地下水对气压和固体潮响应研究进展

分析地下水对气压和固体潮的响应可以获得多项水文地质参数和含水系统特性指标。通过收集国内外相关研究,系统论述了基于地下水对大气压和固体潮响应来获取含水层系统参数的方法。介绍了传递函数计算、谐波分析及回归反卷积等计算气压效率的方法;介绍了利用气压效率与固体潮响应模型计算含水层水力参数的方法。结果表明:相比于传统水文地质调查手段,地下水气压和固体潮响应方法更简便高效,能够深入了解水力特性的空间和时间变化规律,可用于水位校正、含水层性质评估、水力参数计算以及评估地震对含水层造成的影响等。     

深井水位对固体潮和气压的响应

本文以体应变固体潮对深井水位影响的偏微分方程为基础，考虑到含水层与井孔之间相互渗流的边界条件，用叠加原理、冲量定理的分离变量等方法得出了方程的解。把水井含水层的参量给予一些可能的值，通过数值计算讨论了水井固体潮系数、位相滞后和含水层参数之间的关系，解释了井水位对固体潮响应的位相滞后现象。结果表明，井孔的半径、含水层的孔隙度及固体骨架的体压缩系数愈大，含水层的导水系数愈小，则水井水位的固体潮系数愈小     

地下水位固体潮加卸载响应比分析及预测意义

应用加卸载响应比的理论原理,对广东地下水位网的观测数据进行加卸载响应比计算,以广东及周边地区数次MS4．0级以上地震作为震例,提取可能的中期至短期的响应比异常变化,研究其异常特征以及与地震的对应关系。结果表明,在中强地震前响应比存在增大变化,大多数井的水位固体潮响应比在发震前1～4个月出现升高异常变化。     

计算井水位对固体潮和气压滞后响应的新方法

提出了一种计算井水位对固体潮和气压滞后响应的新方法.利用杜得森潮汐展开和泰勒级数展开,导出了计算井水位固体潮系数和气压系数以及滞后时间公式,并给出了考虑滞后影响的井水位固体潮和气压改正公式.利用该法处理了鲁03井水位和气压观测资料,求出该井水位固体潮系数为1.8mm/10~_(-3),水位对固体潮响应的滞后时间为1.53小时,气压系数为6.4mm/hPa,滞后时间为1.5小时。与以前的一般回归分析方法相比,改正后的水位中误差明显减小,改正效果较好。     

井水位对固体潮-气压综合作用的响应关系研究

本文基于井水位微动态对固体潮和大气压响应的物理机制, 运用水-岩耦合理论, 建立了井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型。 以邛崃川22井和南溪川12井为例, 通过井水位与固体潮和气压原始曲线的对比及拟合分析, 对井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型进行了验证。 结果表明, 两口井对固体潮-气压综合响应非常好, 井水位的变化均由固体潮和气压变化引起。 两口观测井中, 以南溪川12井的水位综合响应能力较好, 邛崃川22井水位受到较多的杂讯干扰, 水位曲线日变化较复杂。 对邛崃川22井进一步分析表明, 利用井水位时段平均值可有效消除观测误差, 用小时值计算时可以忽略井水位对气压响应的滞后效应。     

地下水位固体潮响应的地震异常

本文从理论上讨论了承压井水位与含水层固体潮体应变的关系以及在非线性失稳状态井水位对固体潮响应的变化,重点讨论了其响应率与响应比的变化。对水位观测资料的计算分析表明,震前响应率有一些变化,响应比有一个背景值1,与理论是一致的,而且震前也存在一些变化,说明水位固体潮响应可以反映含水层岩石参数的变化。     

1998年张北6.2级地震前地下水位固体潮加卸载响应比的变化

应用加卸载响应比的理论和方法,根据从岩石的应变与应力的非线性响应,分析了井水位固体潮加卸载响应比的机理,并研究出利用地下水位对固体潮响应来计算加卸载响应比的方法。凤此方法计算了我国大华北地区部分井水位的固体潮加卸载响应比,分析了张北１９９８年６。２级地震前地下水位固体潮加卸载响应比的变化,结果显示大多数井水位固体潮加卸载响应比在张北地震前３到９月出现异常增大。     

钻孔体应变对气压和固体潮响应的传递函数——以陕西地区为例

如何厘清钻孔体应变信号中的气压和固体潮频响效应,一直是地球动力学研究中的一大难点.区别于国内现有研究,本文尝试采用传递函数对陕西地区的4个体应变台进行了系统诊断.结果表明:(1)低频带(0.1～0.5 cpd)气压响应的稳定性和可靠性较好,高频带(8～30 cpd)次之,中频带(0.5～8 cpd)最差;(2)不同频带...     

