中国是一个水灾频繁的国家,近几年全流域性的洪灾,给国家经济和人民生命财产造成了数以亿计的损失.因此,对防洪工程堤坝隐患进行深入细致的研究是一项迫在眉睫的重大工作.该文针对堤坝隐患探测所遇到的地震波场复杂难于解释,及其要求探测资料分辨率高的问题进行了正反演的研究. 该文以模拟复杂构造的零炮检距地震剖面为目标,采用交错网格的速度—应力有限差分法,对无反射波动方程,进行了数值求解.另外,还讨论了无反射波动方程有效地避免了层间多次反射的特性,推导出多次反射满足的波动方程;以及从特征线分析的角度探讨了无反射波动方程采用交氏网格的波传特性和数值计算的稳定性.为了提高堤坝勘探资料的分辨率,该文采用了多分辨率的小波分析.基于地球物理参数反演问题的不确定性和目标函数的多峰性,提出求解目标函数的若干个全局峰(或若干个全局峰和局部峰)是有必要的.该文引入小生境遗传算法对堤坝探测中的地震信号进行了反演,通过实际参数与反演参数的比较,验证了进行多峰优化的有效性.另外,鉴于遗传算法存在基因容易丢失和早熟收敛问题,结合小波多尺度的思想,提出了多尺度小生境遗传算法,并对实际资料进行了反演,结果达到了预期的效果,验证了方法的有效性.