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瞬变电磁扩散场到虚拟波场的精细积分变换算法 总被引:1,自引:0,他引:1
现有的瞬变电磁解释与反演方法主要对电阻率参数进行解释,较难给出准确的地质构造信息.为了能够较多获得地质构造信息,可将瞬变电磁扩散场信号转换为虚拟波场信号,提高瞬变电磁法的分辨率.本文采用精细积分法,实现了瞬变电磁扩散场到虚拟波场的转换.将一个高度病态的线性方程组转换成求积分的过程,大大降低了解决病态问题的难度.积分步长以2的指数增加,在保证精度的前提下,具有极高的计算效率;设置合理的终止迭代条件,进一步提高本文方法的适用性.对典型地电模型的计算,表明本文方法具有较高的精度;减小两个波峰之间的距离,证明了本文方法具有较好的分辨能力;对含有噪声信号的扩散场进行波场反变换,证明了本文方法具有较好的抗噪性.最后计算三维模型和实测数据的虚拟波场,可以很好地反映出三维地质体的界面信息,证明本文方法稳定、可靠,可以对地下地质目标体的界面进行有效识别.本文方法相比预条件正则化共轭梯度法(PRCG),在计算效率方面提升了 4倍左右;本文方法的相对误差在5%以内,而PRCG的最大相对误差可达40%~50%,精度最高可提升10倍;在分辨率与稳定性方面,也表现出较好的效果. 相似文献
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Chuiyu Lu Bo Zhang Xin He Guoliang Cao Qingyan Sun Lingjia Yan Tao Qin Tianchen Li Zepeng Li 《Ground water》2021,59(1):90-99
MODFLOW is one of the most popular groundwater simulation tools available; however, the development of lake modules that can be coupled with MODFLOW is lacking apart from the LAK3 package. This study proposes a new approach for simulating lake - groundwater interaction under steady-state flow, referred to as the sloping lakebed method (SLM). In this new approach, discretization of the lakebed in the vertical direction is independent of the spatial discretization of the aquifer system, which can potentially solve the problem that the lake and groundwater are usually simulated at different scales. The lakebed is generalized by a slant at the bottom of each lake grid cell, which can be classified as fully submerged, dry, and partly submerged. The SLM method accounts for all lake sources and sinks, establishing a governing equation that can be solved using Newton's method. A benchmarking case study was conducted using a modified model setup in the LAK3 user manual. It was found that when there is a sufficient number of layers at the top of the groundwater model, SLM simulates an almost identical groundwater head as the LAK3-based model; when the number of layers decreases, SLM is unaffected while LAK3 may be at a risk of giving unrealistic results. Additionally, the SLM can reflect the relationship between the simulated lake surface area and lake water depth more accurately. Therefore, the SLM method is a promising alternative to the LAK3 package when simulating lake - groundwater interaction. 相似文献
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对2015年至2019年期间中国大陆西部的磁通门磁力仪秒采样观测资料开展了5—100 s频段的地磁垂直强度极化分析,并运用一些数学方法对分析结果进行了处理。结果显示,极化高值在经向和纬向均无明显的形态和幅值变化,且极化高值与地磁外源场扰动无关。在此基础上筛选出18次极化高值异常事件,利用插值方法得到了极化高值异常的空间分布图,并分析了18次高值异常与中国大陆西部及周边15次强震的时空关系。分析结果表明:地磁场出现多台同步极化高值现象后的半年内,高值区可能发生M6.0以上强震;高值现象出现后,多个高值区均有可能发生强震;后续强震的震级与高值区面积呈正相关。 相似文献
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2021年5月21日21时48分在滇西苍山西麓漾濞地区发生MS6.4 (MW6.1)强震,相关地震活动表现为一个典型的前震?主震?余震序列。本研究分别就该地震序列的构造背景、M1.0以上地震的双差定位、主要地震的矩张量反演和破裂传播方向、应力场反演及断层滑动趋势以及潮汐作用等方面进行了初步分析。矩张量反演结果表明,矩心深度为6.0 km。根据断层破裂传播方向分析结果及精定位余震分布判定,主震震源断层产状为走向137°,倾角75°,滑动角?167°,破裂沿南东向单侧扩展,右旋走滑含正断层分量。漾濞地震序列发生在红河断裂带北段延伸方向上的乔后—巍山断裂附近,但主震震源断层及主要余震的分布在走向和位置上均明显偏离已知的乔后—巍山断裂。地震序列受一个发育程度不高、含多级雁列构造的北西向为主、北东向为次的共轭走滑断层系统(本文称为“漾濞断层”)所控制,整体上沿北西向断层展布,主震与部分强余震为北西向断层活动所致,但中强前震和多数余震为北东向断层活动所致。中强震的断层破裂均为单侧扩展,北西向断层主要表现为南东向破裂扩展,而北东向断层沿两个方向破裂扩展,相邻地震还存在往返破裂现象。对截至5月23日所发生的M>4.0前震和余震进行了全矩张量反演。利用漾濞地震震中15 km范围内20多个MW>3.4余震的比较可靠的震源机制解反演了该区的应力场,结果显示:主应力形状比φ=(σ2-σ3)/(σ1-σ3)为0.46±0.17;最大主应力轴的方位角为188.0°±9.0°,倾伏角为12.4°±7.0°;中间主应力轴近直立,倾伏角为72.1°±11.3°;最小主应力轴的方位角为280.3°±7.0°,倾伏角为10.4°±12.0°。本文还对理论潮汐应变及应力进行了分析,结果表明,该地震序列受潮汐调制作用十分明显。5月18日18时及19日20时开始的两组前震群的首个主要地震以及5月21日晚发生的主震均发生在潮汐体应变和库仑应力的峰值附近,余震活动也与潮汐有明显的相关性。综合主要地震震源机制解、前震及余震分布、潮汐调制特征、基于应力场反演的断层滑动趋势分析以及滇西北地区以往类似地震活动研究结果,本文初步推断:漾濞地震受深部流体作用的影响明显,5月18日18时开始的第一次前震活动高潮从北西向断层的一个拉张性断层阶区开始,最大前震的震源断层为北东向断层,随后向北西方向迁移;19日20时开始的第二次前震活动高潮集中在主震震源附近。这些地震的触发及深部流体作用共同促进了北西向断层的活动,但主震的发生受深部流体作用为主。 相似文献