汶川地震前地下水位固体潮加卸载响应比异常分析

针对汶川地震前地下水位中短期异常信息比较不明显这一问题,选取受地震影响严重的川、滇、陕、甘及渝等5个省市为研究范围,依据加卸载响应比理论,采用固体潮加卸载响应比方法对地下水位动态进行分析。结果表明:汶川地震前中短期时间内,地下水位固体潮加卸载响应比存在着明显的异常现象,异常时间相对集中在震前半年左右或1～2个月,且随着地震孕育活动的增强,异常井的空间分布也逐渐由四周向龙门山断裂带附近靠拢,尤其在震前1～2个月时间内,震源区异常井数量明显多于其它地区。     

1989年大同6.1级地震前后地下水位固体潮加卸载响应比的变化

将加卸载响应比的理论和方法引入地下水位潮汐资料计算中,根据岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理,从理论上论证了用地下水位观测资料计算加卸载响应比的可行性并研究出利用地下水位对固体潮的响应来计算加卸载响应比的方法.以此方法计算了我国大华北地区近20 a 来地下水位的固体潮加卸载响应比,分析了1989 年大同6 .1 级地震前后地下水位固体潮加卸载响应比的变化.多数井的水位固体潮加卸载响应比在地震前6 ～12 个月出现升高异常变化.     

应变固体潮资料与气压的相关分析及其改正的一种方法

通过对应变资料和气压资料的频谱分析，将固体潮频段的信息分别提取出来，再进行相关分析，二者显示出了很强的线性相关性。据此，对应变观测资料进行了气压改正，使应变固体潮调和分析的各项精度指标有了明显的提高，指出该方法的实用效果，同时，对气压改正中存在的问题也进行了讨论     

基于小波分析的水位观测气压效应研究

为研究水位气压效应的主要特征, 采用广西南宁石埠、 九塘两个台站的水位、 气压观测资料, 利用小波分析、 交叉小波分析、 小波相干分析方法在时间-频率空间内对二者的周期特征以及二者的相关特征进行了分析。 结果表明: 水位观测数据的显著周期为7.8~14.7 h, 气压观测数据的显著周期为7.8~14.7 h和17.5~27.8 h; 水位和气压存在7.8~14.7 h尺度的共振周期; 水位和气压在较宽的周期尺度上存在着显著的相关性, 且水位和气压的相关系数随周期和时间变化, 二者的相对相位角也因周期的不同而存在差异。     

井水位随气压变化之解析解

气压作用下, 井-含水层系统中地下水流是一类流体力学问题。 本文应用井壁水流通量边界条件和气压作用下井壁内外水(孔)压平衡条件, 提出了一个井水位随气压变化的解析公式。 解析式表明, 气压系数随时段长度增加而增大, 并趋于气压常数; 气压系数随时段长度的变化只依赖于导水系数与井半径平方的比值(T/r²_w), 而与气压变化过程无关; 气压常数只与含水层的一维荷载效率(B)有关, 而与导水系数和井半径无关。 解析解所反映的气压系数与时段长度的关系, 与南溪井实测序列数据分析结果具有很好的一致性。 根据气压系数随时段长度变化过程, 提出了一个参数估计方法, 应用于估计南溪井含水层气压常数和导水系数, 并对本文提出的参数估计方法进行了讨论。     

An Analytic Solution to Well-water Level Changes under Barometric Pressure

Under barometric pressure,groundwater flow in well-aquifer systems is a kind of hydro-mechanical coupling problem.Applying the flux boundary conditions on borehole wall and water pressure equilibrium conditions inside and outside the borehole wall under barometric pressure(BP),an analytic solution to well-water level changes has been proposed in this paper.The formulation shows that the BP coefficients increase with time and tend to BP constant.The Change of BP coefficients over time depends only on the ratio of transmissivity(T) to the well radius squared(r2w),and has nothing to do with the change in BP.The BP constant only relates to aquifer loading efficiency(B),and has nothing to do with the aquifer transmissivity and well radius.The BP coefficients change over time in the analytic formulation is consistent with the analysis of measured data from the Nanxi wells.Based on the BP coefficient changes over time,a parameter estimation method is suggested and discussed in its application to the estimation of the aquifer BP constant(or B) and transmissivity by using the Nanxi well data.     

