基于多轨道卫星观测数据分析尼泊尔地震长波辐射特征

综合已经在红外异常提取中应用的涡度和RST(Robust Satellite Technique)算法优点,提出了红外异常指数算法.并基于长时间尺度的中国静止卫星FY-2D和美国极轨卫星NOAA长波辐射数据,应用RST和异常指数算法,分别对2015年4月25日尼泊尔M_s8.1和5月12日M_s7.5地震前后卫星长波辐射变化特征进行了分析,开展了多轨道、多时空分辨率长波辐射同步地震热红外特征研究.结果表明,运用RST算法,两次地震前后,未能在震中周围发现明显的长波辐射异常.运用异常指数算法:(1)对于NOAA卫星,4月15日在M_s8.1地震震中以西出现热红外异常,到4月24日震中以西约100 km处出现异常最大值,随后逐渐消失.5月10日在M_s7.5地震震中以东约200 km发现异常;(2)在NOAA卫星长波辐射异常发现最大值当日,采用FY-2D卫星每3 h的数据分析可发现红外异常的动态演化过程,弥补NOAA卫星分辨率不足.以上结果为利用多轨道卫星监测地震热辐射变化提供了依据.     

不同初始扰动对电离层扩展F影响的数值模拟

重力波、中性风场、电场是激发电离层扩展F的主要影响因子,本文基于中低纬电离层扩展F发展的物理模型,通过电场强度、背景风场对扩展F影响作用的分析和经验对比,首先验证了模型的有效性,后借助该模型数值模拟了给定背景环境下三种尺度初始电子密度扰动条件下扩展F的发展情况,同时研究了利用化学物质释放实现一定尺度扰动,进而激发扩展F的过程.结果表明,较强的背景电场、东向风场有利于扩展F的形成和抬升,与经验结论相吻合;电离层从被作用初始扰动到激发扩展F的过程中存在拐点效应,拐点之后扩展F被激发形成并且抬升迅速,同时短波长扰动相对于长波长扰动更有利于扩展F的激发和发展;化学物质H_2O释放通过耗散电子密度,形成了一定尺度扰动并诱发了扩展F的形成,该方法可作为一种人工激发扩展F的探索手段.     

海底可控源电磁接收机及其水合物勘查应用

海洋可控源电磁法在国外已成为海底天然气水合物调查的有效手段之一.为实现我国海域深水条件下水合物的海洋可控源电磁探测,本文从方法原理出发,采用低功耗嵌入式控制、前端低噪声斩波放大、高精度时间同步和水声通讯等技术,设计并开发了由承压舱、玻璃浮球、采集电路、电场与磁场传感器、姿态测量装置、声学释放器、USBL定位信标、测量臂、水泥块等部件组成的海底可控源电磁接收机,实现了海洋微弱电磁场信号的高精度采集.海底可控源电磁接收机具有高可靠性、低噪声、低功耗和低时漂的特点.利用研制的海底可控源电磁接收机,在琼东南海域进行水合物勘查,采集得到了可靠的人工源电磁场数据.通过数据处理及反演,获得了研究区海底的电阻率模型,结合地震资料,对高阻异常体进行推断解释,其结果为天然气水合物钻探井位布置提供了电性依据.     

Dispersion features of transmitted channel waves and inversion of coal seam thickness

In-seam seismic survey currently is a hot geophysical exploration technology used for the prediction of coal seam thickness in China. Many studies have investigated the relationship between the group velocity of channel wave at certain frequency and the actual thickness of exposed coal beds. But these results are based on statistics and not universally applicable to predict the thickness of coal seams. In this study, we first theoretically analyzed the relationship between the depth and energy distribution of multi-order Love-type channel waves and found that when the channel wave wavelength is smaller than the thickness of the coal seam, the energy is more concentrated, while when the wavelength is greater than the thickness, the energy reduces linearly. We then utilized the numerical simulation technology to obtain the signal of the simulated Love-type channel wave, analyzed its frequency dispersion, and calculated the theoretical dispersion curves. The results showed that the dispersion characteristics of the channel wave are closely related to the thickness of coal seam, and the shear wave velocity of the coal seam and its surrounding rocks. In addition, we for the first time realized the joint inversion of multi-order Love-type channel waves based on the genetic algorithm and inversely calculated the velocities of shear wave in both coal seam and its surrounding rocks and the thickness of the coal seam. In addition, we found the group velocity dispersion curve of the single-channel transmitted channel wave using the time–frequency analysis and obtained the phase velocity dispersion curve based on the mathematical relationship between the group and phase velocities. Moreover, we employed the phase velocity dispersion curve to complete the inversion of the above method and obtain the predicted coal seam thickness. By comparing the geological sketch of the coal mining face, we found that the predicted coal seam thickness is in good agreement with the actual thickness. Overall, adopting the channel wave inversion method that creatively uses the complete dispersion curve can obtain the shear wave velocities of the coal and its surrounding rocks, and analyzing the depth of the abruptly changed shear wave velocity can accurately obtain the thickness of the coal seam. Therefore, our study proved that this inversion method is feasible to be used in both simulation experiments and actual detection.     

