强震临震微波动现象初步研究(二)

为了验证和检验强震临震微波动现象及其主要特征,利用甘、青、川、滇、藏等区域台网200余个宽频带数字地震台站的波形资料,建立了实时监控技术系统。通过对2012~2014年间青藏块体发生的24次5级以上地震及部分无震区域台站观测的全程实时跟踪、动态监控,检验和验证了临震微波动现象的重现性和客观性,验证了临震微波动现象的频谱、时间、空间、方向性等特征,进一步得出了临震微波动现象可能与地震强度有关,且震级越大,震前出现持续临震微波动的可能性越大的结论。     

生态最相关水文指标的优选及其在洞庭湖环境流量估算中的应用

水文改变指标(IHA)能够较为全面地描述水文状况,在评估水文情势改变及其生态系统影响方面具有广泛的应用.尽管该指标体系较为完善,但是数量众多的水文变量仍然存在信息冗余问题.根据洞庭湖城陵矶水文站1955-2014年的径流量数据,采用主成分分析(PCA)筛选了生态最相关水文指标(ERHIs),结合ERHIs改进了用于估算环境流量的变化范围法(RVA),并将其应用在洞庭湖出口的环境流量估算中.基于PCA选取了年最大90日流量、年最小3日流量、年最小流量出现时间、3月流量、6月流量、流量逆转次数和低流量年内平均历时7个变量作为洞庭湖出口的ERHIs.纵向和横向的对比分析都表明选取的ERHIs是合理的.ERHIs不仅有效缓解了IHA的冗余性问题,还有利于抓住最关键的生态水文变量.根据ERHIs改进的RVA方法在设定洞庭湖出口环境流量时,极大地简化原来的众多管理目标,对生态水文研究、水资源管理和生态保护都具有重要的参考价值和借鉴意义.     

水文干旱多变量联合设计及水库影响评估

基于东江流域博罗站月径流数据,采用游程理论提取水文干旱事件.选用Meta-Gaussian Copula函数,统计模拟水文干旱指标的多变量联合分布.采用Kendall联合重现期和最大可能权函数,设计给定联合超越重现期的水文干旱指标组合值,并定量评估水库径流调节作用对水文干旱多变量联合特征的影响.结果表明:东江流域水文干旱历时、强度和峰值的统计优选分布均为韦布尔分布.干旱指标之间具有较高的正相关性,Meta-Gaussian Copula能够很好地模拟水文干旱指标两变量和三变量联合分布.基于任意两个变量联合设计和三变量联合设计,干旱指标设计组合值位于同频位置附近,且同一个干旱指标设计值在不同变量组合之间差别较小.水库径流调节作用对于缓解东江流域水文干旱效果明显,同一组干旱指标的多变量联合超越重现期在水库影响下明显变大.联合超越重现期越小,水库对联合设计值的影响程度越大.根据目前水库运行模式,若要满足河道内最小管理流量目标,联合超越重现期10 a一遇的干旱历时、强度和峰值依然达到了约3.89~4.04月、7.20~7.97亿m3和2.99~3.12亿m3.     

基于全球分布的地震观测数据估计0S0模态的特征频率及品质因子

选取2011-03-11日本MW9.3地震后全球地震台站记录的约220 h波形数据，基于一定的判断准则，筛选出质量较高的448个垂向观测数据，采用频域AR方法对0S0模态的特征频率和品质因子进行估值，并以信噪比为权重进行加权平均，得到特征频率f=0.814 658 4±5.3×10-7，品质因子Q=5 586±12。该结果与已有研究成果相比精度更高，有助于约束现有地球介质密度和衰减模型，使其更接近真实地球。     

全球尺度水文模型： 机遇、 挑战与展望

水循环发生在全球尺度， 局地和流域水问题的解决也往往需要全球视角， 因此全球尺度水文模型应运而生。从科学意义和国家需求等多个视角， 论述了全球水文学研究的意义和巨大的发展潜力， 系统总结了现有全球尺度水文模型发展现状， 剖析了十余个主流全球尺度水文模型的结构和功能， 以及全球水文-气象-地理信息等全球模型所需数据集。进而分析了现有全球尺度水文模型存在的主要问题和挑战， 为进一步完善模型提供参考。最终分别从模型机理、 大数据、 新技术、 多部门模型耦合等几个方面， 探讨了全球尺度水文模型未来发展的重要方向。     

