识别气枪震源的台站,噪声功率谱密度最大差值为40dB,最小差值15dB。最后通过对噪声水平的评估,判断部分台站无法识别气枪震源信号的主要原因是台站噪声水平较高造成的。     

新疆地震台网对新疆呼图壁大容量气枪震源信号的接收能力及其影响因素分析

利用新疆地震台网资料和功率谱密度法,以台站噪声的功率谱密度中值曲线作为评估台站噪声水平的依据,对6个台站的噪声水平进行了评估。对比不同台站的功率谱密度和气枪震源信号的识别情况发现,通过2000次叠加可识别气枪震源信号的台站的噪声水平均低于无法识别的台站,噪声功率谱密度最大差值为40d B,最小差值15d B。最后通过对噪声水平的评估判断,部分台站无法识别气枪震源信号的主要原因是台站噪声水平较高。     

宾川地震信号发射台的震源系统、观测系统和观测结果

概括总结了宾川地震信号发射台及所处区域地球物理观测的基本情况,重点介绍了宾川地震信号发射台观测系统的构成以及气枪震源在水库、井中激发的特性和信号的传播距离。对发射台建成以来所开展的工作、取得的观测实验研究结果以及遇到的问题进行了总结和探讨。结合项目的目标提出了今后一段时间主要应开展的研究工作。     

大容量气枪震源特征及地震波传播的震相分析

利用大容量气枪震源在陆上水库进行地震波激发试验,研究陆上水库环境下激发气枪震源所产生的地震波特征及传播距离. 试验结果表明,大容量气枪震源是具有丰富的10 Hz以下低频信号的低频震源,其激发的地震波具有传播距离远,穿透深度深的特点. 在185 km长的测线上均记录到了气枪信号,成功检测到Pg,Pc,P2,PmP和Pn等多组震相,并在此基础上对地下深地壳结构进行了一维速度结构正演,讨论了该区域壳幔过渡带的低速结构. 气枪震源还具有一般炸药震源不具有的特征,如长期定点重复激发和有效转换S波的优点,是陆上进行长炮检距深穿透地下结构研究的一种优良人工震源.     

利用气枪主动源资料研究高频GPS与强震仪信号特征

高频GPS在地震学研究中起着重要作用,然而其地震信号的稳定性和适用范围仍不清楚;由于气枪震源可重复性比较高,可提供定量的震源波形信号进行分析,特别适于对仪器的信号特征进行分析和标定.我们根据2016年5月在福建漳州南一水库的气枪主动源激发观测实验获取的高频GPS与强震仪资料,对比分析了不同频率下高频GPS和强震仪的信号特征.研究发现：（1）气枪的沉放深度、枪阵的尺寸以及水深影响两者信号相关性;（2）高频GPS记录到的位移信号与强震仪仿真的位移信号具有高相关性,且在10~60 s频带内两者的波形相关性最高;在长周期上,高频GPS比强震仪稳定性更高.对比发现高频GPS可以作为地震观测的"位移计",在大震的近场观测中具有其独特的优势,可以作为地震仪观测的有效补充;同时,高频GPS可以应用于地震预警与烈度速报以及快速确定大震破裂过程等工作中.     

非纵弯线气枪震源陆地反射资料叠加成像

为探索大容量气枪震源在深部地震探测中的应用,2015年10月在安徽铜陵段开展气枪流动激发试验。该试验采用沿长江航道激发、岸边固定排列接收的工作方式,因受长江航道及江岸地形的影响,加上原始记录中干扰波发育、静校正问题突出等,基于常规的共中心点叠加的数据处理方法已不再适用。为此,开展了针对性的数据处理方法研究。本文采用初至波层析静校正、叠前多域多道集去噪以及非纵弯线共反射面元叠加等一系列处理技术,结果显示所获测线经过区域的深部构造叠加剖面较清晰。     

地震信号的复地震道分析及应用

复地震道分析又称三瞬分析,该分析方法可将反映地震信号局部变化情况的地震波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率等信息分离开.本文应用Hilbert变换求解虚地震记录,用复地震道分析方法求取"三瞬"信息,并用该方法计算了理论合成地震记录的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率,获得了较好的效果.同时,本文也利用该方法对某区块实际地震资料进行了处理,结果表明,复地震道分析方法获得的"三瞬"信息可反映地震信号的局部变化,有助于进行地震薄互层分析,并能提高数据的解释精度.     

