井水位的振荡与地震波

利用弹性理论和渗流理论研究了井水位振荡试验,给出了一种计算水井含水层频率特性参数（固有振动周期和阻尼系数）的新方法,对５口水井进行了ＳＬＵＧ试验,计算水井含水层的固有振动周期和阻尼系数,分析了水井对地震波响应的规律和内在联系。水井含水层系统对地震波的响应主要取决于水井含水层系统的固有振动周期和振动的阻尼系数,固有振动周期越是接近地震波－瑞利波的振动周期２０ｓ振动的阻尼系数越小,它对地震波的响应越好     

水井的频率特性试验和对地震波的响应

前人用ＳＬＵＧ（殷积涛,郑香媛,１９９２）试验,根据渗流理论,由井水位的恢复曲线,计算水井含水层的渗透系数．我们在做ＳＬＵＧ试验时,对井水位的振荡产生兴趣．根据振动理论,由井水位的振荡曲线,不但计算了水井含水层的渗透系数,而且计算出水井含水层的频率参...     

井孔变径与水井含水层系统对地震波的响应

本文给出了井孔变径条件下水井含水层系统对地震波响应的微分方程,认为井孔变径相当于改变了井水柱的有效高度,从而影响到水井含水层系统的固有振动周期。当井孔水柱的总高度不变时,井孔变径次数越多,井孔变径系数越大,则井水位响应幅度的放大因子越大,而且系统的固有振动周期也越大。利用这一理论,可以用改变井径的办法使水井对地震波的响应变好。     

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.      

井水位对气压响应的滞后及其机理

通过井口空气压力变化对井水位影响的试验，分析了井水位对空气压力变化响应幅变和滞后时间，认为在相同的井口空气压差情况下，压力变化周期越大，井水位响应幅度也越大，而位相滞后越小。水平层状承压含水层的理论研究表明，井水位对气压影响的滞后时间主要取决于含水层的导水系数和气压变化的周期，这两种参数越大，则滞后时间越小。因此，井水位对气压响应的滞后是由于水压井孔与含水层间渗流需要一定时间造成的，而不是由于地面     

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     

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     

水井含水层系统与水位观测系统对固体潮与地震波的响应

本文把水井含水层系统和水位观测系统联系在一起综合进行讨论,从振动学理论推导出这两个系统的二自由度振动方程组。从这个方程组的一些可能的解讨论了这两个系统对地震波和固体潮响应的影响因素。 认为水井含水层系统与水位观测系统对固体潮与地震波的响应,主要取决于这两个系统的固有周期。 理论分析表明,对于地震波来说,含水层的导水系数越大,水井水柱的有效高度越大;观测仪器的等效质量越大,浮标截面圆半径越大;井管截面圆半径越小,则系统响应的放大倍数越大。但是,这些因素对于长周期固体潮响应的影响很小;并指出在某些情况下水位观测系统的周期可起重要作用,在研究分析中不应忽视。      

用重锤试验求承压含水层的水文地质参数

井孔响应试验通常指重锤试验,即测量井中水位突然变化时引起的井孔—含水层系统的强迫—自由振动响应。在许多情况下,它能可靠地确定含水层导水系数和其它特性。根据理论计算,该试验法影响范围一般可达100m。井孔—含水层系统的响应特性可分为三类:过阻尼振荡,临介阻尼振荡和欠阻尼振荡。 我们使用数值拉普拉斯变换方法,应用Cooper有关瞬时取水过阻尼响应的理论,计算出给定井孔—含水层系统模型对瞬间取水响应的理论曲线,然后将实际观测曲线与理论曲线对比,就能求出含水层的导水系数和弹性贮水系数。文中列出的三口测井用重锤试验求出的导水系数与抽水试验结果对比发现,数值相差较大,可能是由于实际含水层并非理想模型,或是给出的含水层厚度误差较大,致使计算结果误差较大。据Van der kamp有关欠阻尼响应的理论,计算出井孔—含水层系统的振动特性和响应能力,如角频率、阻尼系数和导水系数等。 井孔响应试验的显著特点是经济,简便,很多井的试验在数分钟之内即可完成。     

地震波作用引起的井-含水层系统渗透率变化

正当井-含水层系统处于封闭性良好的承压体系中时,可视为一个天然体应变仪,外力作用引起含水层介质体应变的微小变化,井水位都能灵敏的做出响应。远场地震引起的井水位产生的水震波是地震波作用于井-含水层系统最直接的体现形式之一。国内外学者在水震波响应机理研究方面取得了很多进展,Cooper等(1965)研究了水位对地震波的影响因素,认为影响水位对地震波响应的因素有井孔的尺寸、含水层的导水系数、贮水系数、孔隙度以及波的类型等,并     

Test of frequency characteristic for well and its response to seismic waves

The permeation parameters have been calculated by forefathers on the basis of permeation theory by means of the Slug test (Yin, Zheng, 1992) and the restoration curves of well level. We are interested in oscillation of the well level when we make Slug test. Both the permeation parameters and frequency parameters, i.e., natural period and damping coefficients of well aquifer, have been calculated on the basis of vibration theory by means of the oscillation curves. Not only this has given a new method, but also the different response of well level to seismic waves has been explained by it in theory.     

