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。     

深井水位与其影响因素关系的分析

在对影响水位变化的各因素给出合理计算的基础上,用逐步回归方法分析了山东、兖州深井27天的水位整点值资料,较好地消除了诸因素对水位的影响,求出的残差△(t)曲线呈随机波动,均方差σ=6.97毫米,复相关系数R=0.987。对诸因素影响水位变化的力学过程做了初步说明,给出了因素的偏回归系数。提出对气压做滤波分析,更精确认识气压效应的设想,并做了尝试计算,初步说明了气压与水位的近线性而非线性的关系。     

北京塔院井水位短临预报指标的研究

对塔院井３年水位、气压、固体的逐时值进行一系列数据处理，并用三角多项式拟合以消除年周期影响，把水位日气压系数和水位残差日均方差的余差作为塔院井短临预报指标，改进了水位前兆异常的提取方法。同时用熵的概念对这两个参数做出较客观的评价，计算出它们的前兆效益水平分别达到０．６５和０．５９，说明其较好的反映了地震的前兆信息     

气压变化及其对地壳形变和深井水位的影响

根据北京塔院地区1984和1985年的微气压计记录采用频谱分析和调和分析两种方法得出了大气潮谱的详细结构;用负荷勒甫数代替潮汐勒甫数,仿照固体潮的有关公式,导出了大气潮引起的地壳应变和地倾斜公式;使用北京塔院井的水位观测资料结合当地的气压资料,分析了气压变化对深井水位的影响.理论计算和实测资料的分析结果基本相符,特别是两种结果都得出S_2大气潮引起的体膨胀约为S_2固体潮体膨胀的20％.     

气压变化及其对地壳形变和深井水位的影响

根据北京塔院地区1984和1985年的微气压计记录采用频谱分析和调和分析两种方法得出了大气潮谱的详细结构;用负荷勒甫数代替潮汐勒甫数,仿照固体潮的有关公式,导出了大气潮引起的地壳应变和地倾斜公式;使用北京塔院井的水位观测资料结合当地的气压资料,分析了气压变化对深井水位的影响.理论计算和实测资料的分析结果基本相符,特别是两种结果都得出S₂大气潮引起的体膨胀约为S₂固体潮体膨胀的20％.     

井-含水层系统对固体潮的动态响应及其影响因素

长期以来对于井水位固体潮的研究主要是建立在瞬时响应基础上的,鉴于瞬时响应模型不能反映井-含水层系统对固体潮响应的真实过程及含水层水力学特性对水位潮汐的影响,本文提出了动态响应模型,系统地研究了井-含水层系统对固体潮的动态响应过程及其影响因素。通过对井水位潮汐动态过程的研究,可以了解含水层的水文地质特征。井-含水层系统作为灵敏的体应变仪,井水位异常变化反映了地下应力、应变的变化。监测地下水位变化,只有在对井水位固体潮等正常背景有了明确的认识后,才有可能从水位变化中排除正常干扰,得到可靠的异常信息。 本文将在研究含水层渗透性、贮水率、井径、含水层厚度及潮汐频率对水位潮汐影响的基础上,研究井-含水层系统对固体潮响应的动态过程,力求反映井水位潮汐的真实图象。     

井水位对固体潮-气压综合作用的响应关系研究

本文基于井水位微动态对固体潮和大气压响应的物理机制, 运用水-岩耦合理论, 建立了井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型。 以邛崃川22井和南溪川12井为例, 通过井水位与固体潮和气压原始曲线的对比及拟合分析, 对井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型进行了验证。 结果表明, 两口井对固体潮-气压综合响应非常好, 井水位的变化均由固体潮和气压变化引起。 两口观测井中, 以南溪川12井的水位综合响应能力较好, 邛崃川22井水位受到较多的杂讯干扰, 水位曲线日变化较复杂。 对邛崃川22井进一步分析表明, 利用井水位时段平均值可有效消除观测误差, 用小时值计算时可以忽略井水位对气压响应的滞后效应。     

