基于多重互相关函数分析剪切波速

介绍了一种提高单孔法剪切波速测量精度的新方法-多重互相关函数法。考虑到判断场地剪切波到时差的困难,提出了用多重互相关函数来求得两剪切波的到时差。互相关分析可求取两相似信号的到时差,但当两信号相似性比较差时,所求得到时差的误差较大;自相关函数本身可进行多重自相关分析,互相关函数结合多重自相关函数后,也可以进行多重互相关分析来求取两相似信号的到时差。试验表明：相比互相关函数,多重互相关函数可改善触发信号和井中三分向探头输出信号的相似性及更好地抑制噪声,因此能更精确地计算出触发信号和井中三分向探头输出信号的的到时差。基于此原理设计了剪切波波速的测试系统,此系统能自动分析出测点的剪切波速和形成完整的报告。     

实测天然气扩散系数在地层条件下的校正

在研究天然气在地下岩石中扩散机理及扩散系数测试方法的基础上，指出了实测天然气扩散系数与地层条件下的差异，利用实测饱和水和干样条件下人造石英粉砂岩的扩散系数值的比值与其物性之间的关系，利用爱因斯坦方程产实测天然气扩散系数的饱和介质转换和温度校正方法，该方法的实际应用表明，校正结果符合地质规律，表明该校正方法是可行的。     

松嫩平原地下水脆弱性模糊综合评价

运用基于DRASTIC的模糊综合评价方法,对松嫩平原潜水的脆弱性进行了评价。分析了松嫩平原地下水环境脆弱性的主要影响因素,建立准确、适宜和完整的评价指标体系,确定最主要的7个水文地质参数。将研究区划分为75个评价单元,构建各单元归属于各个级别的最优相对隶属度矩阵,得出松嫩平原脆弱区和较脆弱区主要分布在王府-伏龙泉高台地、各条主要河流两岸及其较大支流河漫滩、低阶地以及中部的低平原地区;高平原地区和五大连池的玄武岩地区为难污染区和略难污染区的结论。     

山东泰安朱家庄自然硫矿床地质概要

山东省泰安朱家庄自然硫矿床,赋存于鲁西断隆古近纪汶东陆相盆地。自然硫矿层在汶口组二段上亚段,泥质灰岩-含泥灰岩-含云灰岩-石膏岩韵律层中的白云岩-石膏岩层段发育。自然硫以胶态、晶态、土态3种形态产出,可划分为顺层型、准顺层型、斑杂型及不顺层型4大类10余种矿石类型。从矿区去膏化作用普遍、自然硫与石膏-硬石膏分别富集轻-重同位素的特征、油气显示明显及地下水主要径流方向自然硫矿化最强等各种证据,表明该矿属生物后生成因的矿床。     

基于"山西2015速度模型"的定位方法对比研究

为了确定山西台网基于“山西2015速度模型”的相对固定的定位方法,选择2010~2016年最大空隙角小于45°、参与定位台站数大于40的103个地震事件,分别采用单纯形法、Hypo2000、Hyposat结合PTD等3种方法重新测定。结果显示,单纯形法和Hyposat结合PTD测定的残差以及网缘地震的震中距两方面均优于Hypo2000;在震源深度方面,Hyposat结合PTD的结果较为可信。综合分析认为,基于“山西2015速度模型”定位地震时,山西台网应固定使用Hyposat结合PTD的方法。     

模拟地震波传播的三维逐元并行谱元法

高效地震波场正演模拟对于复杂模型中地震波传播与成像研究至关重要.本文在谱元法原理框架内,对已有逐元谱元法改进,提出一种新的逐元并行谱元法求解三维地震波运动方程,并得到地震波场.逐元并行谱元法的核心思想在于在单元上进行质量矩阵与解向量的乘积运算,并将此运算平均分配至每一个CPU计算核心,此处理有利提升谱元法的并行计算效率.同时,根据Gauss-Lobatto-Legendre (GLL)数值积分点与插值点重合的特点,将稠密单元刚度矩阵的存储转化成单元雅克比矩阵行列式的值及其逆的存储,大幅减少谱元法计算内存开销.此外,在模型边界上利用逐元并行谱元法求解二阶位移形式完美匹配层(PML)吸收边界条件,消除边界截断而引入的虚假反射.通过逐元并行谱元法得到的数值解与解析解对比,以及实际地震波场模拟,数值结果证实了逐元并行谱元法用于地震波场模拟的高效性.

