深井水位气压系数前兆信息探索

以深井水位气压效应的形成机制为出发点，阐述了地震前井孔气压系数异常变化的物理依据，并以新０４井为例，对其震前水位气压系数的异常变化进行了探索。     

井水位气压系数的探讨

井孔水位气压系数是表征井孔水位气压效应以及井孔水位对应力应变反映灵敏程度的重要指标。本文以我国地震地下水观测井网提供的素材为基础,运用统计方法详细分析了影响井孔水位气压系数的因素,重点讨论了对同一井孔而言,气压系数是常数还是变量这个有争议的问题,并通过分析得出了气压系数是变量的结论。本文结论对合理选择地震地下水观测井及从水位观测值中消除气压的影响将是有益的。     

一个新的水位气压效应的理论解

以气压影响承压井水位的偏微分方程为基础，推导了井孔与含水层之间流体互相渗流的边界条件．然后，用拉普拉斯变换法得到了任意气压过程作用下水位变化的时域解析解．此解由稳态项和迟滞项两部分组成，稳态项为气压系数与当时气压值的乘积，相当于今后气压不变的条件下时间趋于无穷时的水位；迟滞项是由于井中的流体和含水层中的流体交换，不能瞬时完成而引起的过渡过程．分析这个解可知，某时刻水位受气压的干扰是由该时刻之前所有气压变化量对水位影响的积分叠加．所以，我们进一步找到了脉冲气压过程作用下的井水位响应函数．计算表明:① 脉冲响应函数总是从零值开始，时间趋于无穷时，其值趋于稳定值，此稳定值与气压效率成正比；② 迟滞时间大小取决于含水层的力学性质和井的半径，渗透系数越大、井孔半径越小、含水层厚度越大，则迟滞时间越小 此解可作为今后进一步全面地分析气压干扰和研究实际校正方法的理论基础．      

忻州XZ－2号井水位动态气压效应的研究

对忻州ＸＺ－２井气压系数的确定、排除气压干扰的方法进行了探讨，并收到了较好的处理效果。研究表明，该井孔排除气压干扰后的正常水位动态为一条在稳定水位背景上叠加出现的水位固体潮变化曲线。为识别水位异常，找到了判断依据。     

承压含水层的荷载效应和井孔水位的气压效应

本文在充分考虑承压含水层的弹性和渗透性的基础上,重点讨论了承压含水层的荷载效应和井孔水位的气压效应。首先以大面积荷载为例,分析了封闭状态下含水层的荷载效应,得出了荷载强度σv及其所诱导的孔隙压力P之间的关系,即P=rσv,r是一个与含水介质力学性质有关的小于1的常数,称为荷载系数。以此为基础,在静态的假设条件下,分析了井孔水位的气压效应,得到了气压系数的表达式以及荷载系数与气压系数之间的互补关系。在动态条件下,以三种不同的气压过程为例,讨论了动态气压系数与含水层导水性能、井孔结构和气压变化频率之间的关系。结果表明:(1)动态气压系数与时间或被动频率有关,当时间很长或气压波动频率很低时,动态气压系数趋近于静态气压系数;(2)动态气压系数与含水层的导水系数成正比,与井孔半径和气压波动频率成反比;(3)动态气压系数一般小于静态气压系数。     

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     

大甸子井水位的气压系数及其震前异常

对内蒙古赤峰大甸子井的水位和气压进行了相关性分析,得到了该井气压系数的背景值。还对内蒙古东部几次中强地震前该井水位气压系数的异常变化情况进行了分析。该井气压系数表现出的短期高、低值变化一定程度上反映了震前前兆异常的变化特点。     

云峰井水位微动态的变径观测效应

井孔水位对地壳应力应变的反映能力取决于井－含水层系统的多方面条件，观测井的直径大小是其中之一。在云峰井进行的变径观测结果。水位变动段的直径由１１８ｍｍ缩至８０ｍｍ之后，水位固体潮井系数明显变大，水位记震能力有显著提高，水位气压系数也有所增大。这样的事实表明，缩小水位变动段的井径是提高水位映震能力的有效途径之一。     

井水位对气压扰动的响应

分析了河北省地震地下流体井网的黄骅、深州、无极、宁晋、永年五口深井水位对气压扰动的响应。结果表明,气压瞬间的大幅度变化能够引起水位的准同步变化,由此求得的井水位气压系数与利用日均值序列计算的气压系数基本相当;与日均值序列相关分析结果比较,水位对气压扰动的响应表现出了一定的波动性。     

中国地下水潮汐的观测研究和分析

本文简单介绍了中国地下水潮汐的观测研究情况,介绍了对承压水位潮汐机理研究的理论结果,给出了固体潮体应变、气压和海洋潮汐对承压水头影响的偏微分方程,从这些方程的简化解讨论了它们与含水层参数间的关系.并从全国选取了33口有代表性的井孔,对这些井孔的水位和气压观测资料采取反复调和分析的方法,求出了它们的水位固体潮体应变各分波的潮汐系数和位相滞后,也求出了水位气压各分波的系数和位相滞后.      

