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     

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.      

地下水潮汐现象的物理机制和统一数学方程

用新的分层承压含水层模式 ,不但考虑含水层的力学压缩性质 ,而且考虑含水层的渗流特性 ,并结合扰动信息源的频率特性 ,分别研究扰动源地球固体潮、大气潮和地表负荷潮对承压井水位和流量的影响机理 ,给出相应的偏微分方程。从方程的解释或数值解讨论扰动源与承压井含水层的力学压缩参数、渗流特性参数及与频率特性频数的关系 ,进而给出承压井水位和流量对地球固体潮、大气潮和地表负荷潮汐响应的统一数学方程及其潮汐响应函数 ,并揭示了上述几类潮汐扰动信息源对承压井水位和流量影响的物理机理     

用褶积滤波处理井水位对固体潮响应的滞后

本文给出了一种用褶积滤波处理井水位对固体潮响应滞后的新方法。鲁07井水位观测资料用这种方法处理比一般回归方法的平均中误差少4.6mm。文中讨论了褶积滤波积分区间长度与水井含水层渗透系数的关系及褶积滤波比别尔采夫滤波的优越性。     

水井含水层系统的潮汐响应函数

本文考虑井孔和含水层之间相互渗流的边界条件的固体潮效应、气压效应和海潮荷载效应的理论解，得出了水井含水层系统对三种不同机理的潮汐信号响应的内在联系－水井含水层系统的潮汐响应函数，其中包括水井含水层系统的幅度响应函数和位相滞后函数。本文还讨论了两种函数与水井含水层参数之间的关系及与不排水时的情况进行了比较。     

水井(鲁07井)的管径变化和对固体潮的响应

本文介绍了鲁07井管径变化对固体潮响应的观测情况,通过对在不同管径中的水位分别做调和分析,得出了管径变化对潮汐振幅影响不大,而对位相有3.8°滞后的结果.然后从理论上计算了这种影响,理论结果和观测结果符合得相当好.并讨论了井水位固体潮系数和响应位相滞后与井径及干扰周期之间的关系.     

水井（鲁07井）的管径变化和对固体潮的响应

本文介绍了鲁07井管径变化对固体潮响应的观测情况,通过对在不同管径中的水位分别做调和分析,得出了管径变化对潮汐振幅影响不大,而对位相有3.8°滞后的结果.然后从理论上计算了这种影响,理论结果和观测结果符合得相当好.并讨论了井水位固体潮系数和响应位相滞后与井径及干扰周期之间的关系.     

井水位的“记忆”滞后效应

观测资料表明,井水位对信息响应存在的“记忆”滞后现象,它与一般的位相滞后不同,在鲁２９井现场试验也证明了井水位对井吕空气压力变化的响应存在的“记忆”滞后现象。利用水平层状承压含水层模式,从理论上解释了井水位对井口空气压力变化响应“记忆”滞后现象,认为这种现象与水井含水层的导水系数有关,含水层导不系数越小,这种现象越明显,用一般多元回归方法无法较好地扣除井水位中“记忆”滞后影响,作给出了一种可以扣     

线弹性含水层井水位、孔压对引潮位响应的研究及其应用

应用线弹性介质力均衡方程,研究不排水条件下饱水岩体在潮汐力作用下的体应变,提出了承压含水层孔压对引潮高的线性响应方程,并给出了该方程响应系数(E)的物理意义.结合Hsieh 等(1987)提出的井水位对孔压响应的振幅比(A)和位相差(α1)公式,进一步推导出了井水位-引潮高振幅比M=EA和位相差α=α1+α2公式.M和...     

福建省井水位与体应变观测一致性分析

本文从时域和频域分别对福州台和永安台的体应变和井水位资料观测的一致性进行了分析,并对其力学机制进行了深入探究,在此基础上阐明了二者观测一致性的物理含义.时域内的分析结果显示:福州台体应变与井水位的相关系数为0.7939,钻孔系统的灵敏度为0.0558 mm/10-9,井水位与体应变观测曲线十分相似;永安台体应变与井水位的相关系数为-0.7543,钻孔系统的灵敏度为-0.0005 mm/10-9,井水位与体应变曲线呈镜像对称,这表明两台站的井水位与体应变观测高度相关,且二者的相位滞后近似为零.在频域内,分别对福州台2012年3—5月及永安台2014年3—5月的井水位和体应变资料进行维尼迪柯夫调和分析,分别获取半日波、全日波数个波群的逐月潮汐因子和相位滞后,并计算得到了钻孔系统的灵敏度和井水位相对于体应变的相位滞后.结果表明,3个月中大多数波群的灵敏度十分相近,而且与时域内所得年周期低频分量的灵敏度较接近,但相位滞后误差较大,这可能与采用反正切公式计算相位滞后受计算误差影响有关,即非线性的反正切公式对计算误差具有放大累积效应,因此相位滞后应以时域分析所得接近于零的结果为准.综上,时域和频域的分析结果表明,福州台和永安台的井水位对体应变的响应基本上是线性时不变的,二者观测一致性的根本原因在于两台站的承压含水层井水位观测系统基本上是满足叠加性、齐次性和时不变的物理可实现因果系统.      

