北天山中段时变重力场离散小波多尺度分解

利用北天山地区2016～2019年观测的4期流动重力观测资料,分析研究一年尺度的重力场动态变化特征,并利用小波分析方法,将不同场源深度的重力异常进行分离。通过功率谱分析,获取各阶小波重力细节对应的场源深度。研究结果表明,2017年8月9日精河M_S6.6地震前,震中位于负值集中区,四阶小波重力细节显示震中附近出现明显的四象限分布;2020年1月16日库车M_S5.6地震前,震中位于负值区,小波重力细节整体量值较小;功率谱估算的场源近似深度与2次地震的震源深度相近。     

冬、春季芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)的腐解过程及其对水质的影响

水生植物修复已经成为水体富营养化修复的重要手段,但其周期性的衰亡也给水体带来不容忽视的负效应.以府河流域丘陵地带农业区小水系自然生长的芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)为研究对象,通过模拟实验,研究其冬季和春季腐烂分解过程的差异以及对水体营养盐水平的影响.结果表明,2种挺水植物的剩余干物质量整体上都呈现先快速下降再缓慢下降的趋势,芦苇和狭叶香蒲春季的分解速率分别为0.0251和0.0169 d~(-1),分别明显高于冬季分解速率(0.0027和0.0052 d~(-1));且腐烂分解速率与植物初始氮磷含量和氮磷比都有一定相关性.2种植物在冬季和春季磷的矿化速率都明显高于氮的矿化速率.实验水体的总氮和总磷浓度在腐解过程呈现初期迅速上升、中期迅速下降、后期缓慢下降的趋势.总体来看,芦苇和狭叶香蒲的腐烂分解受季节和初始氮磷浓度的影响较大,芦苇反应较香蒲更敏感且对水质的影响具有时效性.     

The effects of simulated inundation duration and frequency on litter decomposition: A one-year experiment

There is major uncertainty in the responses of litter decomposition to the inundation regimes in field studies, mainly because of the difficulties in identification of the individual effect of duration and frequency using field studies alone. The interactive role of inundation regime and litter quality also remains unclear. The responses of mass loss to simulated inundation regime (duration and frequency) and litter quality were investigated in leaves of Carex brevicuspis and leaves and stems of Miscanthus sacchariflorus from Dongting Lake, China. Three litter types differing in litter quality were incubated under seven different inundations over 360 days (three single inundations of 90, 180, and 360 days; three repeated 180-day inundations of 2, 3, and 6 times; and no inundations) in a pond near Dongting Lake. Initial N and P contents were highest in C. brevicuspis leaves, intermediate in M. sacchariflorus leaves, and lowest in M. sacchariflorus stems, whereas the organic C, cellulose, and lignin contents were ranked in the opposite order among the three litter types. Decomposition rate was highest in M. sacchariflorus leaves (0.00222–0.00900 day⁻¹), intermediate in C. brevicuspis leaves (0.00135–0.00500 day⁻¹), and lowest in M. sacchariflorus stems (0.00080–0.00100 day⁻¹). The decomposition rate of both C. brevicuspis and M. sacchariflorus leaves increased with increasing inundation duration or decreasing frequency. However, both duration and frequency of inundation had no effect on decomposition of M. sacchariflorus stems. At the end of the incubation, N mineralization was complete in leaf litters with increasing rates with increasing inundation duration or decreasing inundation frequency, but accumulation was found in M. sacchariflorus stems. Organic C decayed quickly in both leaf litters compared with the stem litter. These data indicate that inundation regime has no effect on the decomposition of refractory stem litter while prolonged and stable inundation stimulates the degradation of labile leaf litter.     

元谋地电场观测数据小波阈值去噪

为了解决元谋地电场观测数据的噪声干扰问题,采用小波阈值去噪的方法,根据元谋地电场观测数据特征,选取适当的阈值及不同的小波函数、分解层数进行研究。综合各小波函数去噪效果,通过对相对误差、均方根误差、信噪比等指标进行评价,确定适合元谋地电场观测数据去噪的阈值为软阈值函数、分层阈值;最优小波函数分别为Sym4、Sym5、db6和db8;分解层数分别为5、7、9。最后应用研究结果处理实际地电场观测数据,取得了较好的去噪效果。     

贺兰山—银川地堑及邻区重力异常特征及构造意义

贺兰山—银川地堑及邻区地质结构复杂,对该区域深浅结构特征的研究具有重要意义.本文采用重力归一化总梯度成像和二维小波多尺度分解方法对研究区内重力异常进行了垂向和横向构造分析.重力归一化总梯度成像结果显示高低转换带的倾角、倾向与地质上的贺兰山东麓断裂、银川断裂和黄河断裂分布吻合较好,贺兰山西麓断裂与贺兰山东麓断裂汇交深度约18 km,银川断裂与黄河断裂汇交深度约25 km;二维小波多尺度分解成像结果表明正谊关断裂、贺兰山西麓断裂、芦花台断裂和银川断裂为上地壳断裂,贺兰山东麓断裂、青铜峡—固原断裂以及黄河断裂为下地壳断裂,且这三大断裂可能分别是阿拉善地块东南边界和鄂尔多斯地块西南边界;1739年平罗M 8.0古地震震中与银川断裂在重力剖面深度约15 km汇交,其垂向高低梯度为强变形带,同时古地震震中位于重力正负异常转换部位的低值区,据此可推断此次古地震的发震构造是银川断裂.这些结论可提高对贺兰山—银川地堑及邻区地质结构的认识,为该区地壳动力学过程及强震的孕震机理研究提供一定的科学依据.     

