A high accurate automated first-break picking method for seismic records from high-density acquisition in areas with a complex surface     

Yinpo Xu  Cheng Yin  Xuefeng Zou  Yudong Ni  Yingjie Pan  Liangjun Xu 《Geophysical Prospecting》2020,68(4):1228-1252

As the application of high-density high-efficiency acquisition technology becomes more and more wide, the areas with complex surface conditions gradually become target exploration areas, and the first-break picking work of massive low signal-to-noise ratio data is a big challenge. The traditional method spends a lot of manpower and time to interactively pick first breaks, a large amount of interactive work affects the accuracy and efficiency of picking. In order to overcome the shortcoming that traditional methods have weak anti-noise to low signal-to-noise ratio primary wave, this paper proposes a high accurate automated first-break picking method for low signal-to-noise ratio primary wave from high-density acquisition in areas with a complex surface. Firstly, this method determines first-break time window using multi-azimuth spatial interpolation technology; then it uses the improved clustering algorithm to initially pick first breaks and then perform multi-angle comprehensive quality evaluation to first breaks according to the following sequence: ‘single trace → spread → single shot → multiple shots’ to identify the abnormal first breaks; finally it determines the optimal path through the constructed evaluation function and using the ant colony algorithm to correct abnormal first breaks. Multi-azimuth time window spatial interpolation technology provides the base for accurately picking first-break time; the clustering algorithm can effectively improve the picking accuracy rate of low signal-to-noise ratio primary waves; the multi-angle comprehensive quality evaluation can accurately and effectively eliminate abnormal first breaks; the ant colony algorithm can effectively improve the correction quality of low signal-to-noise ratio abnormal first breaks. By example analysis and comparing with the commonly used Akaike Information Criterion method, the automated first-break picking theory and technology studied in this paper has high picking accuracy and the ability to stably process low signal-to-noise ratio seismic data, has a significant effect on seismic records from high-density acquisition in areas with a complex surface and can meet the requirements of accuracy and efficiency for massive data near-surface modelling and statics calculation.  相似文献   

Loading protocols for experimental seismic qualification of members in conventional and emerging steel frames     

Cheng Fang  Yiwei Ping  Yiyi Chen 《地震工程与结构动力学》2020,49(2):155-174

Quasi-static testing is one of the most commonly used experimental methods for examining the seismic performance of structural members. However, consistent loading protocols for experimental seismic qualification of members in emerging steel frames such as self-centering braced frames (SCBFs) as well as in some conventional ones including buckling-restrained braced frames (BRBFs) are still lacking. This paper aims to propose standardized loading protocols based on time-history dynamic analysis on a series of prototype building frames, including steel SCBFs, BRBFs, and moment-resisting frames (MRFs), where both far-field and near-fault earthquakes are considered. The methodology for the development of the loading protocols involves ground motion selection and scaling, design and analysis of prototype buildings, analysis results processing, and rainflow cycle counting, together with extra justification steps. The proposed loading protocols are consistently derived based on the MCE-level seismic hazard and 84^th percentile values of key seismic demand parameters. These parameters are number of damaging cycles N_t, maximum inter-story drift θ_max, inter-story drift range Δθ_i, sum of inter-story drift range ΣΔθ_i, and residual inter-story drift θ_r. The analysis confirms the variations in these seismic demands imposed on the different structural systems under different types of ground motions, highlighting the necessity of developing separate loading protocols for the different cases. The assumptions, decisions, and judgments made during the development of the loading protocols are elaborated, and the conditions and restrictions are outlined. The rationality of the proposed loading protocols is further justified through demonstrating the cumulative distribution function and energy dissipation demand of the systems.  相似文献   

