新10井水位对九寨沟M_S7.0、精河M_S6.6地震同震响应

基于新10井水位对九寨沟M_S7.0、精河M_S6.6地震的同震响应特征,分别利用水震波和潮汐分析法,反演得到了新10井水位在地震波作用期间和地震波作用前后含水层参数特征,探讨了2次地震引起的新10井同震响应变化机理。结果表明,新10井水位对九寨沟地震和精河地震具有不同的同震响应形态,利用水平流模型反演所得的新10井含水层渗透系数,在九寨沟地震时为61m/d,而在精河地震时为147m/d,表明地震波作用导致水平向的渗透性增强;利用垂向流模型反演得到的新10井含水层渗透系数,在2次地震之前约为49×10~(-5)m/d,而在地震之后约为18×10~(-5)m/d,表明地震波作用导致垂直向的渗透性减弱。因此,新10井水位的同震响应变化与地震波引起的含水层渗透率的改变有关。     

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。     

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。     

鲁14井数字化水位潮汐响应特性初析

以井—含水层系统潮汐理论为基础,利用Baytap-G潮汐分析程序计算鲁14井数字化水位的潮汐响应特征参数,提取井水位潮汐因子和相位差,分析远场大震前后井水位潮汐响应特征参数的变化情况,同时对固体潮和气压影响量进行分离,以期深入了解井水位微动态变化特征,为该井水位观测资料的动态评价和效能评估提供参考。结果表明：鲁14井潮汐地下水流类型以径向流为主,潮汐因子和相位差变化相对稳定,但受远场大震影响显著,其含水层渗透性随潮汐参数的增大（减小）而增大（减小）;地震波作用可使含水层渗透性发生变化,但并非导致含水层渗透性变化的主要因素。     

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。     

新疆阿克陶MS6.7地震引起的新10井水位同震响应研究

本文根据新10井数字化高频采样水位仪记录到的2016年11月25日新疆阿克陶M_S6.7地震所引起的水震波,对比分析了该井水位与地表垂向运动的相关性特征,并对二者与井-含水层系统水文参数的关系进行了深入探讨.分析结果显示:①与地震波信号相似,新疆阿克陶M_S6.7地震引起的新10井水震波存在两个显著的周期,即6—10 s和15—30 s;②新10井水震波响应幅度与地表垂向运动幅度整体呈正相关,且在高频阶段(频率大于0.08 Hz)二者的振幅比随着频率的减小而增大,表明该井水位对周期大于12 s的信号放大效能较高;③利用水震波与地震波的振幅比估算新10井观测含水层渗透系数的量级为10-2 cm/s,且在地震波作用过程中含水层的水文参数也存在波动.本研究表明,井水位的同震响应机理较为复杂,在分析水位同震响应特征时,高采样率的水位数据是获得可靠结果与认识的基础.      

井水位振荡试验及其结果

通过鲁04井的频率特性试验,求出了该井含水层系统的频率特性参数,固有振动周期为40.59s,阻尼系数为0.0362s-1。并且计算出鲁04井含水层的导水系数为1.8×10-3m2/s。利用这些结果解释了鲁04井对地震波响应比珍珠泉井差的原因     

川滇地区井水位潮汐响应特性分析

利用Baytap-G潮汐分析软件对川滇地区12口观测井数字化水位的长时序数据进行计算, 提取井水位潮汐响应特征参数(振幅比和相位差), 分析其形态、 阶段变化等特征, 探讨地震前后井水位潮汐响应特征参数的变化情况, 为深入分析井水位与固体潮、 气压之间响应关系的研究提供新的方法和途径。 结果表明, 泸沽湖井等10口受固体潮影响的井水位振幅比和相位差变化相对稳定; 而南溪井和大姚井受到气压-固体潮综合作用影响的井水位振幅比和相位差变化则比较离散。 其中江油川10井、 泸沽湖井、 东川井等3口井水位振幅比和相位差对大震的响应显著, 并给出了地震能量密度与这三口井水位M₂波相位差和振幅比的变化关系。     

鲁—14井井径变化试验的解释

对鲁－14井井径变化试验的井水位潮汐资源进行了反复调和分析，结果表明试验前后井水位对气压和固体潮的响应改变较小。根据多孔介质渗流理论和弹性理论，对这一现象进行了解释，认为井径变化相当于改变了井水柱的有效高度，从而影响了水井含水层系统的固有振动周期。分析了井孔变径对潮汐信号响应的周期特征，认为在含水层水体很大（含水层水平面积比井孔面积大得多），且含水层的渗透系数也很大的条件下，井径变化对井水位畦体潮响应幅度影响很小。     

由承压井水位动态反演水井含水层的应力变化

分析了承压井含水层应力场与地壳应力应变之间以及含水层应力应变与井水位之间的定量关系,给出了利用承压不位变化反演含水层应力变化的三种新方法,通过含水层的参数,固体潮效应以及气压效应反演水井含水层的应力变化,讨论了承压井水位反映含水层应力应变的稳定性,并将该反演结果与其它方法的结果进行了比较。     

井-含水层系统地下水类型定量分析和判别

利用水位、 气压和理论固体潮数据, 采用卷积回归法中水位对气压的阶跃响应函数, 定量地分析和判定了华北北部板桥井、 大灰厂井、 黄骅井、 大甸子井、 丰镇井和三号地井的井-含水层系统的地下水类型, 并结合研究时段内各井的气压系数和M₂波潮汐因子的结果进行了对比分析． 结果表明: ① 各井的滞后时间与阶跃响应函数之间存在明显的以e为底的指数函数关系, 且底数e的系数的正负决定了井-含水层系统的地下水类型; ② 承压井的阶跃响应函数随滞后时间的增大而增大, 且最佳阶跃响应函数值越大, 相应的气压系数和M₂波潮汐因子也越大, 反之亦然; ③ 潜水井和半承压水井的阶跃响应函数随滞后时间的增大而减小, 其最佳阶跃响应函数与气压系数和M₂波潮汐因子间的关系不明显, 可能与含水层的水力特性、 井孔结构及固体潮汐波的频率有关．      

