[发明专利]一种大型水库诱发地震实时监测定位方法

权利要求书

1.一种大型水库诱发地震实时监测定位方法，其特征在于，包括步骤：

在水库地震多发地带布设水陆一体分布式光纤声波传感监测系统，对近地表地震形成的地震波进行米级空间精度连续观测和地震信号采集；

运用互相关方法拾取DAS地震信号的相对到时，构建到时差矩阵；采用基于贝叶斯理论和可逆跳马尔科夫链蒙特卡罗算法对各向异性VTI速度模型进行校正；

基于更新的VTI速度模型利用双差定位方法对天然地震事件进行定位；

综合地震信号采集、速度模型校正和双差定位方法，测定诱发地震的准确位置。

2.根据权利要求1所述的大型水库诱发地震实时监测定位方法，其特征在于，对近地表地震形成的地震波进行米级空间精度连续观测和地震信号采集，具体步骤包括：在水库地震多发地带陆地布设通讯光缆，在水库底部布设海缆；将光缆信号解调器放置于机房，与陆地通讯缆和水库海缆呈串联连接；利用信号解调器解析海陆缆感受到的地震波引起的应变；设置空间监测应变敏感度为一米左右，时间采样率大于200Hz，每天不间隔监测地震传播到地表的连续波场。

3.根据权利要求1所述的大型水库诱发地震实时监测定位方法，其特征在于，运用互相关方法拾取DAS地震信号的相对到时，构建到时差矩阵，具体步骤包括：

利用长短时窗比法拾取有效地震事件，其中，长时窗为较长时间信号采样长度的能量平均值，短时窗为较短时间信号采样长度的能量平均值：

式中，S(n)为DAS监测获得的信号幅值，N为长时窗信号采样个数，M为短时窗信号采样个数，NM，Ratio为记录获得的较短时间信号与较长时间信号平均能量比值；

当其大于阈值时，即可判定监测的信号为地震事件引起；

然后利用互相关方法拾取不同光纤监测道的精确相对地震到时，构建到时差矩阵，互相关方法公式表示为：

式中，x₁和x₂为不同的DAS监测地震道，为相似系数，利用互相关公式精确获得Ratio提取的地震事件在不同光纤道之间相似系数，挑选地震道相似系数最大的时间差构成到时差矩阵。

4.根据权利要求3所述的大型水库诱发地震实时监测定位方法，其特征在于，采用基于贝叶斯理论和可逆跳马尔科夫链蒙特卡罗算法对各向异性VTI速度模型进行校正，具体步骤包括：

地震波在VTI介质中可分裂为qP波、qSV波和qSH波，VTI介质由五个各向异性参数[α₀,β₀,ε,γ,δ]确定；速度模型包括层位个数n以及层位深度D；

因此，确定反演VTI速度模型参数m表达式为：m＝[n,D,α₀,β₀,ε,γ,δ]

式中，α₀和β₀代表每层沿对称轴qP波和qSV波的速度大小；ε代表每层qP波水平和垂直方向的速度比值；γ代表每层qSH波水平和垂直方向的速度比值；δ代表每层qP波在垂直方向的改变率；

确定贝叶斯理论表达式为：

式中，d表示观测数据，m是模型参数，p(m)是模型先验信息，p(d|m)是似然函数，p(m|d)是模型后验概率，p(d)是观测数据在模型空间中的整体概率，为一常数。

利用贝叶斯反演算法，结合各模型参数的先验信息和似然函数，通过求解模型参数后验概率分布获得最终的速度结构。