DELPH2X── 一种双频双道高分辨率数字地震探测系统

Ｄｅｌｐｈ２ｘ是一套双频、双道地震探测系统,该系统由单道地震和剖面仪２套设备组合而成,在Ｄｅｌｐｈ２ｘ软件的控制下同步采集来自２套独立系统的资料。本系统具有以下特点：同时获得双频、双道信号,可以获得不同的勘探深度和分辨率;可以采用多种震源组合,以适应不同的勘探目的;具有较强的数字后处理功能,大大改善剖面质量;具有适应范围广和较强抗干扰能力。/关键词##4地震探测;;双频双道;;分辨率;;剖面;;地层     

上海邻近海域风暴潮数据同化与特征分析

风暴潮是一种复杂的对众多因素敏感又备受关注的海洋现象。本文基于协方差局地化的集合卡尔曼滤波方法（EnKF）,选择201810号台风“安比”登陆上海的风暴潮过程,首次将海洋站和FVCOM数值模拟的不同来源、不同误差信息、不同时空分辨率的风暴潮进行数据同化融合,获得了逐72 h的上海海域风暴潮的最优解,进行了同化结果评估验证,并给出了集合样本数和Schur半径设置范围。结果表明,实测计算和数值模拟的风暴增减水之间均方根误差为0.20 m,实测和同化计算的风暴增减水之间均方根误差为0.07 m,准确度提高了65%;独立观测和同化计算的风暴增减水均方根误差为0.09 m,集合离散度与均方根误差比值为0.90,同化效果较好且可信;同化后的风暴增减水能够较好地刻画双峰增水、台风眼增水、增水锋面等特征,对于风暴潮研究、数值模拟结果订正、海洋防灾减灾等有重要意义。     

琼州海峡南岸海滩剖面动态变化特征分析

海滩地形变化是复杂的地形动力过程作用的结果,包含着诸多的时间和空间尺度特征信息。本研究利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, EOF）,对2018年4月至2019年3月的琼州海峡南岸铺前湾、海口湾和澄迈湾海滩剖面数据进行了分析。结果表明：①前3个时空函数可以代表琼州海峡南岸海滩主要变化模态。其中第1模态都表现为淤积,铺前湾和海口湾海滩呈现夏秋淤 冬春冲的季节性特征,澄迈湾为夏秋冲 冬春淤的季节性特征。第2、3模态则可能是风暴作用、潮位影响下的沉积物在滩面上的迁移或波浪随潮位变化引起,与海湾区域地形、入射波向、泥沙来源、潮差、波高、风暴路径等有关。②铺前湾和海口湾海域建设的人工岛加剧了海湾的遮蔽程度,促进了海湾部分岸段海滩淤积,海滩还要一段时间才能达到新的平衡。③作为次控因素之一,观测期间台风对海滩的影响程度有限。同时,海滩对台风响应与台风强度、登陆距离、相对台风的方位以及当地地形遮蔽程度密切相关。     

浅地层剖面探测技术及应用

浅地层剖面技术是应用声学原理高效获取海底面之下浅部地质地球物理信息的探测技术,主要应用于海底浅地层信息探测和海底特殊目标调查等方面。以往研究者主要集中在浅地层剖面的具体应用,未对不同类型的浅剖应用效果进行综合对比分析,本文比较4种不同类型浅地层剖面系统的组成、工作方式和探测技术参数,认为不同尺度的探测目标需要应用不同类型的浅地层剖面系统。分析和对比不同震源类型浅剖的应用案例,发现电火花震源穿透能力最强,分辨率随工作频率的增大而提高;电磁式震源穿透深度与分辨率适中;压电换能器震源分辨率较高,穿透能力弱;参量阵震源利用差频原理,信号中包含高频与低频两部分,能够同时得到较高的分辨率与较大的穿透深度。未来浅地层剖面探测技术向深穿透、高分辨率、高效率、二维向三维甚至高维探测方面发展。     

声速剖面EOF重构的实测数据采样深度研究

经验正交函数（experiential orthogonal functions,EOF）是重构声速剖面（sound speed profile,SSP）的一种有效方法,利用部分实测数据结合历史剖面资料可以重构当前位置的声速剖面。针对实测数据的采样深度难以确定这一问题,本文介绍了一种基于历史声速剖面资料的实测数据采样深度选取方法,根据EOF空间函数的方差贡献率确定数据量,进而采用EOF算法重构全海深声速剖面。实验结果表明：采用该方法得到的数据重构的声速剖面与实测声速剖面具有较好的一致性,基于常梯度声线跟踪法得到的水深数据能够满足0.25%倍水深限差,有效波束比达到了100%,为实际测量作业中声剖数据的采样深度提供了参考。     