利用Himawari-8高频次监测太湖蓝藻水华动态     

王萌  郑伟  刘诚 《湖泊科学》2017,29(5):1043-1053

新一代静止气象卫星Himawari-8以其10 min/次的高观测频次,为连续动态监测蓝藻水华提供了有力的数据支持.基于太湖实地光谱测量资料,提出Himawari-8卫星资料太湖蓝藻水华动态监测方法.以2015年10月2日蓝藻水华发生过程为例,利用连续、多时次Himawari-8资料,动态监测了太湖蓝藻水华的发展变化,分析蓝藻水华的出现、发展和消失,计算蓝藻水华强度的动态变化,认识蓝藻水华程度及变化特征,估算蓝藻水华的动态变化速度.上述分析为研究蓝藻水华的生长消亡过程提供了支持.进一步探讨蓝藻水华动态变化与气象要素的关系,发现在相同的温湿条件下,风场对蓝藻水华的形成、运动和消失有直接的驱动作用.  相似文献   

基于长时间序列(1975—2020年)生态耗水的岱海动态生态需水分析     

马佳丽  刘东伟  王杰  程英楠  刘华民  王立新 《湖泊科学》2022,34(1):207-218

生态需水是湖泊生态系统的重要指标,维持着湖泊生态系统的良性循环.以内蒙古中部半干旱湖泊岱海为研究对象,对湖泊动态生态需水进行分析.本研究在遥感和气象数据的基础上,获得1975-2020年长时间序列高精度水文要素数据,分析岱海水文要素时空演变规律;通过天然生态水深分析法、水深经验频率分析法和湖泊形态分析法分析岱海的水深随面积变化的关键水深;构建基于生态耗水规律的湖泊生态需水模型,计算自然状态下岱海生态需水动态变化范围.研究结果如下:岱海地区6-9月为丰水期,10月至次年5月为枯水期;45 a以来岱海水面面积呈显著下降趋势,近年来下降速率减缓;枯水期岱海适宜生态水深为8.72~9.92 m,丰水期为9.40~10.69 m,适宜生态需水量为5.62亿~7.71亿m³,适宜湖面面积为70.92~84.77 km².本文构建了长时间序列气候水文数据库,确定岱海动态生态需水范围可以实现对湖泊生态健康的实时监测,为相关规划与管理提供科学依据及可操作性指导,从而为岱海湖泊治理提供理论参考.  相似文献   

丹江口水库浮游植物群落时空变化及其与环境因子的关系     

肖玉娜  程靖华  莫晓聪  李永蓉  刘晓娟  毕胜 《湖泊科学》2023,35(3):821-832

研究丹江口水库在完成高水位蓄水期间浮游植物群落的时空动态特征可为丹江口水库的水质保护与生态系统结构优化及健康管理提供一定科学依据。本研究基于2018—2020年的水库浮游植物监测数据,结合同期水库水体的理化参数,分析了丹江口水库浮游植物在不同年度、季度及空间的变化特征,以及影响浮游植物群落结构变化的主要环境因子。结果显示该区域共检测出浮游植物7个门类,其中蓝藻门、硅藻门、绿藻门、隐藻门为优势类群。2018—2020年浮游植物年均密度分别为1.96×10⁶、2.55×10⁶和5.07×10⁶ cells/L,呈现出逐年增高趋势。浮游植物季度密度表现为秋季>夏季>春季>冬季,在夏秋季节蓝藻门和绿藻门占优势,春冬季节硅藻门和隐藻门占优势,同时硅藻门在四季中均占据生长优势。空间上库区浮游植物密度明显高于支流,且汉江库区浮游植物密度高于丹江库区,其中蓝藻门和绿藻门主要在库区大量出现,而支流则以硅藻门和隐藻门为主。RDA分析显示,影响丹江口水库浮游植物的主要环境因子是水温,其次为化学需氧量、氨氮和总磷。在不同季节和...  相似文献   

