介观尺度孔隙流体流动作用对纵波传播特征的影响研究——以周期性层状孔隙介质为例

介观尺度孔隙流体流动是地震频段岩石表现出较强速度频散与衰减的主要作用.利用周期性层状孔隙介质模型,基于准静态孔弹性理论给出了模型中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度以及固体骨架位移等物理量的数学解析表达式,同时利用Biot理论将其扩展至全频段条件下,克服了传统White模型中介质分界面处流体压力不连续的假设. 在此基础上对准静态与全频段下模型介质中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度变化形式及其对弹性波传播特征的影响进行了讨论,为更有效理解介观尺度下流体流动耗散和频散机制提供物理依据.研究结果表明,低频条件下快纵波孔压在介质层内近于定值,慢纵波通过流体扩散改变总孔隙压力, 随频率的增加慢波所形成的流体扩散作用逐渐减弱致使介质中总孔压逐渐接近于快纵波孔压,在较高频率下孔压与应力的二次耦合作用使总孔压超过快纵波孔压.介质中孔隙流体相对运动速度与慢纵波形成的流体相对运动速度变化形式一致;随频率的增加孔隙流体逐渐从排水的弛豫状态过渡到非弛豫状态,其纵波速度-含水饱和度变化形式也从符合孔隙流体均匀分布模式过渡到斑块分布模式,同时介质在不同含水饱和度下的衰减峰值与慢纵波所形成的孔隙流体相对流动速度具有明显的相关性.     

基于多种组合模型的低山丘陵区地质灾害危险性评价及精度分析

为探索低山丘陵区地质灾害危险性评价模型的适用性和评价结果的合理性,以广东省平远县作为研究对象,依托研究区内历史地质灾害资料,开展基于多种组合模型的区域地质灾害危险性评价及精度分析研究。论文选取坡度、距断层距离、地层岩性、流域沟壑密度、植被归一化指数、年均降雨量等14项与地质灾害发生相关的孕灾环境因子和诱发因素因子,依据378处地质灾害点样本对各连续型评价因子开展快速聚类分析,进行状态分级,分别采用信息量—逻辑回归、证据权—逻辑回归、信息量—多尺度地理加权回归、证据权—多尺度地理加权回归4种组合模型,构建了相应的评价指标体系,并完成地质灾害危险性评价,最后对评价结果进行分析、比较和讨论。综合所有灾点样本在危险区的分布情况,以及3类精度分析方法的评价结果得出：在低山丘陵区地质灾害危险性评价方面逻辑回归组合模型均表现较为理想,其中证据权—逻辑回归（WL）组合模型更为合理和适用,而多尺度地理加权回归模型尽管在地质灾害危险性评价方面具有一定的创新性,但是针对本文的研究区广东省平远县,并不具有很强的适用性。     

不同尺度裂缝对弹性波速度和各向异性影响的实验研究

裂缝广泛分布于地球介质中并且具有多尺度的特点,裂缝尺度对于油气勘探和开发有着重要的意义.本文制作了一组含不同长度裂缝的人工岩样,其中三块含裂缝岩样中的裂缝直径分别为2 mm、3 mm和4 mm,裂缝的厚度都约为0.06 mm,裂缝密度大致相同（分别为4.8%、4.86%和4.86%）.在岩样含水的条件下测试不同方向上的纵横波速度,实验结果表明,虽然三块裂缝岩样中的裂缝密度大致相同,但是含不同直径裂缝岩样的纵横波速度存在差异.在各个方向上,含数量众多的小尺度裂缝的岩样中纵横波速度都明显低于含少量的大尺度裂缝的岩样中纵横波速度.尤其是对纵波速度和SV波速度,在不同尺度裂缝岩样中的差异更明显.在含数量多的小尺度裂缝的岩样中纵波各向异性和横波各向异性最高,而含少量的大尺度的裂缝的岩样中的纵波各向异性和横波各向异性较低.实验测量结果与Hudson理论模型预测结果进行了对比分析,结果发现Hudson理论考虑到了裂缝尺度对纵波速度和纵波各向异性的影响,但是忽略了其对横波速度和横波各向异性的影响.