淤泥质海底航道边坡失稳滑塌声纹特征分析

边坡稳定是淤泥质海底航道安全运营的关键问题之一。海底航道边坡失稳滑塌过程的不同阶段浅地层剖面图像声纹特征不同。采用灰度共生矩阵和小波多尺度分解方法分析了航道边坡失稳滑塌过程浅地层剖面图像纹理特征。结果表明,对比度、能量、相关度和逆差距在边坡失稳滑塌过程中具有明显的差异,分别从不同方面刻画了浅地层剖面图像声纹的清晰度、纹理粗细、主要方向和规则性,以定量的形式显示其内在异质性。能量、相关度和逆差距的水平和垂直方向变化大于对角方向,水平方向波动最明显。浅地层剖面声强时间序列和垂向空间变化序列小波多尺度分解突出了声强变化的局部细节及其在各尺度上变化的强弱分布和突变点位置,克服了常规人工识读的困难,这些声纹特征是边坡失稳滑塌预测预警的重要依据,有助于对海底航道边坡稳定性的探测。     

浅地层剖面仪关键声学参数的检测技术研究

基于在消声水池中对参量阵型浅地层剖面仪进行的声学参数测量试验及数据的处理分析,探索性地提出了一套完整的浅地层剖面仪关键声学参数检测与评价的解决方案。方案主要包括4部分:1)检测平台构建:简述了检测平台的主要组成部分,并对消声水池的建设提出了基本的技术要求;2)声学参数测量:介绍了浅地层剖面仪的声源级、频率和脉冲长度测量的方法和操作要点;3)数据处理分析:论述了测量数据预处理的目的和方法,给出了声学参数计算的主要公式和方法;4)符合性分析:分析各声学参数实测值与标称值的符合性及偏离度。本试验发现所用的浅地层剖面仪的关键声学参数的实测值与其标称值偏离较大,即说明书给出的标称值仅是参考性数值。因此,在进行浅地层剖面仪的检测与校准工作时,应对新购仪器进行强制性首检以获取其各参数准确的初始值。     

水下XCTD剖面仪传输线间分布电容的建模与计算

由于XCTD(抛弃式盐温深)剖面仪下沉到一定深度后信号传输严重失真,传输电缆动态展开后的线间电容对信号的完整性传输的破坏性越来越大。根据具体应用环境建立了XCTD电缆电容计算模型,然后从理论上建立了平行电缆电容和偏心电缆电容的数学公式,最后采用Comsol Multiphysics进行建模仿真。结果表明,理论计算验证了Comsol平行电缆电容仿真模型的正确性,并进一步采用该方法计算出更为复杂的水下电缆的电容值,其对分析我国自主研发的XCTD剖面仪深水信道信号传输完整性具有重要的参考价值,为该课题的深入研究提供了一种全新的建模方法。     

北戴河人工喂养海滩的演化特征

以北戴河西海滩为例,通过对海滩养护后近岸地形以及表层沉积物的变化进行研究,分析海滩人工喂养后的演化特征:明显遭受侵蚀,平均单宽侵蚀量为44.8 m3/m,滩肩平均蚀退距离15m,东部侵蚀速率大于西部;新海滩沉积物整体细化,分选变好,喂养4个月后沉积物净输移趋势以沿岸搬运为主,运移方向NE—SW向;离岸潜堤形成的波影区以外海滩明显受到侵蚀,形成侵蚀热点.喂养1年后,填沙保存76％,海滩形态与预期形态较为相近,养滩效果良好.     

海滩养护后剖面变化过程研究——以北戴河西海滩和中海滩为例

海滩养护目前已成为防治海岸侵蚀的主要措施.养滩工程后海滩剖面发生较大的变化,对剖面的变化过程进行研究,可以理解海滩地貌和动力之间的关系,同时也可以对养滩工程进行评价.通过对北戴河西海滩和中海滩两处养护海滩剖面的养护前、养护初、3个月、6个月、9个月和1年后等时间节点进行剖面形态测量,对海滩剖面的变化进行研究.结果发现填沙区内海滩在养滩工程初,滩肩按照设计增宽约30 n,即原岸线平均向海推进约30 m;养滩3个月后填沙岸段侵蚀较大,两个海滩滩肩宽度共缩小约7～14m;6个月后滩肩宽度相比3个月时再减小4 m,大部分剖面蚀退量开始减小;9个月后和1年后的侵蚀量相对之前更少,有些剖面甚至开始淤积.由于填沙区内侵蚀的物质向两侧运移,使得填沙区外海滩剖面则基本上一直处于淤积状态.1年后滩肩宽度相比养护前宽度增宽约为12～16 m.西海滩和中海滩在1年后填沙保存分别为88.7％和75％,养滩效果良好.