一次气压扰动引起的水位变化

气压变化可引起井水位同步变化,这是水位观测的一种微动态,称为水位的气压效应,其量值用气压效率表示,即单位气压变化量引起井水位的变化量。2016年5月12日河北省多地普遍降温,降温幅度达5~11℃,降温的同时,气压大幅度上升,引起河北省地震地下流体观测井网多数井水位同步下降。利用这次气压快速上升及其相应的水位下降,计算了井网内12口观测井的气压效率。计算结果显示,多数井的气压效率与已有的研究结果基本相符,个别井孔的计算结果不符合井孔本身实际的气压效率。结果表明,应用气压扰动进行水位气压效率计算也是方法之一,但仅利用一次气压扰动,会造成计算结果的偶然性。     

北京塔院井水位短临预报指标的研究

对塔院井３年水位、气压、固体的逐时值进行一系列数据处理，并用三角多项式拟合以消除年周期影响，把水位日气压系数和水位残差日均方差的余差作为塔院井短临预报指标，改进了水位前兆异常的提取方法。同时用熵的概念对这两个参数做出较客观的评价，计算出它们的前兆效益水平分别达到０．６５和０．５９，说明其较好的反映了地震的前兆信息     

井水位气压效率b值动态响应的断层-前兆场主应力组合模式

统计鲁03，04井流水作业闰的气压效率b值发现，在华北及其周缘绝大多数地震前两井前兆异常形态各异，经分析井孔定位断层走向与地震前兆场主应力的组合模式不同是产生上述现象的根本原因。     

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。     

中强地震前深井水位的气压效率,相关系数变化形态

本文利用一阶差分方法计算了济阳坳陷四井孔气压一水位的相关系数、气压效率,统计表明,利用气压效率、相关系数的变化范围来判定地下水位的超常变化作地震的短、临预报是可行的。     

周至井水位气压效率和相关系数在中强地震前的变化特征

计算了2002～2004年周至井水位的气压效率和相关系数,初步分析了其与地震的关系,认为在2002年甘肃玉门5.9级地震、2003年和2004年甘肃岷县5.2、5.0级地震前,该井水位的气压效率和相关系数同时出现了明显的短临前兆异常。     

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。     

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。     

甘肃省清水井流量长期动态变化及映震效能研究

计算了清水井流量的气压效率和相关系数,排除降雨和人为的干扰因素后提取了1985年以来中强地震前的异常变化信息。结果表明在祁连带多数中强地震前常出现气压效率的异常畸变现象,相关系数在一些地震发生前也会出现异常变化。并通过建立多元线性回归模型的方法定量研究得到适用于该井的地震预测模型,为地震三要素的定量预测建立新的方法。     

井水位对气压和潮汐的响应特征与机理研究

井水位作为一种灵敏的体应变仪,是一种重要的前兆观测资料,有望用于提取地下应力和介质变化信息。目前我国已建成较为密集的地震地下水观测井网,积累了大量的波形记录,为建立地下水位变化模型、提取应力及介质变化信息和开展地震预测研究等提供了基础性平台。然而,由于井水位受多种因素影响,水位变化的信噪比很低,从水位中提取含水层物性和应力变化的模型、方法和规律都有待深入研究。本论文围绕井水位对气压和潮汐这两种天然载荷的响应特征与机理开展研究。从中国大陆地震地下水观测井网选取了一些气压和水位较为连续、稳定的台站资料,用于发展井水位微弱信号分析方法;利用汶川地震和芦山地震水位资料,分析同震水位阶变类型,区分动态和静态应力变化的作用;利用全频带气压响应分析井水含水层的承压特性,尝试反演含水层物性;选取潮汐响应敏感的台站,利用水位对潮汐的相位响应进行含水层渗透率变化的分析。研究得出:(1)通过井水位传递函数的多次叠加可以大幅度提高信噪比,首次在一些台站获得了井水位对气压的全频带响应。(2)发展了全频带气压响应拟合反演含水层物性的方法,相对于低频带和几个潮汐频点拟合,全频带拟合可以提高反演的可靠性,降低强能量潮汐频点的影响。分析了含水层的承压状况以及井筒的储集效应,计算获得了承压含水层的压缩系数、孔隙度等参数。(3)汶川地震近场水位阶变主要与静态应力变化有关,而芦山地震400km范围内的井水位同震响应与静态应力变化无关,这种差别可能与地震能量和地质构造等因素有关。(4)无论汶川地震还是芦山地震,不管水位同震变化是上升还是下降,多数台站同震引起的含水层渗透率都增大,表明渗透率的增强可能主要与动态应力有关,而与静态应力变化关系不大。(5)芦山地震引起的水井渗透率增大在震后一年内基本恢复到震前水平,而汶川地震引起泸沽湖井的渗透率增大明显,并在约6年后仍然没有恢复到震前水平,推测该区域在汶川地震中有新的裂隙产生。     