水草腐烂引发的黑臭水体应急处置技术研究

水草腐烂加速水体耗氧和水体还原性物质的溶出进程,在夏、秋季高温条件下极易引发局部水体黑臭.以太湖沉水植物优势种马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、苦草(Vallisneria natans)及浮叶植物优势种莕菜(Nymphoides peltatum)为受试材料,利用太湖原位底泥培养模拟水草腐烂形成的黑臭水体,考察不同的环境材料处置方式(壳聚糖(CTS)、聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、CTS+PAC和PAC+PAM)对黑臭水体浊度、溶解氧浓度、挥发性硫化物等黑臭水体特征污染物的絮凝沉降规律及去除机理.结果表明:(1)絮凝处理24 h后,CTS+PAC组合对黑臭水体的浊度去除效果最佳,浊度去除率达70.3%,上覆水溶解氧浓度明显提高,增加率为261.5%;(2)加石英砂悬浊液加速絮体沉淀,形成絮体之后加石英砂使水体浊度稳步下降,4 h之后,浊度去除率达74.9%,显著高于与絮凝剂一起加入的处理组(29.8%);(3)植物腐烂释放的含硫特征嗅味物质主要为硫化氢(H_2S)、甲硫醚和二甲基三硫醚.不同植物体腐烂释放的含硫挥发性有机物浓度差异显著,马来眼子菜释放的4种含硫有机物总和分别为莕菜和苦草释放的319.8%和252.2%;(4)CTS+PAC处理后苦草及马来眼子菜腐烂水体中挥发性有机硫化物浓度较对照组分别降低了18.6%和44.5%.PAC+PAM组合絮凝处理组对莕菜腐烂水体中H2S有较好的去除效果,去除率达到52.4%.CTS+PAC絮凝剂组合处理的H2S浓度均低于对照组,苦草、马来眼子菜和莕菜腐烂后黑臭水体中H2S浓度分别降低了27.4%、41.0%和28.6%.CTS+PAC组合对H2S和二甲基硫醚类物质等致臭物释放的抑制效果优于PAC+PAM组合絮凝处理.     

利用经验模态分解的侧扫声纳噪声抑制方法

针对海道测量中侧扫声纳声强数据中的噪声问题,分析侧扫声纳海底杂波的统计模型,提出基于ping数据的经验模态分解抑制噪声方法。结果表明,从ping声强数据中减掉周期小于4的模态后,声强数据可较好地服从Gamma分布,并保持声图中的细节信息。     

基于Born敏感核函数的VTI介质多参数全波形反演

本文基于VTI介质拟声波方程,利用散射积分原理,在Born近似下导出了速度与各向异性参数的敏感核函数,同时结合作者前期研究提出的矩阵分解算法实现了一种新的VTI介质多参数全波形反演方法.矩阵分解算法通过对核函数-向量乘进行具有明确物理含义的向量-标量乘分解累加运算实现目标函数一阶方向或二阶方向的直接求取,从而避免了庞大核函数矩阵与Hessian矩阵的存储,该方法同时可以大大降低常规全波形反演在计算二阶方向时的庞大计算量.为了克服不同参数对波场影响程度的不同,本文利用作者前期在VTI介质射线走时层析成像研究中提出的分步反演策略实现了多参数联合全波形反演.理论模型实验表明,本文提出的基于Born敏感核函数的各向异性矩阵分解全波形反演方法可以获得较好的多参数反演结果.     

全极化探地雷达地下管道分类识别技术

常规探地雷达大多数是单极化雷达,单极化雷达只能获得单极化数据,对复杂环境中管道准确快速地识别比较困难。为了解决此问题,本文采用了全极化探地雷达识别管道的方法,提取了单一管道目标、多个管道目标中任何一个管道目标和受其他目标影响的管道目标的极化属性。结果表明,全极化探地雷达技术对处于极化属性受到影响环境下的管道目标均能较好地识别。因此,全极化探地雷达能够获得更加全面的目标体极化信息,有效地解决了复杂环境中管道准确快速识别比较困难的问题。     

基于解耦传播的波场分解方法在VTI介质弹性波逆时偏移中的应用

由于弹性波逆时偏移更符合实际情况,而且转换波的成像结果有更高的分辨率,因此弹性波逆时偏移越来越受到重视。然而,弹性波逆时偏移需要多波多分量数据,为了减少成像结果中的串扰假象,在逆时偏移过程中进行P波和S波分解就变得非常必要。结合基于向量的激发振幅成像条件,我们把基于解耦传播的波场分解方法应用到弹性波逆时偏移中,并对比了其在各向同性介质和横向各向同性（VTI）介质中的应用效果。结果说明,该方法可以在各向同性介质中完全分解P波和S波,并保留波场的向量信息。虽然在VTI介质中有较小的分解残余,但是该分解残余不会在逆时偏移结果中产生明显的串扰;因此,这种波场分解方法可以应用于各向同性介质和VTI介质弹性波逆时偏移。该方法是在时间空间域实现的,可以在波场传播过程中直接对P波和S波进行分离,应用方便,计算效率高。与利用Helmholtz分解的弹性波逆时偏移相比,该方法避免了在PS波成像结果中的极性反转问题。在复杂Hess VTI模型的逆时偏移结果中,高速岩体和断层的成像清晰,甚至是两个低速薄夹层也能较好成像;这说明该方法对复杂介质具有较好的适应性。PS波成像结果中的各向异性体成像清晰,说明各向异性介质弹性波逆时偏移可以对传统逆时偏移不能很好成像的构造进行成像。