     

华北时变重力场离散小波多尺度分解

利用华北地区地震重力监测网的绝对重力与相对重力多期重复观测资料,处理获取不同时空尺度的华北区域重力场动态变化图像.利用二维小波分解技术,将不同场源深度异常进行了分离,并对不同时空尺度的重力变化给出了解释,提高了对华北地区重力场变化趋势的认识水平.在此基础上,通过对小波细节的功率谱分析,可以获得各阶小波变换逼近及小波细节分析图所对应的场源深度.研究结果表明,不同时空尺度的重力场变化对于深入认识华北地区潜在地震危险性具有一定的科学意义.     

基于尺度变换随机共振的瞬变电磁弱信号检测

晚期瞬变电磁信号是大参数、多频率、且各频率分量未知的电磁信号,特别在晚期还是强噪声背景下的微弱信号.随机共振系统可以在极限信噪比的情况下提取微弱信号,但仅适用于小参数、单一频率或频率已知的高频信号的情况.为此,本文提出一种基于尺度变换的随机共振算法用于检测晚期瞬变电磁信号,该方法充分利用了随机共振检测弱信号的优势,通过引入尺度变换,消除了随机共振系统对待测信号频率的限制,在绝热近似理论下,实现了从强噪声中提取出微弱晚期瞬变电磁目标信号.理论分析和仿真结果表明:对埋在强噪声中的未知频率的晚期瞬变电磁信号,采用连续的压缩算法,以获得一个适当的输入信号到随机共振体系,根据输出信号共振谐振峰的变化,经反变换运算可得待测弱晚期瞬变电磁信号的各个未知频率,各个频率的叠加即可还原晚期瞬变电磁信号.与传统方法相比,本方法数据采集量和采集时间都减小到原来的几十分之一,能在极限信噪比(信噪比-50 dB)下,提取出目标信号,为获得深层目标信号提供了可能,从而提高了瞬变电磁探测仪器的探测深度和探测精度.     

人为干扰对越冬后期稻田中小天鹅(Cygnus columbianus)昼间能量消耗的影响

能量的消耗模式是动物适合度的重要体现,动物的日常行为和栖息地特征共同影响日能量消耗.稻田生境是越冬水鸟重要的觅食场所之一,同时又容易受到人为干扰,越冬水鸟应对日间不同的人为干扰因素而合理进行能量消耗配置,对于在越冬后期为迁徙而贮备能量的水鸟来说尤为迫切和重要.本文采用焦点动物取样法,观测越冬后期稻田中小天鹅（Cygnus columbianus）在干扰和非干扰环境中昼间行为的时间分配,推算其能量消耗.结果表明,小天鹅在干扰环境中警戒行为的时间分配和能量消耗、单次警戒时间和警戒频次均显著大于非干扰环境,游泳频次也是如此;在稻田中的昼间警戒能耗随干扰时间增加而增加,随干扰距离增加而降低.干扰造成小天鹅减少高能耗的取食行为,增加低能耗的警戒行为,降低昼间总能量的消耗.     

中天山科克苏河地区隆升剥蚀历史——来自(U-Th)/He年龄的制约

天山是中亚造山带重要组成部分,其中-新生代构造热演化及隆升剥露史研究是认识中亚造山带构造变形过程与机制的关键.本文应用磷灰石（U-Th） /He技术重建中天山南缘科克苏河地区中-新生代构造热演化及隆升剥蚀过程.磷灰石（U-Th） /He数据综合解释及热演化史模拟表明该地区至少存在晚白垩世、早中新世、晚中新世3期快速隆升剥蚀事件,起始时间分别为～90 Ma、～13 Ma及～5 Ma,且这3期隆升剥蚀事件在整个天山地区具有广泛的可对比性.相对于磷灰石裂变径迹,磷灰石（U-Th）/He年龄记录了中天山南缘地质演化史中更新和更近的热信息,即中天山在晚中新世（～5 Ma）快速隆升剥蚀,其剥蚀速率为～0.47 mm·a-1,剥蚀厚度为～2300 m.总体上,中天山科克苏地区隆升剥蚀起始时间从天山造山带向昭苏盆地（由南向北）逐渐变老,表明了中天山南缘隆升剥蚀存在不均一性,并发生了多期揭顶剥蚀事件.     