金沙江下游支流黑水河松新电站幼鱼下行过坝研究     

李冬晴  柯森繁  许家炜  焦易林  白天翔  成必新  陶宇  王永猛  石小涛  孙干 《湖泊科学》2023,35(3):985-997

梯级小水电的开发一定程度上破坏了河流连通性并阻碍了鱼类洄游通道。黑水河流域松新坝址为了满足鱼类上行产卵修建了松新鱼道,然而作为洄游物种生命周期中的关键行为,鱼类下行洄游的需求也同等重要。为了寻求一种可行、高效、低损伤的下行过鱼方式,了解河流中不同环境因素对鱼类下行效率的影响,本研究在金沙江下游支流黑水河松新水电站补水通道开展鱼类下行过坝效果评估研究。针对两种鲤科鱼类(棒花鱼Abbottina rivularis和短须裂腹鱼Schizothorax wangchiachii)幼鱼和两种鳅科鱼类(短体副鳅Paracobitis potanini和红尾副鳅Paracobitis variegatus)幼鱼各放鱼90尾,定量分析鱼种、水体透明度、放鱼位置、流量、水温、水位等因素对鱼类下行效率的影响。结果表明:棒花鱼、短须裂腹鱼、短体副鳅、红尾副鳅的下行率依次为22.22%(20尾)、28.89%(26尾)、8.89%(8尾)、15.56%(14尾);幼鱼下行成功率与上游河道水温呈正相关趋势,且放鱼位置、鱼种、上游河道水温和流量均对鱼类下行成功率有显著影响。通过构建二元Logistic回归模型识...  相似文献   

2017—2021年长江天鹅洲故道鱼类群落结构变化、成因分析及对长江江豚迁地保护的启示     

邱龙辉  吉芬芬  丘宇慧  张三峰  沈建忠  龚成  徐春永 《湖泊科学》2023,35(3):950-958

长江天鹅洲故道是长江江豚首个迁地保护区,其中充足而适口的饵料鱼类资源是长江江豚种群健康发展的保障。为此,根据2017年10月—2021年4月对长江天鹅洲故道进行的7次鱼类调查数据,结合禁捕前的历史数据,对其鱼类群落结构演变进行了分析,并针对长江江豚饵料鱼的供应状况对天鹅洲故道内鱼类资源管理提出了建议。调查期间,共采集到鱼类57种,其中,蒙古鲌(Culter mongolicus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和鳙(Aristichthys nobilis)等大中型鱼类生物量明显增加,而?(Hemiculter leucisculus)和似鳊(Pseudobrama simoni)等小型鱼类生物量呈现下降趋势。鱼类群落优势种逐渐由太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)、短颌鲚(Coilia brachygnathus)和?等小型鱼类转变为鳙、蒙古鲌和拟尖头鲌(Culter oxycephaloides)等大中型鱼类,尤其是新近出现的拟尖头鲌种群发展迅速。同时,短颌鲚和?等小型鱼类的体重在减小,而鲢、鳙等大中型鱼类规格在持续提高。长江江豚以小...  相似文献   

云南错恰湖两百年来气候环境变化与重金属污染     

柴轶凡  张灿  孔令阳  赵成 《湖泊科学》2018,30(6):1732-1744

高海拔地区由于特殊的自然环境对气候变化和营养输入的响应十分敏感.在人类活动逐渐加强的背景下,高山湖泊高分辨率的沉积物记录了人与自然相互作用的演变过程.选取云南西北部典型高山湖泊——错恰湖,获取长度37 cm的连续湖泊沉积序列,基于铅铯测年法得到年代深度模型,并对湖芯样品进行总有机碳、总氮及正构烷烃的多指标测定和元素测量,结合气象监测数据探讨分析错恰湖的有机质来源和流域环境演化特征.根据气候代用指标的变化,两百年来错恰湖泊环境及区域气候演化可以分成4个主要阶段：1807-1900年：湖泊水位上升、湖面扩大,有机质丰度下降,有机质以外源贡献为主,内源比例上升;1900-1950年：湖泊水位开始下降、湖面收缩,有机质丰度下降,外源有机质来源增加;1950-1982年：湖泊水位下降、湖面进一步收缩,有机质丰度下降,外源输入比例继续增加;1982-2007年：湖泊水位下降、湖面收缩,有机质含量上升且以陆源输入为主,同时内源贡献比例开始增加.在元素测定结果中,人类活动对应了湖泊沉积重金属含量变化的3个阶段：1950年以前,重金属含量低且稳定,可视作自然背景阶段,人类影响忽略不计;1950年以后,湖泊流域工农业逐渐发展,人为干扰凸显;直到1982年以后,冶炼工业的进步加强了重金属的污染态势,并通过大气传输沉降被湖泊沉积物记录.错恰湖沉积记录的分析讨论在总结该区域气候环境演化历史的同时,加深了对气候人类活动湖泊生态系统相互作用过程的理解,为高山湖泊响应人类活动影响提供了证据.  相似文献   

