八宝山断层的变形行为与降雨及地下水的关系

利用北京丰台大灰厂观测台站1970——2003年的长期综合观测资料,系统分析了降雨和地下水对北京八宝山断层变形行为的影响. 研究结果表明:当降雨量持续稳定周期性变化,则断层孔隙压也呈稳定周期性变化,断层变形行为也表现出明显的规则周期性变化;当降雨量明显偏低或偏离正常周期性变化,则断层孔隙压周期性消失,断层的变形行为方式也发生改变. 降雨通过改变断层带孔隙压力的变化而影响着八宝山断层的变形行为. 结合该断层已有研究结果,认为降雨和地下水有可能通过改变断层变形行为方式而影响着区域构造应力/应变场的调整. 这一结果将对研究地球浅部流体与固体相互作用提供直接的观测证据.      

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.     

丹徒苏18井水位微动态特征

根据井区区域地质构造及水文地质环境,研究丹徒苏18井的水位动态特征,着重分析气压、固体潮、降雨荷载效应与水位变化的关系。因近年井区周边观测环境有所改变,进而探讨环境改变后降雨荷载对水位观测产生的影响。     

陕西周至地电台地电阻率年变特征分析

本文基于测深反演结果, 通过数值模拟定性分析了地下水位和降雨对周至地电台地电阻率观测的影响; 同时利用褶积算法定量分析了降雨对该台NS向和NE向地电阻率观测的短期影响和长趋势影响.结果表明, 周至地电台地电阻率年变主要由地表薄层介质电阻率季节变化引起, 受地下水位变化影响不明显. 降雨对NS向和NE向地电阻率观测值的影响在短期内与观测结果一致, 表现为增加; 但长期趋势则与观测结果呈负相关关系.根据数值模拟分析认为, 这种变化与降雨及其渗透深度有关.分析结果与实际观测结果一致, 为正确认识周至地电台地电阻率观测与异常判定提供合理的理论依据.      

基于潜水层研究钻孔应力-应变对降雨的响应

钻孔应力-应变观测是在地表下数十米的基岩中(或土层中)安装仪器探头对地震应力-应变前兆变化进行观测;但仍存在环境因素影响如降雨,如进行辅助地下水位观测的钻孔应力-应变观测消除降雨的影响,主要是通过降雨引起地下水位的变化来进行分析研究并消除降雨影响,其方法为拟合相关分析、运用岩土应力-应变理论建 立模型进行研究等;无地下水位观测资料的钻孔应力-应变消除降雨影响研究不多,主要是进行简单相关分析或运用岩上应力-应变理论进行定性分析.     

采用相关分析法研究降雨对水位的影响

地下水位动态受降雨影响显著,且由于降雨的持续时间、强度和面积的不同,由降雨引起的水位变化形态也复杂多样。为了能直观地判别降雨对水位的影响,排除水位资料中降雨的影响成分,本文采用水位月变化量与降雨月累计值作相关分析后得到的余差值,作为水位微动态研究对象。选用与降雨关系分别为显著、一般、不相关的连江江南井、泉州局一号井、福州浦东井水位进行分析,结果显示水位月变化量均表现了高值异常,异常与地震时间的对应关系有3个震前异常,2个同震异常、1个震后效应、1个无震异常。     

降雨对PR雷达海面风速探测的影响及校正

针对降雨雷达(PR)海面测风精度易受降雨影响的特点,本文从雨滴对雷达信号的二次路径衰减效应、体后向散射效应以及雨滴对海表的"溅射"效应这三个因素出发,推导了降雨条件下PR雷达方程,并利用Ku波段雨滴衰减模型、球形雨滴体后向散射模型结合2010年6~8月的PR观测数据以及TMI风速数据对PR降雨雷达方程进行逆向求解,定量分析了降雨对PR测风精度的影响,发现降雨对PR回波信号的影响主要表现为雨滴的二次路径衰减效应和雨滴对海表的"溅射"效应,雨滴的体后向散射效应相对最弱;而且,雨滴的二次路径衰减效应和雨滴的体后向散射效应均随降雨强度以及雷达波束在降雨层传输经过的路径增加而增强;雨滴对海表的"溅射"效应对回波能量具有衰减作用,且衰减作用随降雨强度以及入射角的增加而增强.最后,将雨滴体后向散射效应和雨滴对海表的"溅射"效应合并考虑,构建了降雨条件下PR雷达降雨辐射传输模型,并结合2012年6~10月三次台风观测数据对模型精度进行了验证,结果表明,校正前PR观测等与海面风场引起的σ0平均偏差为2.95 dB,均方差为3.10 dB;校正后二者之间的平均偏差为0.64 dB,均方差为1.61 dB,表明本文方法能有效补偿降雨对PR观测σ0衰减的部分.     