静态密闭响应下大甸子井气压效应分析

以内蒙古赤峰大甸子井为例,对该井水位和气压进行了相关性分析,分别得到了该井气压系数的背景值和东乌珠穆沁旗Ms5．9级地震和吉林前郭Ms5．0级地震前气压系数的变化情况。在静态密闭响应下,探讨了大甸子井气压效应的物理过程和机理。发现所得到结果与扩容模式的思想基本一致,一定程度上反映了震前的前兆变化特点。     

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。     

A hydrographic method to identify the groundwater net recharge,barometric effect and evapotranspiration from a complicated semidiurnal water table fluctuation

A hydrographic method was proposed to separate out the hourly scaled groundwater level changes caused by net recharge, barometric effects and evapotranspiration from a semidiurnal water table fluctuation. A characteristic midnight time, with a turning point of the barometric pressure change and high relative air humidity, which meant that neither the barometric effect nor groundwater evapotranspiration occurred, was proposed for determining the net recharge rate r_net. Then, the barometric efficiency f_bar was estimated using the other time period without evapotranspiration, and the evapotranspiration rate r_ETG was finally obtained using the remainder of the water level changes. A case example illustrated that estimation of f_bar using the proposed method was more accurate than that using the traditional error analysis method, which may result in a significant underestimation under the condition of the present water level changes. Additionally, the abnormal semidiurnal fluctuations, more specifically, two step-down fluctuations, which may be a common pattern when the groundwater level is controlled by net recharge, barometric effects and evapotranspiration, can be well understood using the three components separated out. The results also showed that nighttime groundwater evapotranspiration, accounting for an average of 23% of that during the daytime, cannot be ignored.     

中高频带地下水位对气压和固体潮的响应特征分析

我国前兆观测网络数字化改造的完成, 使得对地震地下水位观测的孕震信息提取和干扰因素排除的研究拓宽至更广的频率范围, 而对原有一些认识的重新考察也成为可能。 本文从中国地震前兆台网挑选出数据质量较好的10个台站, 分析各个台站2008年1月1日至5月11日的地下水位和气压资料及理论重力固体潮的频谱及其频域相关性特征, 并分析了地下水位对气压响应的时移。 结果表明, 中高频带地下水位对气压的响应没有低频带好, 两者相关性随周期的减小而减弱; 含水层岩性对中高频带地下水位的气压和固体潮响应特征有较大影响, 部分灰岩井在高频频段存在地下水位对气压响应异常的现象; 时移效应对水位的气压响应整体特征影响不大, 体现出两种信号自身的复杂性。     

井-含水层系统对地下水微动态信息响应能力差异的分析

利用山西地区6口观测井的水位资料,对水震波、前驱波记录次数进行了统计,并对各观测井的潮汐因子、气压效率进行了计算,分析了井-含水层系统对水震波、固体潮、气压、前驱波微动态信息的响应能力,利用井-含水层的特征参数以及含水层的岩性解释了不同观测井对微动态信息响应能力差异的原因。     

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。     

黄骅井水位对苏门答腊5次地震的同震响应初步研究

利用ARX模型分析了河北省黄骅井水位对气压和固体潮的响应特征,并利用该模型消除气压和固体潮对该井水位的影响,准确地提取了5次苏门答腊大震引起的同震水位变化异常.分析了该井水位对这5次地震的同震响应模式与震级和震源机制解的关系,初步探讨了引起该井水位同震变化复杂性的可能原因.认为,即使发生在同一地区,震源机制解基本相同的地震也会引起远距离同一井水位不同的响应特征,其响应幅度与发震震级有关,响应方式可能与井孔所处地区的局部应力应变状态或井-含水层系统的结构变化有关.     

新20号井井水位动态分析及地震预测效能评价

对新20号井井水位动态观测资料进行了全时间过程扫描，分析了井水位的年变化规律、主要干扰因素和地震短期前兆异常特征，提出了如何判别水位年变叠加、峰谷相位移动和峰谷极差增减等异常是否打破年变规律的有效方法。根据这些指标，统计了观测期间乌鲁木齐监视区内发生5级以上地震时水位的相关异常参数，并对该井的地震预测效能进行了初步评价。