苏10井水位与应力应变的关系

本文通过对苏10井井孔特性的阐述,对水位反映固体潮、气压和降雨等情况的分析研究,认为,该井由于位于特殊的构造部位,具有特殊的水文地质条件和井孔结构,含水层埋藏较深,弹性模量大,储存系数、压缩系数、阻尼系数小,渗透性较强,封闭条件好,干扰因素少,所以能灵敏地反映应力、应变的微变化,这样的井孔--含水层系统,犹如埋设在地下深处具有较高放大倍数的应力、应变仪,对于地震预报和地震孕育过程的探索,具有一定意义.      

小波变换在少震、弱震区地下水位数据分析中的应用

利用小波变换和多尺度分析原理，对位于少震弱震区的湖南的具有不同变化形态的6口典型井4年的水位日均值序列进行了分析。结果显示，通过多尺度分析可以很方便地将水位日均值序列中的高频部分与低频部分分开，而且对不同井孔的含水层系统而言，分离出去的频率成分的主模是不同的，这反应出不同井孔的含水层系统对同一频率的响应存在差异，主模的频率反映了正常背景下井孔－含水层系统的优势频率。Morlet小波分析的结果对时间序列的突然变化和周期结构都有很好的反映。     

水位随机气压效率的地震前兆异常研究

对在大气压力的随机气压变化作用下深井水位变化特点进行分析研究，在前人工作的基础上，提出可以利用大气压力的随机气压变化进行水位气压效率的计算。该方法较以往各种计算方法排除干扰能力强，计算方便，地震前兆异常突出，是水位气压效率地震前兆预报方法中能够应用于日常地震监测的方法之一。     

深井水位的固体潮效应

本文从体应变固体潮对深井水位影响的偏微分方程出发,考虑到含水层和井孔之间相互渗流的边界条件,用叠加原理、冲量定理和分离变量法等方法得出了方程的解.通过对这个解中水井含水层参数给予一些可能的值进行数值计算,讨论了水井固体潮系数和位相滞后与水井含水层参数间的关系,较好地解释了井水位对固体潮响应的位相滞后现象.计算表明,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,含水的导水系数愈小,则水井水位的固体潮系数愈小,而水位对固体潮响应的位相滞后愈大.井水对长周期的潮汐响应比对短周期的更好.      

深井水位观测中气压订正法

深井水位的变化作为地震预报的有效手段，已被大家所认可，但该变化受气压影响较大，气压改正的正确与否直接影响到水位的变化。针对气压改正进行研究，使之理论化、系统化。     

西影深井水位变化与临潼—长安断裂活动

把消除掉气压、固体潮效应后的西影井水位值与临潼——长安断裂带上的垂直形变值进行相关分析,发现二者有一定的相关性。可以看出,西影深井水位变化在某种程度上反映着井位附近的断层活动。最后作者对其形成原因进行了粗浅的分析。     

深井水位气压效率和相关系数在中强地震前的变化特征

采用高阶差分求深井水位的气压效率和相关系数的方法并优选最佳相关结果，获得了5口井在两次中强地震前二的变化，认为从这一方法中提了的短临异常信息是可行的，可以作为中强地震前的短临异常指标。     

深井水位固体潮的调和分析结果

使用Venedikov调和分析方法,对8口深井各一年或两年经气压改正后的水位记录,计算了水位固体潮相对于体应变固体潮的振幅比和相位差。本文从相位差的分析结果求解了含水层的渗透率,分析结果还显示出液态地核动力学效应引起的固体潮日波振幅比的共振现象。这是对以往其它观测手段得到的相应结果的支持,同时也说明了深井水位资料中含有非常丰富的地球物理信息。文中还对环境因素和井孔条件造成的某些效应做了探讨。     

深井水位受江河水位的影响及排除

本文分析了影响深井水位变化的各种因素。用逐步回归法分析了三水、佛山两深井的水位与江河水位、气压、固体潮、降雨量的关系。发现江河水位对深井水位有重要影响;指出在利用近河深井水位资料分析区域应力应变作用时必需进行河道水位校正,才能达到预期目的。     

深井水文谱及井-含水系统响应能力研究

深井地下水位动态受气压、固体潮、地震波、降雨荷载等因素的影响。这些因素各具有不同的频率分布和振幅。井－含水系统对这些激励有着或强或弱的响应，存在明显的频率依赖、频率选择现象。目前，对井－含水系统的响应研究大多侧重于对深井水位动态的分析，求得井－含水系统的弹性常数及水文地质参数，并从井－含水系统的弹性性质、含水层孔隙度和系统排水系统研究水位对潮汐和气压的响应（Ｂｒｅｄｅｈｏｅｆｔ，１９６７；Ｒｏｊｓ