深厚软土场地基岩地震动反演——以天津波为例

根据天津波地表加速度记录和相应实测场地钻孔资料，采用等效线性化方法模拟土体非线性，进行了深厚软土场地基岩地震动反演，研究了频率截断对深厚软土场地基岩地震动反演的影响，为天津波地表加速度记录提供了相应的基岩地震动输入。研究表明:不同截断频率情况下，反演得到的基岩地震动峰值和反应谱曲线形状均相差悬殊，但反演后再正演所得到的地面运动与原地表记录相比，加速度时程曲线形状和峰值大小、反应谱曲线形状和峰值大小均非常接近；可根据工程需要对地表加速度记录进行不同频率的截断，反演得到所需强度的基岩地震动。     

加权总体最小二乘的效率优化算法

加权总体最小二乘法是理论上估计EIV模型参数相对严密的方法，其迭代过程中涉及的矩阵运算较为耗时，在处理大量级数据时尤其明显。PEIV模型有助于提高加权总体最小二乘法的计算效率。本文基于PEIV模型和经典最小二乘准则给出了一种加权总体最小二乘法算法，算法的推导过程简洁，易于理解，迭代过程中无需重构矩阵，减少了矩阵运算量。最后通过仿真试验验证了算法的可靠性。试验结果表明，本文算法可以取得与现有算法相同的参数估计精度且计算效率更高。     

前墙结构对OWC气室捕能效果影响的数值研究

基于不可压缩黏性流体理论和VOF(Volume of Fluid)方法建立了二维数值波浪水槽模型,将模拟波形与波浪理论值进行对比,分析了模型可靠性,并利用该模型研究了5种不同前墙结构OWC气室在不同波高、周期时的出气口速度和气室内空气压强。基于模拟结果,从波能-动能转换效率和气室内空气压强角度分析了前墙结构对OWC气室的捕能效果的影响。结果表明:对于传统的直立型OWC气室,采用合适的前墙结构可有效提高OWC气室的捕能效果;相比三角截面(20D型,30D型)和矩形(Y型)截面前墙,采用椭圆截面(20TY型,30TY型)的前墙结构的捕能效果更优,且在周期较大(1.6和1.8 s)时其作用更显著,其波能-动能转换率相对Y型前墙结构气室平均提升37%;5种前墙结构不同的气室中,20TY型和30TY型前墙结构气室的捕能效果最优。     

基于GPU加速的Boussinesq类波浪传播变形数值模型

Boussinesq波浪模型是一类相位解析模型,在时域内求解需要较高的空间和时间分辨率以保证计算精度。为提高计算效率,有必要针对该类模型开展并行算法的研究。与传统的中央处理器(CPU)相比,图形处理器(GPU)有大量的运算器,可显著提高计算效率。基于统一计算设备架构CUDA C语言和图形处理器,实现了Boussinesq模型的并行运算。将本模型的计算结果同CPU数值模拟结果和解析解相比较,发现得到的结果基本一致。同时也比较了CPU端与GPU端的计算效率,结果表明,GPU数值模型的计算效率有明显提升,并且伴随数值网格的增多,提升效果更为明显。     

宽频地震在东海盆地A凹陷油气勘探中的应用

东海盆地A凹陷B构造油气勘探中一直存在着中深层沉积体系展布特征不明确和储层甜点发育规律不清晰等基础地质问题。针对这一问题,运用地震精细解释和地质综合分析的方法,利用重处理的高精度宽频地震资料开展了地震沉积学和全频带信息挖掘研究,结合区域地质认识和已钻井地质分析,认识到B构造C段沉积时期发育了东、中、西3条大型曲流河河道带,在中支和西支河道带中发现了3个典型的频率异常发育区,油气检测技术证实是潜在的含气构造,表明B构造C段发育受河道带控制的构造-岩性气藏,为A凹陷B构造中深层油气勘探提供了地质依据,具有重要的勘探实践意义。