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。     

两种井孔变径对水位影响试验的解释

井孔变径对井水位固体潮效应影响的试验有两种不同的结果：一种是影响很大，响应幅度与井径的平方成反比；另一种是影响不大。本文用两种模式解释了两种结果，认为这与水井含水层的渗透系数及含水体的大小有关，渗透系数及含水体越大，则井孔变径对井水位固体潮效应影响越大。这主要体现了并孔水柱压力水头与含水层内孔隙压平衡，所以与并径大小无关。当渗透系数与含水体很小时，主要体现了井孔内水量变化与含水层释放、吸收水量平衡。一般情况下是介于两者之间。     

Short-term and imminent anomalies of earthquake of load and unload response ratio of the well level to earth tides

Ｓｈｏｒｔ┐ｔｅｒｍａｎｄｉｍｍｉｎｅｎｔａｎｏｍａｌｉｅｓｏｆｅａｒｔｈ┐ｑｕａｋｅｏｆｌｏａｄａｎｄｕｎｌｏａｄｒｅｓｐｏｎｓｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｗｅｌｌｅｖｅｌｔｏｅａｒｔｈｔｉｄｅｓＺＨＡＯ－ＤＯＮＧＺＨＡＮＧ（张昭栋）１）ＸＵＥ－ＺＨＯ...     

承压井水位对气压动态过程的响应

本文从气压影响承压井水位的偏微分方程出发,考虑到井孔和含水层之间相互渗流的边界条件,得出了方程的解。给出了承压井水位对气庄动态过程响应的气压效率和位相滞后。讨论了气压效率和位相滞后与水井含水层系统各参数的关系。并指出气压效率越大的承压井,其含水层对应力应变的敏感程度越差。     

自流井水位响应能力与水柱高度关系的分析

分析了万全等４口自流井水位阶变、固体潮幅度与水柱高度的关系。结果表明，当含水层所受应力状态不变，水位观测条件相同时，水位阶变、固体潮幅度度与水柱高度有正相关系。     

Tide‐induced groundwater head fluctuation in a coastal aquifer system with a submarine outcrop covered by a thin silt layer

We present an analytical solution of groundwater head response to tidal fluctuation in a coastal multilayered aquifer system consisting of an unconfined aquifer, a leaky confined aquifer and a semi‐permeable layer between them. The submarine outcrop of the confined aquifer is covered by a thin silt layer. A mathematical model and the analytical solution of this model are given. The silt layer reduces the amplitude of the hydraulic head fluctuation by a constant factor, and shifts the phase by a positive constant (time lag), both of which depend on the leakances of the silt layer and the semi‐permeable layer. The time lag is less than 1·5 h and 3·0 h for semi‐diurnal and diurnal sea tides respectively. When the leakance of the semi‐permeable layer or the silt layer assumes certain special values, the solution becomes the existing solutions derived by previous researchers. The amplitude of the hydraulic head fluctuation in the confined aquifer increases with the leakance of the silt layer and decreases with the leakance of the semi‐permeable layer, whereas the phase shift of the fluctuation decreases with both of them. A hypothetical example shows that neglecting the silt layer may result in significant parameter estimation discrepancy between the amplitude attenuation and the time‐lag fittings. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

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．      

A double-porosity model for a fractured aquifer with non-Darcian flow in fractures

Abstract

Non-Darcian flow in a finite fractured confined aquifer is studied. A stream bounds the aquifer at one side and an impervious stratum at the other. The aquifer consists of fractures capable of transmitting water rapidly, and porous blocks which mainly store water. Unsteady flow in the aquifer due to a sudden rise in the stream level is analysed by the double-porosity conceptual model. Governing equations for the flow in fractures and blocks are developed using the continuity equation. The fluid velocity in fractures is often too high for the linear Darcian flow so that the governing equation for fracture flow is modified by Forcheimer's equation, which incorporates a nonlinear term. Governing equations are coupled by an interaction term that controls the quasi-steady-state fracture—block interflow. Governing equations are solved numerically by the Crank-Nicolson implicit scheme. The numerical results are compared to the analytical results for the same problem which assumes Darcian flow in both fractures and blocks. Numerical and analytical solutions give the same results when the Reynolds number is less than 0.1. The effect of nonlinearity on the flow appears when the Reynolds number is greater than 0.1. The higher the rate of flow from the stream to the aquifer, the higher the degree of nonlinearity. The effect of aquifer parameters on the flow is also investigated. The proposed model and its numerical solution provide a useful application of nonlinear flow models to fractured aquifers. It is possible to extend the model to different types of aquifer, as well as boundary conditions at the stream side. Time-dependent flow rates in the analysis of recession hydrographs could also be evaluated by this model.     

大震前地下水位异常与应力异常区

利用井口水位对潮汐应力的响应，分析了含水层对强震孕育过程中应力变化的响应。结果显示，当含水层的瞬时应力变化值大于临界值时，水位的异常图像为阶变形态；当含水层的瞬时应力变化值小于临界值，但某一时段的累计值大于临界值时，水位的异常图像为缓变形态。而水位异常图像出现的上升或下降形态，取决于井孔含水层系统在大震孕育过程的应力调整再积累阶段所处的构造部位。水位震前异常的特征，源于地震孕育过程中应力异常区的形成。