坦噶尼喀湖东北部入湖河流表层沉积物中磷的形态和分布特征   总被引：4，自引：0，他引：4  

余成  陈爽  张路  王兆德  申秋实  高群 《湖泊科学》2017,29(2):334-342

磷是坦噶尼喀湖生态系统中必不可少的营养元素,直接决定湖体初级生产力的高低,进而影响到周边居民对于动物蛋白的获取来源.为了解坦噶尼喀湖磷的外源输入,选择湖泊东北部的入湖河流,对表层沉积物(16个样点)中总磷(TP)和各形态磷含量及其分布特征进行分析,并探讨磷的形态分布特征与土地利用方式之间的相关关系.结果表明,入湖河流沉积物TP含量为73.05~239.94 mg/kg,平均含量为152.64±55.37 mg/kg,其中最高值出现在马拉加拉西河口.采用Psenner法对磷进行连续浸提并比较不同形态磷含量,由高及低依次为铁铝结合态磷(Fe/Al-P)钙结合态磷(CaP)有机磷(Org-P)残渣态磷(Res-P)弱吸附态磷(Labile-P).土地利用类型对TP及各形态磷含量影响较大,其中TP含量表现为河口湿地城镇附近林草地区,表明地表径流和人类活动会对TP含量产生影响,而对于不同形态磷含量,Laible-P、Fe/Al-P、Org-P含量均表现为河口湿地林草地城镇附近,Ca-P、Res-P含量均表现为城镇附近河口湿地林草地.分析沉积物理化性质与各磷形态之间的相关性,发现沉积物总氮(TN)、有机质和总有机碳与Fe/Al-P、LabileP和TP相关性较好,与Org-P、Ca-P和Res-P相关性较差,表明TN和有机质的输入,会伴随沉积物中磷含量的升高,其增量的赋存形态主要为氧化还原敏感态磷和Labile-P.沉积物粒径组成与各磷形态含量存在相关性,细粒径沉积物与各形态磷含量呈显著正相关,粗粒径沉积物与各形态磷呈显著负相关,表明细小颗粒更易吸附磷.  相似文献   

2008年汶川MS8.0地震电离层图像信息长时程演化初探     

宋程  张永仙  夏彩韵  张小涛 《地震》2019,39(2):135-146

应用改进的图像信息方法, 结合DEMETER电磁卫星的电子温度数据, 对2008年汶川M_S8.0地震进行了长时程的回溯性预测研究。 与以往的地震电离层演化图像提取异常的研究相比, 将其回溯的时程延长至震前近11个月, 并向震后延长48 d。 在长期连续的异常扰动演化图中, 出现了两个明显的异常时段, 且在震前2个月短期内异常扰动明显减弱并趋于背景值。 两个时段出现的异常扰动分布位置及其形态以及持续时间皆不重复, 这体现了前兆异常的不易确定, 难以定性及定量识别的特点。 电离层异常扰动特征的长时程研究, 有评估其预测参数和模型可靠性的实际作用, 也为应用中国卫星观测数据服务于地震预报等研究积累经验, 具有借鉴意义。  相似文献