An approach to analysing plot scale infiltration and runoff responses to rainfall of fluctuating intensity

Simulated rainfall of fluctuating intensity was applied to runoff plots on bare dryland soils in order to explore a new method for analysing the non‐steady‐state responses of infiltration and overland flow. The rainfall events all averaged 10 mm/h but included intensity bursts of up to 70 mm/h and lasting 5–15 min, as well as periods of low intensity and intermittency of up to 25 min. Results were compared with traditional steady‐state estimates of infiltrability made under simulated rainfall sustained at a fixed intensity of 10 mm/h. Mean event infiltration rate averaged 13.6% higher under fluctuating intensities, while runoff ratios averaged only 63% of those seen under constant intensity. In order to understand the changing soil infiltrability, up to three affine Horton infiltration equations were fitted to segments of each experiment. All equations had the same final infiltrability f_c, but adjusted values for coefficients f₀ (initial infiltrability) and K_f (exponential decay constant) were fitted for periods of rainfall that followed significant hiatuses in rainfall, during which subsurface redistribution allowed near‐surface soil suction to recover. According to the fitted Horton equations, soil infiltrability recovered by up 10–24 mm/h during intra‐event rainfall hiatuses of 15 to 20‐min duration, contributing to higher overall event infiltration rates and to reduced runoff ratios. The recovery of infiltrability also reduced the size of runoff peaks following periods of low intensity rainfall, compared with the predictions based on single Horton infiltration equations, and in some cases, no runoff at all was recorded from late intensity peaks. The principal finding of this study is that, using a set of affine equations, the intra‐event time variation of soil infiltrability can be tracked through multiple intensity bursts and hiatuses, despite the lack of steady‐state conditions. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Preliminary Analysis of the Relationship between the Magnitude Deviation of the Station and Site Response in the Fujian Digital Seismic Network

Using the records of 3,069 regional earthquake events from the Fujian Digital Seismic Network from October 2008 to December 2015,in which the magnitude of each of the events was measured by at least six stations,statistics are taken on the deviation between the magnitude of a single station and the average magnitude of the network. It is found that the magnitudes average deviation of each station is-0. 31-0. 68. Statistics are also taken for the period corresponding to the maximum amplitude of the record measured in each station for calculating the magnitude,and the dominant period gained is 0. 06s-0. 38s; site response of each seismic station is inverted using the Moya method,and it is found that the site response of 98 stations is in the bands of 1-20 Hz,suggesting that the site has an amplifying or suppressing effect on the signals in certain frequency bands;Considering the site response corresponding to the inherent 0. 8s period of the WoodAnderson pendulum seismograph,and comparing the magnitude deviation caused by the site response corresponding to the dominant period time of each station with the average magnitude deviation, we obtain that there is a good linear relationship between the magnitude deviation from the dominant period site response and the average deviation of the magnitude of each station,indicating that the magnitude deviation of a single station has a close relationship with the site response of the period corresponding to the maximum amplitude measured for calculating the magnitude.     

中国地震台网监测能力评估和台站检测能力评分(2008—2015年)

针对中国地震台网"十五"项目建成后的地震监测能力科学评估的需求,为进一步优化台网布局、提升边疆海域等重点地区监测能力,本研究利用"基于概率的完整性震级"（PMC）方法,对中国地震台网1001个台站以及2008-10-01-2015-09-17期间实际产出的地震观测资料进行了研究,分析了指定震级档下的检测概率P_E和最小完整性震级M_P的分布.除台网整体监测能力分布外,为直观地用单分值表述逐个台站的地震检测能力,本文发展了基于等振幅曲线的"地震检测能力评分表",给出了国家台和区域台每个台站的地震检测能力评分统计特征和空间分布特征.此外,研究中还采用设定"最佳"地震监测能力目标函数的方式,模拟了通过改进观测条件可获得的地震台网监测能力提升的理论结果.研究结果表明,我国华北和东南沿海等东部地区地震监测能力较高,西部尤其是青藏高原南部地区M_p仅约为4.5,近海海域M_p仅约为3.5;从单个地震台站的运行效益角度,台网运行水平和地震观测资料的分析程度对台站的实际的地震检测能力影响显著,新疆等部分台站稀疏地区地震检测能力较高,而中等台站密度的贵州等部分区域相对较低;国家台的地震检测能力评分D_score系统优于区域台,新疆等西部边疆地区,以及福建等东南沿海地区的D_score明显高于台站密集的东部地区;模拟结果显示,在现有台站布局条件下,通过台站优化改造和提升运维管理水平,可显著提升对内蒙古西部、四川西部、甘肃-青海的北部交界地区、鄂尔多斯地块内部、贵州大部分地区,以及我国近海海域、朝鲜半岛北部和中南半岛北部地区的地震监测能力.     

青藏高原东北缘及周边地区基于程函方程的面波层析成像

利用"中国地震科学台阵探测"在南北地震带北段布设的670套宽频带地震台站记录到的面波资料,使用新近发展的程函方程面波层析成像方法,获得了青藏高原东北缘及周边地区12~60 s周期范围比以往成像结果具有更高分辨率的瑞利面波相速度分布图像.青藏高原东北缘的祁连褶皱系西段、秦岭褶皱系西段和松潘一甘孜褶皱系,在16~60s周期范围内均显示出明显的低速异常分布,表明该地区的地壳力学强度较低,在强烈的构造应力作用下易发生形变.与西段不同,祁连褶皱系东段和秦岭褶皱系中段的相速度分布特征揭示,其中下地壳的速度明显高于高原内部区域.鄂尔多斯块体整体上表现为稳定块体具有的高速特征,但其西部边缘在中上地壳的速度比块体中部地区偏低,且存在一定的不均匀性.鄂尔多斯块体西北缘的临河断陷盆地和西缘的银川断陷盆地,在较短的周期范围内(12~20 s)表现为局部低速特征,但与银川断陷盆地不同,临河断陷盆地的低速特征可一直延续至60 s周期以上,表明该盆地下方地壳及上地幔速度明显偏低,可能与深部热作用有关.阿拉善块体与其北部地区的速度差异主要表现在中上地壳,这一现象值得今后进一步探讨.基于程函方程面波层析成像方法给出了青藏高原东北缘及周边地区高分辨率的成像结果,揭示了以往面波层析成像难以获得的深部细节特征,为该地区的深部构造研究提供了新的信息.     

