利用数字化水位资料反演山西地区构造应力场变化

选取山西地区观测条件较好的8口承压井水位观测资料及相关的气压数据,利用气压系数及M2波潮汐因子等进行滑动拟合,得到不排水状态下的各井含水层孔隙度、水与固体骨架的体积压缩系数。在水平层状含水层(一维)模式下,运用求得的含水层介质参数、井水位变化量与含水层垂直向应力变化量的关系,定量分析山西地区2008年至2015年构造应力场的变化特征。     

静态密闭状态下大甸子井孔隙度与体积压缩系数时序特征分析

以内蒙古大甸子观测井为数据收集对象,利用原始水位观测数据得到该井静态密闭下气压系数、水位与气压的关系以及孔隙度与气压系数的关系,从而分析该井静态密闭状态下孔隙度与体积压缩系数时序特征。结果表明,孔隙度与固体骨架的体积压缩系数和含水层内水的体积压缩系数间存在幂函数关系;在第一象限内,各井含水层介质固体骨架的体积压缩系数随着孔隙度的增大而增大;含水层内水的体积压缩系数随着孔隙度的增大而减小。     

基于数字化水位的张渤带地区构造应力场时序特征分析

选取张渤带地区2008年以来连续稳定、固体潮形态明显的昌平台井、顺义板桥井、宝坻井、辛庄井、玉田冀03井、大灰厂井等6口井数字化水位及相应的气压资料。利用气压系数和M2波潮汐因子等滑动拟合,得到不排水状态下,各井含水层的孔隙度、固体骨架的体积压缩系数和水的体积压缩系数。接着在水平层状含水层(一维)模式下,利用部分含水层介质参数(孔隙度、水和固体骨架的体积压缩系数)、井水位变化量与含水层垂直向应力变化量的关系式,定量分析了张渤带地区构造应力场的动态变化过程。结果表明,张渤带近几年以持续的应力增强活动为主,今后需加强多学科、多手段的密切跟踪。     

井水位的固体潮效应和气压效应与含水层参数间的定量关系

本文分析了水井水位的固体潮效应和气压效应与承压含水层参数之间的定量关系。结果表明,含水层的固体骨架体积压缩系数和孔隙度越小,水井水位的固体潮系数则越大;含水层的固体骨架的体积压缩系数越小,孔隙度越大,則水井水位的气压效率越大。本文还把理论结果和固体潮及气压的实际观测结果进行了对比,两者符合得较好。     

承压含水层的荷载效应和井孔水位的气压效应

本文在充分考虑承压含水层的弹性和渗透性的基础上,重点讨论了承压含水层的荷载效应和井孔水位的气压效应。首先以大面积荷载为例,分析了封闭状态下含水层的荷载效应,得出了荷载强度σv及其所诱导的孔隙压力P之间的关系,即P=rσv,r是一个与含水介质力学性质有关的小于1的常数,称为荷载系数。以此为基础,在静态的假设条件下,分析了井孔水位的气压效应,得到了气压系数的表达式以及荷载系数与气压系数之间的互补关系。在动态条件下,以三种不同的气压过程为例,讨论了动态气压系数与含水层导水性能、井孔结构和气压变化频率之间的关系。结果表明:(1)动态气压系数与时间或被动频率有关,当时间很长或气压波动频率很低时,动态气压系数趋近于静态气压系数;(2)动态气压系数与含水层的导水系数成正比,与井孔半径和气压波动频率成反比;(3)动态气压系数一般小于静态气压系数。     

川—12井水位气压效应及气压对水位观测值影响的排除

一,气压变化引起水位观测值变化川—12井自八一年六月投入观测以来的资料表明,气压变化明显引起水位升降,这就是所谓的“气压效应”。气压增大,水位下降;气压减小,水位上升,即气压与水位之间存在负相关。关于气压影响水位的机理,目前认为,气压作用子井周地面,经地下介质传至含水层并转嫁给含水岩层骨架和孔隙水,同时气压直接作用于井中液面,孔隙水所获得的应     

川滇地区数字化水位孔隙度和渗透系数时序特征分析

利用川滇地区12口水井的气压系数和M2波潮汐因子等,滑动拟合得到不排水状态下,各井的孔隙度和渗透系数等含水层参数,并定量分析了这些参数的时序变化特征。结果表明:各井的孔隙度和渗透系数在大部分历史强震前有明显异常特征,孔隙度和渗透系数同步性较好,反应了区域构造应力场的变化。在含水层受力状态变化引起的孔隙率(度)和孔隙压力动态变化过程中,当含水层介质受压力变形时,孔隙压力随之增大,则孔隙率(度)和渗透系数同步减小;反之亦然。     

大甸子井-含水层系统水文地质参数间的变化关系

基于弹性力学和流体力学等相关理论,利用气压系数和潮汐因子,研究了大甸子井-含水层系统在不排水状态下的水文地质参数。结果表明,孔隙度与固体骨架的体积压缩系数、含水层内水的体积压缩系数、贮水率、渗透系数和导水系数间呈明显的幂函数关系。固体骨架的体积压缩系数、贮水率、渗透系数和导水系数随着孔隙度的增大而增大,含水层内水的体积压缩系数随着孔隙度的增大而减小。固体骨架和含水层内水的体积压缩系数满足一元二次多项式关系,且含水层内水的体积压缩系数要比固体骨架的体积压缩系数大,水更易压缩。另外,随着贮水率的增大,渗透系数和导水系数也呈线性增大。     

基于数字化水位的琼东北地区构造应力场时序特征分析

选取琼东北地区2008年以来连续稳定、潮汐形态较明显的海口ZK26井、琼海加积井、向荣村井、火山流体井、文昌潭牛井5口井数字化水位及相应的气压资料.利用气压系数和O1、M2波潮汐因子等滑动拟合,得到不排水状态下,各井含水层的孔隙度、固体骨架的体积压缩系数和水的体积压缩系数.并在水平层状含水层(一维)模式下,利用部分含水...     

