地震地下水水位微動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究報(bào)告(編輯修改稿)
2024-08-31 15:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可靠使用及維修方便，只要材質(zhì)許可，它對(duì)液體性質(zhì)要求不高，可以耐水煮、耐氣蒸、耐腐蝕、耐結(jié)垢等壓力傳感器電子器件不適應(yīng)的環(huán)境和場(chǎng)合。因此，鼠標(biāo)液位傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、高精度、高靈敏，成本低、易于更換和維護(hù)等特性。根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)采樣密度，因此廣泛適用于涉及液位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和研究的相關(guān)部門和領(lǐng)域，如地質(zhì)、環(huán)保、礦山、水文、水利水電、工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控等。二、地震地下水微動(dòng)態(tài)與水震波自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 我國(guó)地下流體數(shù)字化臺(tái)網(wǎng),經(jīng)“十五”數(shù)字化改造和后期的發(fā)展，已形成相當(dāng)?shù)囊?guī)模。它的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控和資源共享的三大優(yōu)勢(shì)越來(lái)越被世人所注目。但也應(yīng)該注意到：因種種原因，數(shù)字化的觀測(cè)資料還沒(méi)有完全應(yīng)用到分析預(yù)報(bào)領(lǐng)域，導(dǎo)致它的原因本文認(rèn)為： （1）從硬件上說(shuō)，觀測(cè)條件的不滿足、儀器自身的不穩(wěn)定，干擾因素的不明確，數(shù)據(jù)長(zhǎng)期上的零點(diǎn)飄移，短期上原因不明的突跳、脈沖、階變等不應(yīng)有的 “異?！爆F(xiàn)象，給分析工作帶來(lái)了困難。 （2）從軟件上說(shuō)，一個(gè)新的數(shù)字化觀測(cè)系統(tǒng)剛剛開(kāi)始運(yùn)行，在認(rèn)識(shí)上需要新理念，管理上需要新技術(shù)、分析上需要新手段，然而這些都沒(méi)有配套進(jìn)行，它也是制約地震流體觀測(cè)預(yù)測(cè)技術(shù)的整體發(fā)展的原因之一。本研究就想從認(rèn)識(shí)理念和分析手段上做點(diǎn)新嘗試。（一） 非穩(wěn)信號(hào)不適應(yīng)做離散傅里葉變換。由于井孔——含水層系統(tǒng)中的水位波動(dòng)是非穩(wěn)定信號(hào)，而非穩(wěn)信號(hào)不適應(yīng)做離散傅里葉變換。 2009年3月23日下午，美國(guó)國(guó)家儀器公司（NI）資深數(shù)字信號(hào)處理規(guī)劃師錢世鍔應(yīng)天津大學(xué)精儀學(xué)院的邀請(qǐng)，在該校24—202舉辦了題為《超越FFT》信號(hào)處理專題報(bào)告中指出：傅里葉變換被證明是非常有效的分析手段，但它有它的局限性。假如它的頻率變化了，幅度變化了，那么它的帶寬就變寬了，它就不是一個(gè)窄帶信號(hào)，在這樣的情況下，用傅里葉變換就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。 如果頻率不隨時(shí)間變化，那么我們?cè)趥鹘y(tǒng)的傅里葉功率譜上，可以看到它不同的倍頻，如果頻率隨時(shí)間變化，那么它的倍頻就重疊在一起了，這樣用傳統(tǒng)的傅里葉變換來(lái)分析就不適合了。（二）利用移位離散傅里葉變換 (SDFT) 進(jìn)行時(shí)頻譜分析移位離散傅里葉變換 (SDFT)是原蘇聯(lián)學(xué)者雅羅斯拉夫斯基在80年代初提出的[4]。它可以用“增后減前”方法來(lái)減少計(jì)算量，因此，在連續(xù)實(shí)時(shí)譜分析中有著重要的實(shí)際意義。但在普通的數(shù)值分析中，在計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度發(fā)展飛快的今天，它的意義正在逐漸減弱。本方法借用它的數(shù)學(xué)思想，不是為了提高其運(yùn)算速度，而是因?yàn)樗鸩ㄔ谡袷庍^(guò)程中，頻率不是很穩(wěn)定的，也就是說(shuō)信號(hào)周期不很穩(wěn)定，這樣在單一的譜分析中就可能出現(xiàn)影響正確結(jié)果的產(chǎn)出，采用“滑動(dòng)”目的只是期望在對(duì)歷史水位的反演時(shí)，從時(shí)頻域上對(duì)離散信號(hào)進(jìn)行連續(xù)的“實(shí)時(shí)”譜分析，并企圖從時(shí)頻域上找出頻譜相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)段。因此，具體分析方法仍還采用一個(gè)固定長(zhǎng)度隨時(shí)間滑動(dòng)的滑動(dòng)窗口來(lái)選擇樣本，在這個(gè)滑動(dòng)窗口內(nèi)計(jì)算N點(diǎn)DFT，逐一分析不同時(shí)刻其輸入樣本對(duì)應(yīng)的頻譜，逐點(diǎn)滑動(dòng)DFT原理圖如下圖[5]此外，需要說(shuō)明的是：“滑動(dòng)頻譜分析法”它也只是個(gè)數(shù)學(xué)方法，特別是它基于滑動(dòng)離散傅里葉變換的一種算法。因此它完全受制于其使用條件的約束，同樣存在混疊、泄漏、柵欄現(xiàn)象。在查找出比較穩(wěn)定的頻段后，可以在采樣頻率不變的前提下，提高分析點(diǎn)數(shù)或其他方法加以辨別和確認(rèn)。 （三）三進(jìn)制在數(shù)字信號(hào)中的編碼方法模擬觀測(cè)時(shí)代的微動(dòng)態(tài)異?！白R(shí)別”，簡(jiǎn)明地說(shuō)大多數(shù)情況下就是“看圖識(shí)字”。“識(shí)別”的過(guò)程，由于當(dāng)時(shí)條件有限也只能將被分析圖象（曲線）與歷史經(jīng)驗(yàn)中的“震例”圖象（曲線）進(jìn)行人工
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