气枪震源信号波速变化计算中的水位影响及消除

气枪震源是一种重复性很高的人工震源.受激发条件改变影响,气枪信号一致性会有所下降.反褶积方法可以去除气枪信号中激发压力、沉放深度、位置移动等的影响,但信号中水位变化的影响难以通过反褶积消除.地震信号波速变化反映了介质应力及物理状态的变化.利用气枪信号计算的波速变化受水位变化影响不能完全反应真正的介质变化,对研究结果及后续分析和应用产生较大干扰.为消除气枪信号波速变化中水位变化的干扰,本文提出了一种消除水位影响的方法:(1)水位以△h =0.2 m为间隔分段,将各个水位区间内激发的所有气枪信号叠加;(2)计算所有水位区间内气枪信号的波速变化,得到波速变化与水位变化的关系;(3)进行最小二乘拟合得到水位变化与波速变化的关系式,并计算水位变化引起的波速变化;(4)初始波速变化减去水位变化引起的波速变化,得到消除水位后的介质波速变化.研究结果表明:大银甸水库水位变化引起的气枪信号波速变化率最大可迭10-2,波速变化与水位变化呈线性正相关,水位影响随震中距的增大而减小,相同震中距气枪信号受水位变化的影响大小与气枪信号穿过水体的多少有关.运用本文提出的去除水位影响的方法可较好地消除波速变化中的水位变化信息.     

On the selection of GMPEs for Vrancea subcrustal seismic source

The Vrancea subcrustal seismic source is characterized by large magnitude ( $M_{W} \ge 7$ ) intermediate-depth earthquakes that occur two or three times during a century on average. In this study several procedures are used to grade four candidate ground motion prediction equations proposed for Vrancea source in the SHARE project. In the work of Delavaud et al. (J Seismol 16(3):451–473, 2012) four ground motion prediction models developed for subduction zones (Zhao et al. in Bull Seism Soc Am 96(3):898–913, 2006; Atkinson and Boore in Bull Seism Soc Am 93(4):1703–1729, 2003; Youngs et al. in Seism Res Lett 68(1):58–73, 1997; Lin and Lee in Bull Seism Soc Am 98(1):220–240, 2008) are suggested as suitable for Vrancea subcrustal seismic source. The paper presents the appropriateness analysis of the four suggested ground motion prediction equations done using a dataset of 109 triaxial accelerograms recorded during seven Vrancea seismic events with moment magnitude $M_{W}$ between 5.4 and 7.4, occurred in the past 35 years. The strong ground motions were recorded in Romania, as well as in Bulgaria, Republic of Moldova and Serbia. Based on the ground motion dataset several goodness-of-fit measures are used in order to quantify how well the selected models match with the recorded data. The compatibility of the four ground motion prediction models with respect to magnitude scaling and distance scaling implied by strong ground motion dataset is investigated as well. The analyses show that the Youngs et al. (Seism Res Lett 68(1):58–73, 1997) and Zhao et al. (Bull Seism Soc Am 96(3):898–913, 2006) ground motion prediction models have a better fit with the data and can be candidate models for Probabilistic Seismic Hazard Assessment.     

对新时期建设好基准地震台的思考

结合实际工作和第3次全国地震台长培训班,谈一些在新时期建设好基准台的几点思考。随着地震观测从模拟技术到数字化技术的重大变革,新的观测技术要求台站观测人员具有复合型的知识结构。同时我们必须对基准地震台监测、预测、科研三结合的内容有新的认识和把握。因此,要重视人员的培训和人才的培养。对于台站的基础建设应该与观测技术、社会经济的发展相适应。     

Test of frequency characteristic for well and its response to seismic waves

The permeation parameters have been calculated by forefathers on the basis of permeation theory by means of the Slug test (Yin, Zheng, 1992) and the restoration curves of well level. We are interested in oscillation of the well level when we make Slug test. Both the permeation parameters and frequency parameters, i.e., natural period and damping coefficients of well aquifer, have been calculated on the basis of vibration theory by means of the oscillation curves. Not only this has given a new method, but also the different response of well level to seismic waves has been explained by it in theory.