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.      

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.     

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。     

一次中等地震前地下水位异常的典型实例

震前井孔水位异常的报道,国内外已屡见不鲜,本文介绍的是1984年11月北京塔院井捕捉到的一组典型的异常实例,包括水位的趋势异常,水位与气压的正相关异常、短临突降及水位固体潮畸变等。 塔院井位于著名的深大断裂—黄庄—高丽营断裂带的中段,井深361米,观测层为中侏罗系凝灰岩裂隙承压含水层。通过近十年的观测,已查明其正常水位变化的规律,即多年趋势性下降的背景上年变规律清晰,较清楚地记录到水位固体潮、水震波、气压效应及降雨荷载效应等多种地壳应力应变微动态信息。表明,该井井位好,对地壳活动的反映能力较强,已弄清正常动态特征,具有捕捉地震前兆异常信息的可能性和有利条件。     

山西省地下流体观测井地下水类型综合判定

为提升对山西省地下流体观测井承压性的进一步认识,以位于该省北、中、南部的朔州井、静乐井、祁县井、洪洞井和东郭井为研究对象,选取水位、气压观测数据,并利用井水位的理论固体潮数据,分别对井水位进行气压的阶跃响应函数计算、FFT频谱和潮汐相位响应分析,综合判定地下流体观测井—含水层类型,结果表明,5口观测井地下水埋藏类型均为半承压水。     

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。     

地下水位气压效应的基本特征、类型及机理

本文以实际观测资料,系统的描述了地下水位气压效应的基本特征,并对气压引起的地下水位动态类型按成因和形态特征进行了分类,探讨了气压对潜水或承压水井水位影响的机理。气压对地下水位具有明显的影响。在水位观测井中不受气压影响的井,几乎是不存在的,只是影响程度不同而己。气压不仅对承压水井的水位显著影响,而且对含水层与大气沟通的潜水井的水位也有一定影响。在有关地下水著作中几乎都论及这一问题。早在1985年苏联著名的水文地质学家朗格就指出:能够使井水位和泉的涌水量发生短周期变化因素中还有大气压力;气压引起的潜水位变化有无秩序和规律性(半昼夜)两种。研究气压对地下水位的影响具有重要意义,主要有两点:一是选择合理的教理方法,从水位观测值中消除气压的影响,从而突出地震信息;二是利用气压这个外加荷载引起的含水层孔隙水压变化,反演含水层的应变景,求解含水层的有关力学参数,水文地质参数及应力格值。为了深入研究地下水位的气压效应,首先必须对地下水位气压效应的基本特征及受气压影响的地下水位动态类型有所了解,并在此基础上剖析其影响机理。     

粤桂琼流体台网对区域中强地震的映震能力分析

对广西2016年苍梧5.4级地震、2019年靖西5.2级地震、2019年北流5.2级地震震中300 km范围内粤桂琼流体台网观测资料进行梳理,认为该台网最显著的映震特征是趋势性和群体性,具体表现为同一条断裂带或同一组平行的断裂带上多井水位出现同步(或准同步)长期的背景性趋势异常、中期的年动态畸变异常和震前半年的高水位异常,且水位年动态畸变与累积重力异常呈现出时间上的同步性、空间上的叠加性。含水层水文地质参数计算及水位应力反演显示,3次地震前压力增强、孔隙度减小、渗透系数增大、水位上升,均符合水文动力学机制,表明粤桂琼流体台网能够真实反映区域应力场的变化,震前水位年动态畸变及加速上升是区域应力增强的表征。综合分析认为粤桂琼流体台网对区域中强地震反映灵敏,具备较好的映震能力。     

利用宁波水文地质监测井网建设地下流体前兆台阵的试验研究

从宁波水文地质监测井网中遴选了北仑井和慈溪井进行水位和水温试验性观测,分析计算水位的气压效率、降雨载荷效应和潮汐因子,并与同处于宁波盆地映震效果较好的庄市井的相应参数进行对比。结果表明：（1）3口水井的水位变化在时间上和空间上均有很好的相关性,水位异常动态与其影响因素之间存在很好的成因上的关联;（2）慈溪井的降雨载荷系数比庄市井和北仑井的大约小一个量级,这可能与慈溪井位于1960年代围海造田的滩涂地有关;（3）水井网均位于含有多个含水层的宁波盆地,为在同一构造中开展不同含水层观测和基础研究提供了可能,可以从井网中遴选出合格的地震前兆监测井,用于建设宁波盆地地震前兆流体台阵。     

东郭井水位与水温成组异常及其映震特征

分析了东郭井自2008年1月观测以来出现的水位与水温成组异常及其与周围中等地震活动的关系,研究结果显示:异常与地震有较好的对应关系,其异常的基本特征是水位阶降与水温缓升的形态配套,异常的幅度与震级大小有一定关系,异常持续的时间与井震距有一定的关系,还讨论了异常的机理。     

乌鲁木齐深井水位记震能力及特征分析

0 引言 由震源发射出的地震波可引起介质依次压缩和拉伸。当饱和水的岩石受到压力时,岩石孔隙度缩小,于是井孔中的水位或水压增大。当岩石被拉伸时,孔隙度增大,水压减小,井孔中的水位相应地降低。井孔水位(含水层体系)对地震波的反应是显而易见的,钻孔——含水层系统 本身就是一台独特的地震仪(图1)。