一种基于气候适应性的城市风暴潮淹没风险空间评估体系构建研究——以青岛市为例

青岛市是中国北方典型海岸带城市代表,常年受到风暴潮灾害影响。本文以青岛风暴潮淹没风险为例,以适应策略制定为出口,构建一种基于适应的城市气候风险空间评估体系,该体系将风暴潮淹没从风险辩识、风险整合到风险分区有机关联到一起,有效评估基于中长期尺度的海岸带城市风暴潮淹没风险。通过研究发现,在未来各种情景下,淹没风险较高的区域分别为大沽河、洋河、墨水河及其沿岸,对于上述区域在未来中长期时间尺度内,在考虑城市发展的同时也要关注并适应未来气候变化背景下风暴潮淹没带来的风险。从某种程度上基于适应的风险空间综合评估体系,可以将未来不同情景下的风暴潮淹没风险与未来城市发展规划、国家宏观适应方针等有机结合,有效评估基于中长期尺度的海岸带城市风暴潮淹没风险,并为实现从气候风险评估到适应策略制定的转变奠定一定的基础和技术支撑。     

基于小波包和反应谱的黄土边坡动力特征研究

为研究黄土边坡在地震动力作用下的动力响应特征,以宝兰客专沿线某天然黄土边坡为工程背景,建立1∶20缩尺的黄土边坡试验模型。通过大型振动台试验,采用时程分析和小波包、反应谱分析相结合的方法,在模型底部振动台上输入地震动荷载,分析黄土边坡结构在地震动荷载下加速度信号第一频段能量占比(E₁)、第二频段能量占比(E₂)、特征周期、反应谱幅值、峰值加速度(PGA)和加速度放大系数(AFA)的变化规律。结果表明：根据E₁、E₂转化规律,弹性阶段可以细分为挤压密实阶段和密实阶段,E₁+E₂的最大值位于边坡顶部位置。在弹塑性阶段,同种类型地震波不同地震烈度下到达特征周期的时间基本不变,El-Centro波到达特征周期的时间滞后于汶川汤峪波,且其加速度、速度反应谱幅值也略小。模型在水平方向上存在PGA及AFA放大效应,PGA及AFA沿水平方向放大效应按照大小排序为：破坏阶段>塑性阶段>弹性阶段。地震过程中距离坡面越近的位置越容易被破坏和先破坏,验证了地震过程中“...     

部分饱和条件下砂岩的速度频散实验室测量和Gassmann流体替换

在地震频带(2～2000hz)和超声频段(1MHz)测量了四块砂岩样品分别饱和水和饱和甘油条件下的弹性模量。我们观察到,不同水饱和度的高渗透率样品和不同甘油饱和度的低渗透率样品,低频(2-2000Hz)范围内的速度频散是非常很小。然而,在高渗透率样品的不同甘油饱和度条件下和低渗透率样品不同水饱和度条件下,相同的频率范围(2～2000Hz),速度频散却非常明显。观测表明,流体的流动性很大程度上控制着孔隙内流体的运动和孔隙之间的压力。高流动性使得孔隙之间或非均匀区间的孔隙压力容易达到平衡,导致岩石处于一个低频控制状态,而满足Gassmann方程条件。相反,即使在地震频率范围,低流动性也会产生孔隙之间的压力梯度,而引起频散。随着流动性的降低,速度频散曲线显示出了一个向低频区间系统性迁移的趋势。同时,我们针对这些具有纵波速度频散背景下的砂岩样品,探讨了Gassmann理论的应用。预测纵波速度的两个边界公式,分别是Gassmann-Wood和Gassmann-Hill理论。观察表明,波致流机制影响着纵波速度在Gassmann-Wood和Gassmann-Hill理论边界之间的转变。随着流动性的降低,低频(2～2000Hz)纵波速度从Gassmann-Wood理论边界向Gassmann-Hill理论边界移动。同时我们也研究了不同频率下的岩石-流体机制。     

起伏地表复杂介质波动方程有限元数值模拟方法

波动方程数值模拟是深入研究地震波传播规律的有效方法.有限差分法因其方法简单、精度高而得到了广泛的应用.但其缺点是不能准确模拟具有复杂几何形态的物性界面.因而当遇到起伏地表或复杂构造时,求解精度低.为了准确模拟起伏地形、复杂构造和复杂介质条件下的地震波场,本文采用有限元法模拟二维声波方程.用三角形单元模拟地形和速度界面;把单元内的场和波速均看作单元上的线性函数,以适应复杂介质压制边角散射;采用吸收边界条件去除来自截断边界上的反射;采用集中质量矩阵和集中阻尼矩阵使得显式时间递推无需对矩阵求逆,提高了计算效率.对模型的计算表明该方法正确有效.     