Application Study on Correction Method for Lag of Water Level Response to Earth Tide and Atmospheric Pressure

INTRODUCTIONBased onthe results gathered after manyyears of seismic groundwater observation,itisfoundthatthe water level in deep wells responds to the earth’s tide and atmospheric pressure and changesaccordingly,not onlyin amplitude ,but also in the phase lag by different degrees .Some phase lagslast onlyfor several minutes ,while some last aslong as more than one hour (Zhang Zhaodong,1988 ;Wang Chengmin,1990) .The result of this theoretical research shows that the phase lag response to…     

2012年天津地区三次地震前水位对固体潮振幅响应计算分析

2012年在天津及其周边地区发生了唐山4.8级, 宝坻4.0级和宝坻3.5级三次地震。 本文收集整理了天津地区固体潮反映较好的宝坻井、 王3井、 高村井以及张道口井2012年的水位观测数据和气压数据。 采用卷积回归和多项式拟合方法, 对水位观测数据进行气压效应及趋势项的去除, 并对水位数据进行数字滤波处理, 增强水位固体潮信号。 在对数据进行以上有效预处理后, 采用类似于Nakai拟合模型, 以每两天数据为一组, 分别对不同窗口长度滤波处理后的水位数据进行体应变固体潮响应振幅因子比的计算。 计算结果表明, 三次地震前比值均出现明显高值变化。 经比较当窗长选取96 h和120 h进行滤波时计算效果最为明显, 其异常成组出现, 并且变化幅度较大。 由以上这四口井水位对固体潮响应振幅因子比在三次地震发生前后的变化分析, 地震前由于应力的积累, 比值会出现高值变化, 小震活动对应力的积累具有缓解释放作用, 并且结合地震活动以及震源机制解可以对应力的积累-释放过程有一定的了解与印证。     

华蓥山地区4口井水位潮汐动态特征研究

本文选择沿华蓥山断裂带分布的荣昌等4口观测井,利用Baytap-G潮汐分析方法,计算各井水位和气压及理论固体潮的潮汐振幅谱,比较其潮汐频谱差异,通过对主要潮汐分波振幅的回归计算定量分析各井水位受气压潮和固体潮影响的大小。基于对井水位正常动态的认识,选择各井水位潮汐的主要分波,对井水位长时序数据进行分析计算,提取水位潮汐响应特征参数(振幅比和相位差),进而探讨特征参数动态变化特征。最后对井水位受气压潮和固体潮影响的差异原因进行了初步探讨。结果表明,荣昌井水位主要受气压作用的影响,北碚、大足、南溪三口井水位受固体潮-气压潮综合作用的影响,而荣昌井水位只受气压潮影响可能与该井所处含水层裂隙发育且该井未下设止水套管有关;荣昌井P_1S_1K_1波和南溪井M_2波振幅比和相位差在几次大震后没有明显变化,说明地震波没有使井孔与含水层之间的水流交换发生显著变化,而北碚井和大足井M_2波振幅比和相位差分别在汶川和芦山地震时发生变化,反映了地震波的疏通影响。     

地下水位中地震前兆信息提取方法研究

地下水位观测值的影响因素包含降雨、气压、固体潮、地质构造作用等.为凸显地质构造作用对地下水位的影响,需要滤除降雨、固体潮、气压等因素的影响量.本文首先分离地下水位受固体潮、气压作用的影响量;然后依据降雨影响地下水位可以分为长期和短期变化的思路,利用基流分割方法对地下水位的两种变化进行分离,确定地下水位的降雨影响量;最后分析各分量异常与地震活动性关系,探查其中包含的地震前兆信息.本文的研究思路为地下水位观测值中地震前兆信息研究提供了一套可供尝试的系统技术方法.     

承压井水位固体潮M_2波海潮负荷改正

应用Schwiderski全球海潮模型,采用积分格林函数方法计算了海潮M2波的应变负荷潮。通过调和分析和残差计算,对京、津、唐地区的7个承压水位观测井的水位固体潮M2波进行了海潮负荷改正。计算结果显示,观测井水位M2波潮汐因子和相位漂移的标准偏差分别由改正前的2.263和24.57°降低到0.898和3.58°。