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近年来,地磁谐波振幅比方法在国内得到较广泛的应用,并成为一种较为有效的地震预测方法。本文利用谐波振幅比方法,对2017年11月23日重庆武隆5.0级地震震中附近台站的地磁三分量数据进行计算,并分析了各台站10~60min周期谐波振幅比值异常特征。研究发现,异常台站几乎均位于震源机制解的拉张区(P波向下的区域),具有象限分布特征;异常台站NS向谐波振幅比值变化存在分层现象,短周期(浅部)的变化与长周期(深部)变化成相反相位,从电磁学机理看,浅部与深部之间存在EW向的面电流;近震中台站的异常低点时间存在由长周期(深部)向短周期(浅部)迁移的现象。 相似文献
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A new portable in situ flume(PISF)for measuring critical bed shear stress(CBSS)was developed in this study.The PISF consists of an open bottom sediment erosion chamber and an electrically-driven pump.Unlike most existing in situ flumes with similar designs,the new PISF does not rely on monitoring the flow conditions or particle density in the sediment erosion chamber;instead,it is a pre-calibrated flume.The calibration was performed by first determining CBSS of various selected sediment samples of known particle size and density(using the law of the wall),based on flow velocity-depth profiles measured in a 6 m straight open-channel flume using a Particle Image Velocimetry(PIV)system.These same particles of known CBSS were then used in the new in-situ flume under controlled lab conditions to obtain a series of calibration curves of CBSS vs.pump electrical power.A wide variety of particle types and sizes(simulated sediments)were used in this two-step calibration procedure to widen CBSS measurement range and simulate cohesive force effects.The size of the PISF is much smaller and more practical than other similar devices as lamellar flow conditions are not required and it can be applied to a wide range of sediment types including cohesive sediments. 相似文献
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In recent decades,a few Godunov-type,finite volume two-dimensional(2D)unstructured grid,coupled flow,and sediment models(GF2DUCM)have been developed for flows over erodible beds.These kinds of models are generally analyzed as a Vertex Model(VM)that define topography at the cell vertex,which can lead to the non-conservation of mass regarding flow,sediment,and bed evolution.Here,a full cellcantered variable storage method(Central Model or CM)is applied as the solution of the GF2DUCM.In this method,terrain elevation is defined at the cell centroids;this accurately describes the physical relations between the water depth and topography deformation.This approach can fully eliminate calculation errors in topography deformation at local cells caused by the interpolation of topography deformation at the cell vertex,and reduced uncertainty in the computation of the GF2DUCM.The model performance is systematically tested using a series of laboratory experiments,which demonstrate the mass conservation feature and high accuracy in reproducing hydrodynamic and morphological processes. 相似文献