降雨径流过程驱动因子的室内模拟实验研究

降雨径流过程的驱动作用可以归结为两个方面: 第一是降雨过程的影响, 第二是下垫面变化的影响. 通过179场室内降雨径流模拟实验发现, 无论是降雨历时还是降雨强度都会影响汇流的滞时, 这与传统的假设有明显的矛盾. 尤其是在降雨历时小于全面汇流时间和较小的降雨强度下这种非线性关系的影响十分明显. 由此可以推定, 单位线用于南方湿润地区的降雨径流过程模拟更为合理, 而在北方的干旱、半干旱地区, 由于降雨强度变化快, 降雨历时短, 所以使用时要特别注意降水条件. 这也说明了过去的水文模型在北方地区的产汇流效果不好的原因. 降水历时较小时, 流域的汇流特性有较为剧烈的变化, 因为此时流域未达到全流域汇流, 这反映了实际北方降雨径流情况, 因此单位线使用时必须进行适当的非线性校正. 当降雨历时大于流域的全面汇流时间以后整个流域达到蓄泄平衡, 适用于南方长时间降雨径流关系和产汇流的基础理论研究. 在充分降雨条件下, 洪峰流量、降雨强度呈线性关系, 而与下垫面无关, 降雨强度与峰现时间成负线性关系. 流域的调蓄量与降雨强度和洪峰流量呈线性关系, 受下垫面影响和作物截留作用十分明显, 而与作物截留的位置关系不大.     

青岛地震台钻孔体应变异常变化因素分析

分时段研究降雨、钻孔水位、工程施工等因素对青岛地震台体应变的影响，研究结果表明:钻孔水位反映区域地下水主要由降雨补给，降雨下渗改变地下水状态，并影响体应变观测；青岛体应变与钻孔水位的相关性及其周期特性均在2015年前后出现变化，可能与2015—2016年降雨偏少及工程施工有关；2018年1月17日台站钻孔施工很可能改变了体应变周围岩石孔隙环境，并扩大孔隙压力作用系数，可解释2018年3月以来水位小幅上升引起的体应变显著压性上升现象，受钻孔施工的影响，体应变与钻孔水位相关性的滞后特征明显减弱。     

乾陵地震台地电阻率与降雨的关系

利用乾陵地震台地电数字观测资料,分析了该台地电阻率变化与降雨的关系,认为两者之间存在着一定的相关关系,降雨是造成地电阻率突变的主要原因,并且通过相关分析校正较好地剔除了降雨对地电阻率变化的影响。     

断裂带地下水位的降雨动态模型及异常识别

穿越断裂带的观测井能够提供特殊的构造运动信息,其水位动态是构造活动、降雨等各种因素综合作用的结果.对由降雨引起的水位动态进行模型解译,有利于更加准确地提取断裂带的构造活动异常.根据断裂带地下水循环的基本特征进行简化,利用响应函数法描述入渗补给的滞后特征,建立了降雨-水位动态的组合水箱模型.该模型被用于分析北京八宝山断裂带大灰厂观测孔2008年上半年的水位动态,发现2008年5月存在显著的异常.这种异常可能与局部或区域的构造活动有关,也可能是断裂带结构参数变化的结果.     

四川会理川-31井水位变化与降雨量关系及异常识别

利用2009年1月以来会理川-31井水位及降雨观测数据,定量分析多年来地下水位变化规律与雨季累计降雨量、月降雨量、集中降雨量之间的关系,并依据川-31井水文地质环境特征建立相关的数学物理模型,分析该井降雨量与水位变化幅度的相关性特征;井孔水化学组分及稳定氢氧同位素分析结果表明该井地下水循环深度较浅,补给来源主要为大气降水。该研究结论对地下水位异常判定和和区域震情跟踪工作具有十分重要的意义。     