基于逾渗模型的泥页岩导电机理模拟

泥页岩储层储集空间以纳米/微米级的微孔隙和微裂缝为主,结构复杂,加之干酪根和黏土矿物含量较高,并含有一定量的黄铁矿等导电矿物,造成储层导电机理异于常规储层,岩电实验I-S_w曲线呈现非线性特征,阿尔奇公式等传统评价模型适用性较差.针对上述问题,根据实际岩心实验资料,结合随机算法建立三维逾渗模型并通过数值模拟和超松弛迭代法进行求解,分析泥页岩储层非阿尔奇性产生原因以及泥页岩储层电性的影响因素及规律.模拟结果显示,岩石孔隙拓扑结构和形状尺寸、矿物组成以及地层水电阻率等因素均对泥页岩储层电阻率产生不同程度的影响,通过改变上述因素的设定值,可以建立储层电阻率与各因素的单相关关系,并据此建立修正模型,实现储层含水饱和度的计算.该模型在四川某页岩气产区取得了较好的效果,具有良好的应用前景,为利用逾渗模型模拟方法解决油田勘探开发中的复杂问题提供了新思路.     

基于LBS和深度学习的旅游景区客流量的高时频预测

为实现精准的旅游景区客流量的高时频预测,本研究构建了一套基于LBS和深度学习模型的预测方法。此方法可通过对LBS数据的转换实现预测的空间范围与时频控制,并通过方法的核心模型——基于双向循环神经网络和GRU算法构建的深度双向GRU(DBi-GRU)模型完成预测。为检验方法的有效性,研究以深圳大梅沙海滨公园为例对方法进行实验测试。实验使用拟合曲线、误差指标及DM检验3种方法评估DBi-GRU模型的预测效果。此外,实验还设置了其他五种深度学习模型作为DBi-GRU的对照模型,测试基于不同深度学习算法的模型之间的预测水平差异。实验结果表明:(1)本研究提出的DBi-GRU模型在景区客流量高时频预测中具有理想的预测效果,在高峰时段的客流量预测方面也具有较高准确性,预测效果明显优于其他深度学习模型;(2)基于双向循环网络的模型的效果普遍优于基于常规循环网络的模型。尤其是基于双向LSTM算法的模型,虽然预测的准确度略逊色于DBi-GRU模型,但在模型性能上与其的差异并不显著;(3)在相同网络参数下,GRU算法较前人采用的LSTM和RNN算法有着更高的预测准确性。本研究为客流量预测领域的研究提供了一种...     

沉积物粒度组分空间预测的神经网络残余kriging方法

针对近海表层沉积物粒度组分空间变异的尺度差异性,提出了基于广义回归神经网络残余kriging的沉积物粒度组分空间预测方法,并以海州湾沉积物粒度数据为基础,分析了其在沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图中的应用效果。结果表明,广义回归神经网络残余kriging方法能够获得比普通kriging方法更高的沉积物粒度组分空间预测精度,并且其底质类型的总体空间预测精度达到85%以上,相应的Kappa系数也在0.8以上,显示底质制图的预测类型与样本的实测类型具有较高的一致性。新方法对于开展定量化的沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图具有参考价值。     

2016年8月24日意大利中部MW6.2地震强地面运动特征分析

对意大利国家强震台网在2016年8月24日获得的其中部拉齐奥大区阿库莫利市发生的M_W6.2地震强震动三分向记录进行处理和分析。完成原始数据基线校正、滤波等基本数据处理,回归此次地震动幅值衰减规律,发现其整体与ITA08及BA08的衰减趋势一致,但远场实际值低于预测值,不同场地条件下的衰减特性与ITA10一致,近震源幅值较大,且方向性明显;计算并回归分析几种持时,与全球经验预测方程均基本吻合;比较4个幅值较大的近震源台站的反应谱,发现其明显高于欧洲抗震设计规范中的设计反应谱。结合此次震害特点,该地区在实际建设中仍需提高抗震设防能力,以确保安全性等级。     

江西地区地方性震级的量规函数与台基校正值研究

本文采用《江西测震台网地震观测报告》,选取2007年10月~2015年12月所记录的499次M_L≥1.5地震事件,对各子台测定震级与台网平均震级偏差进行定量的统计分析,从震级偏差频次分布、量规函数、台基、方位角等方面分析产生震级偏差的原因。在对量规函数和台基进行校正后,震级偏差绝对值在0.2以内的样本数达到了68.6%,并给出了适合江西地区的量规函数和台基校正值。     

新疆数字化地震台网业务运行管理系统

新疆数字化地震台网业务运行管理系统具有对地震台站业务考评、网络及设备信息、台站参数、系统运维、数据共享、大震速报、速报编目数据统计和台网资料等信息管理功能。该系统在Windows 7系统环境下,使用MyEclipse平台和MySQL数据库通过JSP技术开发动态Web Service系统,使用Delphi XE10环境开发移动APP。在新疆地震台网投入运行后,解决了日常业务中台站与台站、台网与台站数据和信息交换困难的问题,有效提高了新疆地震台网的运行质量监管力度,方便用户使用各类数据,有较好的推广应用价值。