近年来，地震散射波的理论和方法已用于地壳、地幔及核幔边界处的非均匀性分布研究，地震前兆研究，油气勘探，区分非弹性衰减和散射衰减研究，以及微小尺度非均匀性引起的介质总体特性变化。随着地震勘探技术在地质和能源领域的应用的不断深入，地质学家们对地震勘探解决地质问题的能力和精度不断提出更高的要求。面对更加复杂的地质目标，如陡倾角、多断裂、横向非均匀性较大的构造及精细储层描述等，在地表接收不到这些复杂部位的反射波，用常规地震勘探方法难以对它们精确成像，但在地表可以接收到来自这些复杂部位的散射波，因而研究基于波动方程和散射理论的散射成像方法，在复杂地质目标勘探中具有更加广泛的适用性。 缝洞是堤坝的一个较大的隐患，由于缝洞内的充填物不同，缝洞体与周围介质之间的弹性参数引起的地震波异常也会不同。因此，在过去的几年里，地震勘探方法寻找地表缝洞型非均质体的试验工作已进行了不少，然而，堤坝内孔洞型非均质体所处的地质背景相对油气田和煤田较为复杂，如介质复杂；数据采集条件的局限性；资料处理针对性不强。所以还不能够准确确定非均质体的性质。要准确地了解缝洞的性质，首先必须得了解缝洞散射体的散射特征以及影响散射波的因素。 论文从地震散射波的基本原理出发，分析了散射波与波动方程的关系；利用四阶精度的有限差分方法建立了波动方程的有限差分格式，并对这些差分的稳定条件作出了详细的推导。根据堤坝内缝洞的特征建立了相应的正演模型，编写了适应于这些散射模型的程序。利用这些程序计算了所设计的散射模型的地震记录。从计算结果中，对这些散射体产生的散射波特征有了进一步的认识。此外论文还对这些散射波能量作了比较，并分析了影响地震散射波能量的因素。 在分析了正演模拟结果的基础上，得出了以下结论： 1利用吸收边界条件下的四阶精度的有限差分对缝洞型非均质散射体进行散射正演，得到的地震记录比较清晰，边界反射和频散效应都得到了较好的压制。 2地震散射波的能量与散射体的尺度有关系，在散射体高度和速度条件固定的情况下，随着散射体的长度的增加，散射能量会加强，而且散射波能量主要集中在一定的区域内，这个区域受散射体的尺度影响不是很大；同样随着散射体高度的增加，散射波会有加强。 3散射波的能量与散射体的速度有关，在散射体形状不变的条件下，当散射波的速度差异较大时散射波的能量要强一些。 4当散射体的形状不规则时，散射波的能量不集中。