太平庄井地下流体动态主要干扰因素研究

通过分析多年的观测资料，认为太平庄井地下流体动态的主要干扰因素为区域地下热水开采，其次为降雨。气压的明显变化对水位、水温也有一定干扰。区域开采造成太平庄井水位、水温同步下降，氢气测值升高；降雨导致太平庄井水位上升、水温下降。     

Relation of deformation behavior with precipitation and groundwater of the Babaoshan fault in Beijing

Introduction The surface of the Earth is the main location where the fluid strongly interacts with solid, and where the atmosphere, hydrosphere, biosphere, and lithosphere strongly interact. Obviously, fault zones as the channels of fluid (water) flow are the focus area of this strong interaction. Earth-quakes, as the products of tectonic activity, occurred near or on the fault zones, can be regarded as one of the results of this strong interaction. Bolt (1999) pointed out that if there were …     

华北地区地下流体中期和转折型短期异常成因分析

结合观测井孔的水文地质条件、大气降水资料 ,深入剖析了华北地区水位、水氡的中期和转折型短期异常变化的直接原因 ,认为水位异常是由于降水量的增大与减少造成的 ,其形成机制主要为降水渗入补给 ;水氡异常的形成原因主要为降水渗入 -混合机制。进而提出“深浅构造的互动作用” ,用以解释流体异常与地震的关系 ,其论点是 :降水、地下水变化可诱发 (活化 )浅层的构造变动 ,而浅层构造活动又引发深部构造活动和地震的发生 ;反之 ,深部构造的活动和地震的孕育 ,使浅层岩石的应力增强 ,在降水、地下水的诱发作用下 ,可导致浅层的构造活动。降水引起的地下水异常是一种广义的地震前兆     

滇南地区近期水位趋势上升异常机理初探

2014年以来,滇南地区高大、开远和易门3口井的井水位出现趋势上升现象。通过开展井孔周边地下水开采情况的调查、降水影响的定量排除、井孔含水层系统应力状态的定量计算、周边区域构造活动的分析以及井孔水体化学组分的分析等工作,认为易门井的水位年动态主要受控于降水,2003年以来的趋势下降和2014年的趋势转折上升与大椿树工业园区的深井开挖抽水密切相关;高大井和开远井的井水位自2014年以来的趋势转折上升现象不完全受控于降水,但与周边地下水的开采亦无直接联系,可能与近几年该区域南北向强挤压为主的构造活动有关。      

Is groundwater response timing in a pre‐alpine catchment controlled more by topography or by rainfall?

Groundwater levels in steep headwater catchments typically respond quickly to rainfall, but the timing of the response may vary spatially across the catchment. In this study, we investigated the topographic controls and the effects of rainfall and antecedent conditions on the groundwater response timing for 51 groundwater monitoring sites in a 20‐ha pre‐alpine catchment with low permeability soils. The median time to rise and median duration of recession for the 133 rainfall events were highly correlated to the topographic characteristics of the site and its upslope contributing area. The median time to rise depended more on the topographic characteristics than on the rainfall characteristics or antecedent soil wetness conditions. The median time to rise decreased with Topographic Wetness Index (TWI) for sites with TWI < 6 and was almost constant for sites with a higher TWI. The slope of this relation was a function of rainfall intensity. The rainfall threshold for groundwater initiation was also a function of TWI and allowed extrapolation of point measurements to the catchment scale. The median lag time between the rainfall centroid and the groundwater peak was 75 min. The groundwater level peaked before peak streamflow at the catchment outlet for half of the groundwater monitoring sites, but only by 15 to 25 min. The stronger correlations between topographic indices and groundwater response timing in this study compared to previous studies suggest that surface topography affects the groundwater response timing in catchments with low permeability soils more than in catchments with more transmissive soils. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

钟祥马岭井水温观测数据"V"型异常分析

以钟祥马岭井历年水温观测资料为研究对象,发现2套SZW-1A型数字水温仪记录的数据曲线自2016年7月以来均具有“V”型异常特征,从观测系统、地震、降雨等因素进行分析,排查干扰因素,并分析水温变化的可能机理,认为现该异常应为降雨干扰所致。干扰机理如下：降雨量累积值达40 mm以上,降雨迅速补充地下水,浅层冷水经井段223—246 m处存在的岩石裂隙、断层、溶洞等渗入井孔,造成静水位迅速上升,井水温度随之下降,上下层冷—热水之间的热传导使得位于井孔深部的水温下降;降雨结束,地表水渗入量减少,水温逐渐恢复正常。