     

利用不完全Cholesky共轭梯度法求解点源三维地电场

点源三维地电场的求解是一大型数值计算问题．本文用有限差分方法求解,最后形成一个线性方程组Ax＝b,这里A是大型稀疏的带状对称矩阵．解大型稀疏方程组的完全Cholesky分解直接算法,一般要求巨大的机器内存来存储系数矩阵A,而且计算速度极慢．因此引入不完全Cholesky共轭梯度（ICCG）算法及按行索引的稀疏存储模式,充分利用A的稀疏性,使得计算速度大大提高,而内存要求则大大减少,因此ICCG算法是地电三维正演的强有力工具．     

基于密集线性台阵的背景噪声成像在明光市城市活断层调查中的应用

近年来,短周期密集台阵被动源探测技术逐渐成为地壳精细结构探测研究中的重要手段.为了探讨其应用于城市活断层调查在勘探尺度的有效性,在横跨安徽省明光市郯庐断裂带东界两条主干断裂位置,沿同期的主动源S波反射剖面,安徽省地震局和中国科学技术大学联合布设了一条由133个短周期地震仪组成的被动源密集测线.我们通过该被动源测线获得了约28天的连续波形记录,并采用一种新的线性台阵背景噪声成像方法——拓距相移法提取了10 Hz~2.0 s宽频的基阶Rayleigh波相速度频散曲线.利用得到的宽频带频散曲线,我们反演了近地表 1.3 km以浅的高分辨率S波速度结构,并与基本重合的主动源S波反射剖面以及地质资料等进行对比,验证了反演结果的可靠性,同时进一步分析了郯庐断裂带东界两条主干断裂的断层特征.结果表明：（1）被动源与主动源反演结果在近地表100 m以浅高度一致,且被动源的反演深度更深;（2）池河—太湖断裂是隐伏于深部的走滑断裂和浅部伸展断裂的综合反映,浅部为倾向北西的正断层,向上穿透第四系地层,可能为活动断裂;（3）拓距相移法能有效拓宽频散曲线的提取频带,保证浅部结构具有高分辨率,同时大大加强对深部结构的约束.该方法能够获得可靠的地下结构反演结果,可以作为城市活断层调查的一种新的有效手段.

     

A local model for analysis of pump and treat systems with vertical barrier walls

We present a mathematical model of local, steady groundwater flow near a vertical barrier wall. Flow features represented in the model include an impermeable arc-shaped barrier wall and multiple wells; distant boundary conditions are not included explicitly, but their effects on the local flow field are modelled by specifying a uniform flow at infinity and a constant areal recharge within a local domain. We develop an explicit closed-form solution to the boundary-value problem using the analytic element method. The solution is an extension of a harmonic solution presented by Anderson and Mesa [Anderson EI, Mesa E. The effects of vertical barrier walls on the hydraulic control of contaminated groundwater. Adv Water Resourc 2006;29(1):89–98] which does not include the effects of recharge. We demonstrate that the general solution with recharge consists of the harmonic solution superposed on a special case of the harmonic solution along with two elementary one-dimensional flow solutions. The results are used to investigate the effects of areal recharge on the capture zone envelopes of the pumping wells and on the reduction in discharge that can be achieved by including a barrier wall in a pump and treat design. We find that the benefits of including an open barrier wall in a design, measured as a reduction in the pumping rate required to contain a plume, increase for higher recharge rates. Dimensionless plots of capture zone envelopes are presented for a practical well and barrier wall configuration.     

利用GRACE卫星Level-1B数据反演陆地水储量变化的方法研究

卫星重力探测技术为监测陆地水储量变化提供了新的技术手段。对利用GRACE卫星Level-1B数据反演地球陆地水储量变化的重力位差法和Mascon方法的数学模型作了详细推导分析,总结两种方法的特点和解算处理步骤。推导过程表明:重力位差法和Mascon方法在反演时只采用卫星飞临研究区域上空时的观测数据,能够提高反演结果的空间分辨率,比传统的球谐系数法更具优势;Mascon方法在解算时还引入了时空约束方程,进一步提高了反演结果的时空分辨率。