基于井潮、气压效应的苏皖地区突出水位异常分析

基于流体及岩石力学理论,利用气压和潮汐效应,研究了苏皖地区苏02井、苏03井、苏06井、苏18井和定远04井含水层介质在不排水状态下孔隙度和渗透系数的变化情况.结合井-含水层系统在受力和水均衡两种状态下的微动态变化模型,分析了各井水位自2014年下半年以来相继出现同步上升现象的水动力学成因机制.结果表明:① 5口井的气压系数与M₂波潮汐因子之间存在明显的线性关系,即气压系数越大,潮汐因子也越大;②各井的孔隙度和渗透系数出现一组同步增大现象,主要与补给量大于泄流量、补给增强有关.      

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。     

云南曲靖井水位潮汐动态特征分析

以井-含水层系统潮汐理论为基础, 结合云南曲靖井水位观测资料实际情况, 利用Baytap-G提供的潮汐分析方法, 分别计算了曲靖井水位M2、 S2、 O1、 S1K1和M3共5个潮汐分波的振幅比、 相位和计算误差, 分析了井水位观测资料不同潮汐波振幅比和相位的动态变化特征, 认为能反映含水层参数的井水位潮汐振幅比和相位变化与附近的抽水和远距离大震引起的同震响应有关, 具体表现为, 2001年11月和2003年8月的振幅比和相位下降变化可能与抽水有关, 而几次大震后的井水位潮汐振幅比和相位小幅度上升和缓慢恢复过程, 则可能与中远场大震的地震波动力引起的含水层渗透系数增加有关．      

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     

On the hydro-spectrum of deep wells and the response ability of well-aquifer system

onclusions 1) A set of period components corresponding well to those of Earth tides and barometric pressure can be separated from the hydro-spectra of deep well. The well-aquifer system responds to these components in some degree, which shows that groundwater regime is influenced by Earth tides and barometric pressure. However, in different frequency bands a well-aquifer system possesses different transfer ability for various inputs. 2) The transfer function quantitatively describes the response ability of well-aquifer system to Earth tides and barometric pressure. It is a characteristic parameter that the system itself possesses. According to the transfer function value of well-aquifer system to a certain input factor, we can objectively understand the influence of the input on the groundwater regime in a deep well. This is of important significance for revealing the formation of groundwater regime in a deep well and for evaluating the seismic supervising well. The work was supported by National Natural Science Foundation of China (No. 49372149).     

the changing relationship of hydrogeological parameters of dadianzi well-aquifer system

Hydrogeological parameter is an important index to characterize the hydrogeological properties of the aquifer, and has a clear physical basis and mechanism. Although the predecessors have made significant achievements in these areas, research is lacking on the changing law and relationship of the hydrogeological parameters of well-aquifer system. The digital water level and barometric pressure data of Dadianzi Well are used as the basis in this study. Based on the theories of elastic mechanics, rock mechanics and fluid mechanics, and using barometric pressure coefficient and tidal factor, the hydrogeological parameters in Dadianzi well-aquifer system in undrained conditions are studied. The corresponding water storage rate can also be obtained quantitatively. In addition, with the thickness of the aquifer, the pressure transmitting coefficient, the radius of the well and the frequency of the tidal wave, the permeability coefficient and transmissibility coefficient of well-aquifer system can be obtained, and the relationships between them are derived. The results show that: 1)There is an obvious power function relationship between porosity and solid skeleton volume compression coefficient, volume compression coefficient of water in aquifer, water storage rate, permeability coefficient and transmissibility coefficient. The volume compression coefficient of solid skeleton, water storage rate, permeability coefficient and transmissibility coefficient have a positive correlation with the porosity, the volume compression coefficient of water in aquifer decreases with increasing porosity. The volume compression coefficient of solid skeleton and water in aquifer can be well fitted to one of two quadratic polynomials. And the volume compression coefficient of water in aquifer is larger than the solid skeleton volume compression coefficient, water is more easily compressed. In addition, with the increase of water storage rate, the permeability coefficient and transmissibility coefficient also increase linearly; 2)Different from the traditional pumping test and indoor experiment, this paper uses the digital water level and other data, combined with the pressure coefficient and Venedikov tidal harmonic analysis results to access to the porosity, the volume compression coefficient of solid skeleton and water in aquifer medium, water storage rate, the permeability coefficient and the transmissibility coefficient. This method is simple and accurate.     

基于汶川地震同震地下水位变化反演含水层体应变

许多地下流体监测井在地震发生时都能记录到同震水位变化,而利用地下水位的同震响应特征以及水位固体潮效应可以反演地震对含水层产生的体应变量．本文尝试从大尺度上对大地震引起的体应变变化进行研究,为此收集了位于我国大陆不同构造活动区5口地下流体监测井两年半的水位数据资料进行分析,去除干扰项,提取出水位固体潮成分,进行调和分析求取潮汐因子,并反演出汶川MS8.0地震对这5口井所在含水层产生的体应变量．结果显示,汶川大地震对这5口井 含水层造成的体应变量基本在10-7量级. 地震引起的体应变随距离的衰减规律比较复杂,其不仅与震中距有关,而且与活动断裂带的展布和地壳岩体结构等密切相关．