基于U形卷积神经网络的震相识别与到时拾取方法研究

精确获取震相到时是地震定位和地震走时成像等研究的重要基础.近年来,随着地震台站的不断加密,地震台网监测到的地震数量成倍增长,发展快速、准确、适用性强的震相到时自动拾取算法是地震行业的迫切需求.本文在前人工作基础上,发展了Pg、Sg震相自动识别与到时拾取的U网络算法（Unet_cea）,使用汶川余震和首都圈地震台网记录的89344个不同震级、不同信噪比的样本进行训练和测试.研究表明,U网络能够较好地识别Pg、Sg震相类型和拾取到时,Pg、Sg震相的正确识别率分别为81%和79.1%,与人工标注到时的均方根误差分别为0.41 s和0.54 s.U网络在命中率、均方根误差等性能指标上均明显优于STA/LTA和峰度分析自动拾取方法.研究获得的最优模型可以为区域地震台网的自动处理提供辅助.     

三峡小江回水区透明度季节变化及其影响因子分析

三峡成库后其季节调蓄过程使该水域湖沼学特征具有独特性.根据三峡小江流域回水区段为期2年的定位跟踪观测,对透明度(SD)和主要环境指标的相互关系进行分析研究.研究期间,小江回水区透明度均值为170±7cm,各采样点透明度差异不明显且季节变化过程一致,自春末夏初开始降至最低水平,夏季汛期相对稳定,夏末入秋持续升高,冬季维持在较高状态,入春后下降.对透明度和主要环境指标的相关性分析发现,无机悬浮颗粒(PIM)是影响透明度的主要指标.透明度同PIM、Chl.a多元回归模型为:SD=(-89.389±8.101)·lg(PIM)+(-84.008±8.624)·lg(Chl.a)+(264.132±8.232).汛期低水位状态下(145-150m)小江回水区水动力条件趋于天然河道,河道输沙量增加使无机悬浮颗粒含量远高于藻类生物量而成为影响透明度的主要环境指标.在中水位(150-156m)和高水位(156m以上),虽然藻类进入非生长季节,但水位抬升和水体滞留时间的延长促使悬浮颗粒物大量沉淀,悬浮生长于表层水体的藻类成为影响透明度的主要环境指标,生物作用对透明度的影响明显.     

滇东北镇雄硫磺矿区环境地质问题及其对策与意义

硫磺渣是硫磺矿区主要的矿业固废,其随意堆放可产生一系列的环境地质问题,并对山水林田湖草等自然资源、环境及人的健康构成较大危害。滇东北地区长期以硫铁矿为原料、以煤炭为燃料,土法炼硫生产硫磺,导致巨量硫磺渣堆积,产生了严重的环境地质问题。本文针对该地区镇雄县硫磺矿区,调查了小硫磺生产形成硫磺渣的规模和特征,梳理了该硫磺矿区主要环境地质问题及其对当地生态环境的影响,认为目前镇雄硫磺矿区存在的环境污染、自然资源破坏及可能形成的矿渣性泥石流等环境地质现状与过去40多年的小硫磺生产密切相关。基于以上认识,强调应结合矿业固废无害化、减量化和资源化技术政策,从资源回收利用、生态环境恢复、地质灾害防治和文化遗产保护方面探讨和提出镇雄硫磺矿区矿渣治理和生态修复的新理念和新对策。     

永定河中下游MIS7以来地层沉积演化及新石器时代以来气候变化

利用廊坊东A27钻孔岩心资料,样品微体生物、孢粉特征综合分析,结合AMS14C测年,对永定河中下游地区MIS7以来的地层进行分析,建立了MIS7以来的沉积地层格架,并对其进行了年代厘定,讨论了该地区大约MIS7阶段以来氧同位素分期气候下的地层及环境效应。结果表明,永定河中下游地区晚第四纪可划分为U1～U8共8个沉积单元,分别对应于MIS1～MIS7以及MIS8晚期的沉积地层,与海洋氧同位素分期有很好的对应关系。U1单元为MIS1形成的湖沼—河谷—泛滥平原沉积,U2单元为MIS2形成硬质黏土(第1硬土层)—下切河谷—湖沼沉积,U3单元为MIS3形成的湖沼—河谷—泛滥平原沉积,U4单元为MIS4形成的河间地块沉积(第2硬土层,暴露失水沉积),U5单元为MIS5形成的湖沼夹分支河道沉积,U6单元为MIS6形成的下切河谷夹短暂湖沼沉积,U7单元为MIS7形成的以湖沼为主沉积,U8单元为MIS8晚期形成的泛滥平原沉积,重塑了MIS7以来沉积环境模式,建立了本区晚第四纪精细年代地层框架。笔者认为永定河中下游在新石器时期以河湖共存为主,在其晚期为湖沼发育达到顶峰,出现泥炭层,直至商周时期后在气候变化影响下湖沼消退转变为泛滥平原面貌,为区域古地理环境及生态修复提供重要参考依据。     

