地下水位主要干扰因素的识别与地震信息的提取

本文对影响地下水位变化的两类主要干扰因素进行了机理讨论,应用数学方法对干扰因素进行了定量、半定量排除,并提取出一些地震信息,对唐山地震前唐山地区地下水位异常有些新认识。 地下水是地壳的组成部分,是新构造运动中极其活跃的因素。十多年来的地震预报实践表明,地下水位是一种较有希望的预报手段,干扰因素的排除与地震信息的提取是实现地震预报的前提,是评价预报手段能力最基本的标志。从地震预报观点出发,我们把数据中与地震发生直接或间接关系的部分称为信息,除了信息以外的部分统称为干扰。 地下水位的主要干扰因素可分为两类。一类是通过含水层水量变化引起的水位变化(其主要因素是降水和开采);另一类是含水层应力应变状态改变引起的水位变化(其主要因素是气压、固体潮、地面荷载、地震波等附加应力对含水层的影响)。地下水位值是包含干扰与信息在内的一个综合物理量。由于各种干扰因素的特征和周期不同,故可利用数学方法或其它分析方法将它们从水位中一一分离出来或予以扣除,从而提取出地震信息     

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.     

北京地下水位趋势下降动态及地震前兆信息识别

对北京地区超采引起的地下水位动态特征与成因作了详细分析,并对超采背景下如何提取地震前兆异常信息的问题作了探讨．北京地区地下水位年动态的主要影响因素是地下水开采和降雨,而地下水位动态的趋势变化则与区域地下水超采量有直接关系．本文用相关分析的方法,分析了北京平原区超采量与水位变化之间的关系,为评价超采区观测井的干扰影响程度、识别地震前兆信息提供依据．研究结果表明,在区域超采不严重的地区引起的水位趋势性变化中,也包含着地震前兆信息;采用消除趋势及年变化影响的数学处理方法,可提取出地震的趋势异常变化．      

从水位观测数据中排除非构造因素影响的状态空间分析方法

为了更有效地利用地下水位观测数据开展地震预测,需要排除其它因素对地下水位的干扰.降雨、气压和潮汐是影响地下水位的3个重要的非构造应力因素,对此建立状态空间模型以提取与地震有关的水文异常.这个模型把观测到的地下水位时间序列分解为气压响应、潮汐响应、降雨响应、噪声因子和水位残差5个因子,运用状态空间分析方法,从地下水位的实际观测数据中分解出气压、潮汐和降雨等主要的非构造因素对地下水位的影响,从而得到构造应力影响下的地下水位数据,以便于提取与地震活动有关的异常信息.     

唐山地震前天津地区地下水位动态特征异常分析

1976年7月28日3点42分,在唐山发生了7.8级强烈地震.震前本区浅埋封存咸水层与深层承压淡水层,(自扩口井)的水位,在年动态变化背景上,于72年初普遍出现长期大幅度同步下降异常,并在时间上具有长中短临阶段性显示,在空间上表现出一定的规律性.本文试图通过对地下水位动态特征的粗浅分析,探讨其异常的时空分布规律与地震三要素的某些关系,以期进一步提高分析予报水平.一、地下水位动态类型及特征本区地震地下水位观测资料表明,大多数观测井水位动态,受自然因素(降水、蒸发、气压等),人为因素(河渠放水、蓄水、农田灌溉、工农业开发地下水等)的影响和地质构造及水文地质条件的控制,从而导致地下水位反映出不同的动态特征并表现为不同的类型,而它们反映地震的效果又有着很大的差别.为正确认识地震信息,辨认异常与干扰,首先按水文地质条件及影响因素,将全区地震观测井划分为五种水位动态类型.     

汶川地震前地下水位固体潮加卸载响应比异常分析

针对汶川地震前地下水位中短期异常信息比较不明显这一问题,选取受地震影响严重的川、滇、陕、甘及渝等5个省市为研究范围,依据加卸载响应比理论,采用固体潮加卸载响应比方法对地下水位动态进行分析。结果表明:汶川地震前中短期时间内,地下水位固体潮加卸载响应比存在着明显的异常现象,异常时间相对集中在震前半年左右或1～2个月,且随着地震孕育活动的增强,异常井的空间分布也逐渐由四周向龙门山断裂带附近靠拢,尤其在震前1～2个月时间内,震源区异常井数量明显多于其它地区。     

时间序列建模与地震信息处理

地震的孕育与发生过程必然在地震观测资料中有所反映,海城、唐山等强震前后的丰富观测资料已充分说明这一点。但是地震观测资料中的变化不仅包含与地震有关的信息,而且包含了与地震无关的干扰。如何自地震观测资料中消除干扰因素影响与提取地震信息,其中包括地震前兆信息,这就是地震信息处理的重要任务。 时间序列分析研究随时间变化的数据序列。对数据序列建立数学模型,用一定的估计方法求得模型的参数,使估计模型具有与实际序列相近的协方差参数,以探讨实际序列     

地下水位主要干扰因素的识别与地震信息的提取(综述)