基于面波走时的三维结构面波直接成像：方法综述与应用

利用面波频散数据进行各向同性和各向异性横波速度结构成像是研究全球和区域构造变形、获取地壳上地幔和近地表精细结构的一种非常有效的方法.传统的基于频散数据的面波成像通常采用两步法,即首先反演二维相速度或群速度分布图,然后再基于格点的纯路径频散反演格点下方的一维横波速度模型,之后再拼合成三维速度模型.在本文中我们较为详细地综述新发展的基于面波频散走时的三维面波直接成像方法体系,即面波一步法成像.该方法体系包括通过所有路径、不同频率的面波频散走时直接反演三维各向同性横波速度结构的方法（DSurfTomo）、直接反演三维方位各向异性横波速度结构的方法（DAzimSurfTomo）,以及直接反演三维径向各向异性横波速度结构的方法（DRadiSurfTomo）.新的面波直接成像方法计算不同周期的面波射线路径,从而更好地考虑复杂结构下面波射线路径弯曲对成像精度的影响.随后我们介绍面波直接成像方法的应用实例,包括地壳上地幔及地壳浅部的多尺度各向同性和各向异性横波速度结构的成像,这些成像研究为认识区域构造演化、孕震构造、断裂带浅部结构、成矿构造、城市地下结构等提供了重要的约束.最后我们讨论面波直接成像方法...     

不同尺度下地质灾害风险评价方法探讨

吴堡县地处陕北黄土高原东北部,区内地质灾害发育,严重威胁当地居民生命及财产安全。在充分分析吴堡县地质灾害调查数据的基础上,针对全县域尺度选取坡度、坡向、地表曲率等评价指标,采用信息量模型基于GIS平台按25 m×25 m栅格单元进行风险评价。评价结果划分为:极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区,分别占全区面积的0.63%、12.58%、24.40%、62.39%。针对重点区尺度,选取坡度、坡高等因子,采用层次分析模型基于GIS平台按水文法划分的斜坡单元开展风险评价,其中极高风险斜坡19个、高风险斜坡69个、中风险斜坡145个、低风险斜坡359个。选取两种尺度下同一区域（A区）,对风险评价结果进行差异性分析。表明:在不同的尺度下,同一地理位置,风险高低的评价结果可能不一致。在全县域尺度下宜采用各类具备预测功能的数理统计模型,但是在更小的重点区尺度下,由于用来训练的样本数量不够,不宜采用数理统计模型。相应的,县域尺度下可采用基于GIS工具划分的栅格单元作为评价单元;重点区尺度下可采用实际的斜坡体作为评价单元。     

西藏地表温度时空演变特征及影响因子

地表温度（land surface temperature,LST）是反映生态环境状况的重要指标。西藏作为气候变化的敏感地区,掌握其LST的时空变化有利于深入了解西藏热环境演化过程,为长期监测高原基础生态变化提供帮助。研究基于谷歌地球引擎获取西藏2000—2020年的MODIS LST数据,采用归一化分级方法对LST进行5个等级的划分,利用趋势分析、热力空间分析以及重心迁移等方法分析了研究区近20年来的LST时空演变特征。同时,选取归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）、裸土指数（bare soil index,BI）、垂直不透水面指数（perpendicular impervious surface index,PISI）、湿度（WET）以及高程（digital elevation model,DEM）等5个影响LST的地表参数,结合多尺度地理加权回归,探讨了LST影响因子的作用尺度与作用效力。结果表明：2000—2020年,西藏LST均值由18.72℃上升至20.28℃,年均增长0.09℃,LST呈现微弱上升态势。2...