甘肃省东部旱作区土壤水分变化规律的研究

甘肃省东部旱作区的气候条件，降水补给作用及作物生长发育状况的特殊性，导致土壤水分具有独特的时空分布规律，麦田２ｍ土层水分的周年变化呈一峰一谷型，可划分为旱季失墒消耗阶段和雨季蓄墒贮水阶段；其垂直变化呈“Ｓ”型，可划分为水分多变层、过渡层及稳定层。     

用EOF分析方法研究强震前中国大陆水平位移场时空分布特征

利用大气科学常用的经验正交函数(EOF)分解方法, 对中国大陆连续观测的基准站的水平位移每周解时间序列进行分析。 首先对时间序列中不连续的数据进行内插处理, 并通过线性拟合从时间序列中去掉长期滑动速率的影响。 结合震例研究强震前水平位移场在NS向和EW向的时间和空间的分布特征。     

雷达用于地震预测的基础实验研究

为将雷达技术应用于地震预测,在实验室对花岗岩等不同岩性的27个岩石试样进行了加压实验观测研究,使用的雷达测量仪器是美国HP公司生产的专用RSC测量系统,观测8mm,2cm,3cm和5cm四个雷达波段,在加压的过程中自动连续测量岩石试样的雷达波反射强度随压力的变化,实验表明：反映岩石试样微波反射特性的雷达波反射强度随压力变化而变化,在实验的27个岩石试样中,无一例外,只是在不同试样、不同波段或不同极化方式的实验中存在变化幅度和趋势的差异. 岩石试样反射波强度的相对变化量为百分之几到百分之十几,花岗岩的最大变化量达到202%(113号试样),砂岩的最大变化量达到279%(212号试样). 实验结果为将雷达技术应用于地震预测、岩体及岩土工程稳定性监测和稳定性评价提出了实验依据,奠定了物理基础.     

基于经验模态分解的分数维地震随机噪声衰减方法

经验模态分解算法(EMD)是一种基于有效波和噪声尺度差异进行波场分离的随机噪声压制方法,但由于实际地震数据波场复杂,导致模态混叠较严重,仅凭该方法进行去噪很难达到理想效果.本文基于EMD算法对信号多尺度的分解特性,结合Hausdorff维数约束条件,提出一种用于地震随机噪声衰减的新方法.首先对地震数据进行EMD自适应分解,得到一系列具有不同尺度的、分形自相似性的固有模态分量(IMF);在此基础上,基于有效信号和随机噪声的Hausdorff维数差异,识别混有随机噪声的IMF分量,对该分量进行相关的阈值滤波处理,从而实现有效信号和随机噪声的有效分离.文中从仿真信号试验出发,到模型地震数据和实际地震数据的测试处理,同时与传统的EMD处理结果相对比.结果表明,本文方法对地震随机噪声的衰减有更佳的压制效果.     

Terrestrial vegetation carbon sinks in China, 1981―2000

Using China's ground observations, e.g., forest inventory, grassland resource, agricultural statistics, climate, and satellite data, we estimate terrestrial vegetation carbon sinks for China's major biomes between 1981 and 2000. The main results are in the following: (1) Forest area and forest biomass carbon (C) stock increased from 116.5×106 ha and 4.3 Pg C (1 Pg C = 1015 g C) in the early 1980s to 142.8×106 ha and 5.9 Pg C in the early 2000s, respectively. Forest biomass carbon density increased form 36.9 Mg C/ha (1 Mg C = 106 g C) to 41.0 Mg C/ha, with an annual carbon sequestration rate of 0.075 Pg C/a. Grassland, shrub, and crop biomass sequestrate carbon at annual rates of 0.007 Pg C/a, 0.014―0.024 Pg C/a, and 0.0125―0.0143 Pg C/a, respectively. (2) The total terrestrial vegetation C sink in China is in a range of 0.096―0.106 Pg C/a between 1981 and 2000, accounting for 14.6%―16.1% of carbon dioxide (CO2) emitted by China's industry in the same period. In addition, soil carbon sink is estimated at 0.04―0.07 Pg C/a. Accordingly, carbon sequestration by China's terrestrial ecosystems (vegetation and soil) offsets 20.8%―26.8% of its industrial CO2 emission for the study period. (3) Considerable uncertainties exist in the present study, especially in the estimation of soil carbon sinks, and need further intensive investigation in the future.     

瞬变电磁采样函数优化法降噪技术

常用的双极性同步采样方法对瞬变电磁系统的观测噪声具有一定的抑制作用,但在实际工作中其噪声抑制能力仍显不足.本文在双极性同步采样方法基础上提出一种优化方法,以提升瞬变电磁系统的噪声抑制能力,即:通过对取样道加高斯窗函数的方式,赋予取样道内各采样点合适的累加权重,提升系统对取样道内高频噪声的抑制能力;使用高斯窗函数与梳状滤波器构造复合窗函数,通过对包含所有叠加周期的完整观测序列加复合窗函数的形式优化各周期的叠加权重,提升系统对实际工频噪声的抑制能力.对优化前后不同采样函数的谱特性及野外实测数据的处理效果进行比较,结果表明本文提出的方法较传统双极性同步采样方法具有更强的噪声抑制能力.