贵州地震时空分布规律探析

如果以垭都—紫云—罗甸断裂带北东侧为界将贵州省分为A、B两个区域,则：①地震在A区分布较为密集,而在B区分布较为稀散。单位国土面积上释放的地震能量,前者比后者要大一个数量级,反映两者在力学性质上存在较大差异。②A区地震释放能量在深度约5.5km处突然出现一个高达2个数量级的跃升,在深度约7 km处回落到接近跃升前的位置,而后又逐渐下降,反映该区域5.5～7 km深度地层的力学强度较低。③贵州地震释放能量总体似乎呈周期性变化,变化周期在11～15年间变动。A、B两区域地震释放能量的高峰年有此消彼长的现象,即A区出现地震活动高峰时,B区相对比较平静;而B区出现地震活动高峰时,A区相对比较平静。     

增强现实技术在水下定位测量中的应用

增强现实（AR）技术是应用领域非常广泛的新技术,涉及社会生活的多个领域,如医学、军事、交通、教育、娱乐、工业机械、景观规划、文物保护等,目前也已应用到水下工程中。本研究中AR技术首次成功应用到国内海洋工程水下定位测量作业中,以遥控水下机器人（ROV）为载体,搭载3D水下摄像机并配备相关水下传感器,通过专用AR软件将结构物三维模型、虚拟标识物、虚拟测量工具叠加到从水下传到水面的视频画面中,实现了水面操作人员与水下真实环境的实时交互,从而实时监测水下结构物的位置和姿态。将AR技术应用于水下定位测量,突破了传统的作业模式,具有高精度、高效率、低成本、无接触式和实时测量的优势特点,ROV不用紧贴结构物,软件操作便捷、测量数据精度可靠且实时显示,有效降低ROV的作业风险,提高作业时效。     

含流体砂岩地震波频散实验研究

为了研究孔隙流体对不同渗透率岩石地震波速度的影响,在实验室利用跨频带岩石弹性参数测试系统得到了应变幅值 -6的2~2000 Hz频段下的地震波速度和1 MHz频率下的超声波速度,利用差分共振声谱法得到了频率600 Hz岩石干燥和完全饱水情况下岩石声学参数.实验表明,在低饱和度下,致密砂岩在地震和超声频段下没有明显的频散;在高饱和度下纵波速度的频散变得明显.从干燥到完全水饱和条件,不同频率测量的致密砂岩的体积模量随岩石孔隙度增高而降低,且体积模量的变化量受岩石微观孔隙结构的影响较大.高孔、高渗砂岩无论在低含水度下还是在高含水饱和度下频散微弱,并且在地震频段下围压对于岩石纵横波速度的影响要大于频率的影响.高孔、高渗砂岩和致密砂岩不同含水饱和度下的频散差异可应用于储层预测,油气检测等方面,同时该研究可以更好地帮助理解岩石的黏弹性行为,促进岩石物理频散理论的发展,提高地震解释的精度.     

球面波PP反射系数的频变特征研究

与平面波反射系数相比,球面波反射系数可以更精确地描述实际地震波的反射特征.近些年关于球面波的研究主要聚焦于球面波反射系数随入射角的变化规律,很少对球面波反射系数随频率的变化（频变）做详细研究.为了更全面地了解球面波的反射机制,本文研究了两层弹性介质中球面波PP反射系数（幅值和相位）的频变规律.文中基于经典的Sommerfeld积分构造球面波PP反射系数,通过自适应的Gauss-Kronrod求积算法对其进行稳定的数值计算.数值试验发现,对于不同的介质参数,球面波反射系数表现出了复杂的频变规律.尤其是当平面波反射系数为零时,对应的球面波反射系数是非零的,且球面波反射系数的相位随频率增加在高频趋近于90°或-90°,即此时球面反射波相对于入射波会有90°的相位旋转.对四类AVO模型的测试表明,球面波反射系数与平面波反射系数在临界角附近和低频时差异很大.     

应力松弛对颗粒物质弹性性质的影响及等效介质模型校正研究

未固结碎屑砂岩储层是国内外重要的油气储层类型之一,其物理本质是由离散颗粒组成的软凝聚态物质.在地震勘探中通常使用Hertz-Mindlin等效介质模型来计算未固结砂岩的地震弹性特征,但该模型在使用中通常会得到明显偏高的剪切模量值.基于3D离散元技术,对颗粒介质在单轴压缩与纯剪两种过程中的力学响应进行离散元数值模拟,从微...     

渤海湾盆地东营-惠民凹陷古近系孔店组孔二段地震相与沉积相

在胜利油田,深层油气勘探已经成为寻找后备储量的主要方向,但是因为研究程度低而未能取得重大突破。因此,有必要跳出既成思路,针对孔店组作扎实的基础研究。本文以地震地层学的观点和方法,把东营-惠民凹陷孔店组的地震反射看作一个地震层序,并将其划分为三个亚层序(相当于层序地层学中的体系域),分别对应于地层分层上的孔一段、孔二段和孔三段。利用地震反射波的振幅、连续性、内部结构和外部形态等地震反射特征,在具有油气勘探前景的孔二段的地震反射中识别出了中振幅中连续亚平行席状相、杂乱充填相、杂乱-斜交前积相、丘状相、弱振幅中连续楔状相、弱变振幅低连续楔状相及帚状前积相等七种地震相。将地震相转变为沉积相,划分出了湖泊沉积环境的深湖-半深湖、滨浅湖、扇三角洲、近岸水下扇等沉积相,进而预测了有利相带,优选了部分深湖-半深湖相沉积区作为下一步勘探工作的重点目标区域,为今后的勘探工作提出了有益的建议。