对东明深井注水恢复试验的解释

本文介绍了山东东明井的概况。1987年3月在该井进行了注水恢复试验,将该井含水层理想化为一无限水平承压含水层,根据H.H.Cooper等理论,对这次试验结果进行了处理,求出了东明井含水层的导水系数为8.7×10~9(m~2/s),这比一般含水层低得多。讨论了该井无“微动态”变化的原因,在于其含水层渗透性太差。 注水恢复试验方法为确定水井含水层的导水系数给出了一种简易可行的方法。有了这个系数,对井水位变化的分析提供了一种有用的参数。     

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.     

济南珍珠泉井水固有振荡试验的解释

本文介绍了济南珍珠泉井水固有振荡试验结果.利用振动理论和Cooper水井-含水层模式对试验进行了解释.计算出珍珠泉水井-含水层系统的阻尼系数和固有振动的角频率.该系统阻尼系数小,角频率恰好和瑞利波角频率相近,因此珍珠泉井水位对地震瑞利波响应的振幅特别大.井水固有振荡试验是一种简便易行、经济迅速的方法,它比其它现场试验方法更宜于推广应用.     

济南珍珠泉井水固有振荡试验的解释

本文介绍了济南珍珠泉井水固有振荡试验结果.利用振动理论和Cooper水井-含水层模式对试验进行了解释.计算出珍珠泉水井-含水层系统的阻尼系数和固有振动的角频率.该系统阻尼系数小,角频率恰好和瑞利波角频率相近,因此珍珠泉井水位对地震瑞利波响应的振幅特别大.井水固有振荡试验是一种简便易行、经济迅速的方法,它比其它现场试验方法更宜于推广应用.     

广西桂平西山井水位同震特征和机理初探

收集了2008~2016年广西桂平西山井水位观测数据及全球5级以上地震资料,分析井孔记录水震波的能力、水震波形态特征及影响因素,初步探讨了西山井同震的机理,获得以下认识:桂平西山井对全球M_S≥7地震具有较好的同震响应能力,水震波的形态主要为振荡型,少数呈现阶升型。井-含水层观测系统、地震震级、井震距是影响井孔记录水震波能力的主要因素。含水层介质受瑞利面波作用会发生体积变化,导致水位振荡,是形成振荡型水震波的可能机理。阶变型水震波的形成与区域应力场增强、介质变化及构造活动等因素有关。西山井水位阶升与周边中强地震活动存在较好对应关系,该认识可为地震预测研究提供参考。     

Characteristics and Mechanisms of Co-seismic Groundwater Responses in Tayuan Well

Co-seismic responses of the groundwater level and temperature in the Tayuan well of 68 earthquakes (M_S≥7.0) from January 2004 to September 2007 were analyzed. Results show that the Tayuan well has a strong ability to record large earthquakes worldwide, and the co-seismic response shows a pattern of water level oscillation → temperature decrease→ oscillation stop → temperature resumption. Further analyses indicate that the amplitude of the water level and temperature change is not only concerned with the epicenter distance and magnitude, but is also related to the temporal state of aquifer while the seismic wave arrives. Mechanisms of water level oscillation, temperature decrease, water level oscillation stop and temperature resumption are discussed, with the results from previous research on the co-seismic response mechanisms analyzed. These include gas escape, heat diffusion and cold water seepage. Results show that a single mechanism could not explain the co-seismic response of the Tayuan well water level to multiple earthquakes; the results were garnered from a variety of jointly acting mechanisms.     

金沙江水网对日本9.0级地震的同震响应及其特征与机理

本文系统介绍了金沙江水网6口观测井水位与水温动态对日本9.0级地震的同震响应, 分析了同震响应的特征与同震响应的机理。 结果表明, 4口井水位有同震响应, 同震响应形态全是振荡, 对地震波响应的时间、 振荡的幅度、 振荡的持续时间等的差异主要取决于井-含水层系统的导水系数。 结果还表明, 3口井水温有同震响应, 响应形态是不对称的V字或U字形; 水温的先期下降是井筒内上(冷)下(热)水混合作用引起的, 后期上升是井水与围岩之间的热传导引起吸热作用的结果, 各井水温升降的幅度、 持续时间等不同, 主要是井水温度梯度与水岩热传导系数不同引起的; 后期升幅总是大于先期降幅, 这可能与地震波作用使井区大地热流增强有关。