橡胶砂弹性动力学参数的弯曲-伸缩元试验研究

橡胶砂作为一种廉价环保的土工材料,应用前景十分广阔,关于其力学特性的研究具有重要意义。采用弯曲–伸缩元法对橡胶砂进行了剪切波和压缩波联合测试,分别采用离散频率扫描法和初达波法确定了剪切波和压缩波的传播时间,进而得到其弹性动力学参数：初始剪切模量、侧限模量和泊松比,分析了橡胶含量和围压对橡胶砂弹性动力学参数的影响。结果表明：在同样围压下,随着橡胶含量的增加,橡胶砂初始剪切模量和侧限模量逐渐减小,初始泊松比逐渐增大;在同样橡胶含量下,随着围压的增大,橡胶砂初始剪切模量和侧限模量逐渐增大,初始泊松比逐渐减小。最后,在此基础上进行了两种因素耦合效应的分析以及相关力学机制的探讨。     

基于升降轨ASAR的于田Ms 7.3级地震同震形变场信息提取与分析

升降轨干涉测量可以更好地反映地震同震形变场特征。利用欧空局ASAR数据通过二轨法差分干涉测量提取了新疆于田县Ms 7.3级地震升降轨同震形变场信息。结果显示:升轨同震形变场最大视线向(LOS)隆升形变量约+13.3 cm,沉降形变量约-83.9 cm;降轨同震形变场最大LOS向隆升形变量约+36.5 cm,沉降形变量约-66.5 cm。于田地震以NNE向正断层破裂为主,并伴随左旋走滑运动,西北盘为正断层破裂的上盘(沉降盘),东南盘为正断层破裂的下盘(隆升盘)。升降轨同震形变场存在一定差异,但其变化趋势与特征非常相似,其差异主要是由于两种不同观测模式所造成的。     

厚层切叠砂体自然层描述方法:以北一区断东葡一组1-4小层为例

将多期切叠河道砂体归类合并,建立一个“垂向连续,横向联通的表外砂岩空间体”(其中砂岩间夹层厚度≤0.4 m)的自然层概念来控制多期河道复合切叠厚砂体。以北一匹断东萄一组1-4小层为例,利用自然层间砂体厚度、切叠程度、测井曲线形态、相叠加类型及砂体叠加期次将自然层分为5类;再依据砂体间切叠位置、切叠程度和切叠形态的差异建立自然层剖面表征方法;依据砂体叠加期次,建立自然层在平面上表征模式。     

黑龙江省海伦市长发镇土地质量地球化学评价及开发建议

基于海伦市长发镇1：1万土地质量地球化学调查获得的土壤重金属元素和养分元素数据,参照土壤环境质量标准（GB15618—2018）和土地质量地球化学评价规范（DZ/T0295—2016）,采用单指标评价法对研究区土壤养分和土壤环境质量进行评价,并在此基础上,将两者叠加分析,对研究区进行土地质量地球化学综合判定.结果表明：研究区内土壤养分以丰富及较丰富为主,分别占长发镇总面积的37.49%和62.22%,区内缺乏B、Mo;研究区99.94%的土地为无风险（一等）,0.06%的土地为风险可控（二等）,风险可控土地主要受Cd及Hg元素的影响;土地质量地球化学综合评价结果显示,研究区以一等（优质）土地为主,占评价区总面积的99.66%;研究发现长发镇富Se土地资源面积19.25 km²,土壤中Se含量为0.4×10^-6～1.4×10^-6,平均值为0.44×10^-6;长发镇符合绿色食品产地的耕地面积138.44 km²,占调查区耕地面积的99.84%,其中绿色富Se、绿色食品产地分别为18.53 km²和119.91 km².     

黑龙江省兴凯湖平原土壤pH值时空变化特征分析

土壤酸碱度是影响土壤化学和生物学性质的一个重要因素,会对土地生产力产生重要影响.为掌握兴凯湖平原土壤pH值近年来变化状况,采用空间统计方法,基于全国第二次土壤普查及2019年土壤pH值数据,对工作区近30年土壤pH值时空变化特征进行了分析.结果表明：兴凯湖平原土壤pH值总体呈下降趋势,但整体上土壤pH值变幅不大,主要集中在±0.5～±1区间.从土地利用类型上来看,兴凯湖平原耕地区土壤pH值均呈下降趋势,西部的林地区pH值整体保持不变或略有上升.在兴凯湖平原4种主要土壤类型中,除暗棕壤外,其他3类土壤在近30年间pH平均值均呈下降趋势.因此需要对工作区土壤pH值变化的原因进行多因素、定量分析,以进一步明确具体原因.     

黑龙江省兴凯湖自然保护区生态系统固碳服务功能评价

湿地是自然界中重要的“碳汇”,其碳储量变化对全球气候变化和温室效应有重要的影响.选择地理位置独特的黑龙江兴凯湖自然保护区作为研究区,根据保护区内不同土壤类型采集表层（0～20 cm）土壤样品,利用遥感解译的保护区土地利用图、土壤储碳量和植物固碳量计算公式,核算兴凯湖自然保护区生态系统固碳服务总量,同时借鉴瑞典碳税法和中国造林成本法,估算兴凯湖保护区固碳服务功能价值为4.9亿元.结果显示,兴凯湖自然保护区湿地固碳服务功能高于全国平均水平,且高于同纬度同属东北平原的莫莫格湿地,为保护区今后的保护管理策略提供了有效的参考依据.