概括地介绍了地下水位主要干扰因素的识别与地震信息的提取,文章还对观测精度、处理方法、预报手段等做了相应的评价,最后得出唐山地震地下水位趋势异常的新见解。     

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。     

北京及其周围地区重力重复测量资料的研究

针对北京及其周围地区重复重力测量资料所进行的重力非潮汐信息的处理程式，对该区１９８４－１９８８年期间重力变化机制进行了研究。结果表明，地下水位的变化是１９８４－１９８８年期间北京及其周围地区影响重力重复测量的主要因素。校正后的重力资料显示出，１９８７－１９８８年在北京以西地区策略变化比东部地区的变化幅值大。据分析，这种变化可作为研究１９８９年大同地震的地震孕育场依据之一。     

Rainfall and Obtaining Information Regarding Earthquake Development Processes from Groundwater Level

Many factors can cause changes of groundwater level, such as the development process of an earthquake, rainfall, solid earth tides etc. Among these we are interested in information regarding earthquake development processes. Eliminating the influence of various disturbance factors is an effective way to obtain seismic development process information contained in the groundwater level. This paper provides two different ways to remove the rainfall effect, and compares the two methods by means of correlation analysis. Furthermore, based on these a logistic regression model is established to describe the seismicity level.     

滇南地区降雨量与水位变化的关系——以澄江井、建水井为例

2015年1月9日,云南地区出现大幅度水位同步转折上升现象,而地下流体群体异常的聚集区可能是未来强震的孕育区,及时排除环境等干扰因素,对确定地震危险区很有帮助。本文选取澄江井和建水井的水位观测数据,分析降雨量与水位变化的关系,认为滇南地区的水位年变化与雨季降雨量之间有较好的线性关系。本文对澄江井和建水井2012-2014年的水位异常信息进行提取,对其映震情况进行了总结,研究表明滇南地区降雨量对水位引起的异常,主要表现在变化幅度和变化时间等方面。此次出现的水位同步转折上升现象多为降雨干扰影响。     

Rainfall and Obtaining Information Regarding Earthquake Development Processes from Groundwater Level

Many factors can cause changes of groundwater level, such as the development process of an earthquake, rainfall, solid earth tides etc. Among these we are interested in information regarding earthquake development processes. Eliminating the influence of various disturbance factors is an effective way to obtain seismic development process information contained in the groundwater level. This paper provides two different ways to remove the rainfall effect, and compares the two methods by means of correlation analysis. Furthermore, based on these a logistic regression model is established to describe the seismicity level.     

唐山马家沟矿井水位异常分析

地下水动态受水文因素影响较大,对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰,确认地下水在地震前的异常变化,对提高地震分析预报能力,具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层,井水位于2010年出现破年变异常,加速持续上升,截至2015年,最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征,根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料,建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型,发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法,可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。     

盘锦地区水位观测与石油开采关系分析

经过多年水位观测,发现盘锦地区水位有时出现无震时“异常”变化.将辽河油田石油开采数据与本地区水位资料对比分析,结果表明:盘锦地区地下水位受油田开采影响,抽水、注水影响本区观测井水位趋势变化.为今后研究本区水位中、长趋势变化提供借鉴,为准确识别地震异常提供参考意见.     

地下水超采区水位长趋势动态分析

地下水多年过量开采水位持续下降, 不仅在观测资料中叠加了大量的疑似地震前兆, 严重地压低了来自孕震体的信息, 而且使正常的地震长、 中、 短周期变化背景扭曲, 前兆异常更加难辨。 本研究采用“线性拟合去趋势方法”对水位多年观测资料进行了分析。 分析结果表明, 线性拟合去趋势后水位10年左右的准周期结构清楚, 能有效地排除地下水超采的影响, 突出正常趋势变化背景, 放大潮汐信息量, 便于识别地震前兆。     

昌黎井含水层系统的水位水温动态关系与地震活动

研究深层含水系统水位，水温动态，目前多以变化形态的描述和年动态特征的分析为主，本文根据水位，水温的变化关系，研究了两者线性相关系数r值的稳定和回归系数b值随时间的变化，发现地震活动平静时间段的r值和b值相对稳定，而在地城活动频敏，强度较高时间段为r值和b 值变化较大，文章对1989年10月19日大同6．1级地震和1995年以来地震活动性及1998年1月10日张北6．2级地震前后r值和b值的变化进行了讨论，显示了比单一分析水位或水温动态能够获得更多的信息，从对深层地下水动态与水温关系的分析认为，水位动态是深层含水系统热动平衡状态的反应，研究水位动态必须同时研究地下水热动态。     

高温自流井最佳观测装置讨论

利用深井高温承压自流井、温泉区自流井水位动态预报地震的方法,已经被国内外地震学家所重视。经过地震专家认真调研堪选,这些井孔位于地质构造环境的灵敏部位,能够捕捉到地震异常信息。经过近期台站调查发现,最佳观测装置系统无疑是深井高温承压自流井、温泉区自流井记录地下信息量的关键环节。     

蚌埠监测中心井水位长时间持续升高成因分析

本文以蚌埠监测中心井2017—2020年水位10次明显的长时间持续升高为研究对象,选取10次水位升高前后不同时段的降雨量进行多元回归分析,建立多元回归方程。结果显示,2017—2020年水位10次明显的长时间持续升高主要与上升期间降雨量关系显著,与其他降雨参数关系不显著。结合蚌埠周边M_L2.5以上地震目录分析结果认为,水位长时间持续升高的规律与地震频次发生规律相对应,说明降雨和区域应力场变化共同影响了蚌埠监测中心水位的变化。