维纳滤波在地下水数据处理中的应用

本文对山东兖州、莒南深井水位各取1个月左右的资料,将水位不当作输入道进行维纳滤波,用以排除气压、固体潮等干扰因素,提取震前水位升降弱异常信息。计算结果表明,此方法能够提高信噪比,以大于二倍标准离差为异常指标,对大于2厘米的异常点的分辨率达61％和96％,对大于3厘米的异常点的分辨率达86％和100％。残差曲线的随机性也显著改善。此法与把水位作为输入道的维纳滤波方法比较,异常分辨率由原来4—9％的几乎不能分辨提高到61—100％。将其与逐步回归分析方法比较,明显地改善了残差曲线的随机性,对于象莒南井这样固体潮差大、日波半日波固体潮系数差异大的井孔尤其适用;异常分辨率也有较大提高。本文还对莒南井日波半日波固体潮系数差异较大的原因结合滤波算子作了一定的讨论。     

井水位固体潮加卸载响应比的地震短临前兆

从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理，分析了承压井含水层对固体潮体应变的响应，给出了计算井水位固体潮加卸载响应比的两种方法，并以距菏泽5.9级地震震中较近的豫01井为例，计算了该井水位对固体潮体应变的响应率和两种固体潮加卸载响应比．震前响应率和响应比都有增大的变化．      

气温、气压、地下水理论固体潮对新04井静水位的影响分析

以新04井静水位为研究对象,分析气温、气压和地下水理论固体潮对新04井静水位的影响特征,并探讨其机理.结果表明:① 气温、气压对新04井静水位长趋势变化和短周期变化影响均比较大,而地下水固体潮对新04井静水位变化影响很小;② 气温是静水位年变化最主要的影响因素,表现为中高度线性负相关,参与计算的2段观测数据中,2007...     

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.     

深井水位受江河水位的影响及排除

本文分析了影响深井水位变化的各种因素。用逐步回归法分析了三水、佛山两深井的水位与江河水位、气压、固体潮、降雨量的关系。发现江河水位对深井水位有重要影响;指出在利用近河深井水位资料分析区域应力应变作用时必需进行河道水位校正,才能达到预期目的。     

水位、气压及潮汐间的信号相关性研究

在提取地下水地震异常信息的过程中,通常都要扣除气压和潮汐的影响。然而,一些研究结果表明,用简单的相关分析和回归分析很难消除水位中的气压效应。原因是气压和水位的关系非常复杂。为了更为有效地对气压效应进行改正,本文选取了北川井、丽江井和雎宁井作为研究对象,利用其水位、气压,及理论重力固体潮的分钟值资料,研究这3个物理量在时域和频域的相关性,从而为气压效应的改正提供一定的依据。     

小波分析在井水位的气压和潮汐改正中的应用

本文将小波分析方法应用于地下水位观测资料的气压和潮汐改正中。该方法利用小波将气压观测和理论重力固体潮资料分解为不同频段的时间序列,用最小二乘法求出气压和固体潮不同频段的响应系数,以消除气压和固体潮对水位的影响。用该方法计算的结果与一般线形回归分析方法得到的结果进行对比,发现该方法能更有效地分析和消除气压和固体潮对地下水位的影响。小波分解在井水位气压、潮汐改正中的应用以波动理论和振动理论为基础,它不仅考虑了观测资料的频率域特性,而且还能直接在时间域内计算出不同频率范围的气压系数和潮汐系数,具有明确的物理意义。     

2012年天津地区三次地震前水位对固体潮振幅响应计算分析

2012年在天津及其周边地区发生了唐山4.8级, 宝坻4.0级和宝坻3.5级三次地震。 本文收集整理了天津地区固体潮反映较好的宝坻井、 王3井、 高村井以及张道口井2012年的水位观测数据和气压数据。 采用卷积回归和多项式拟合方法, 对水位观测数据进行气压效应及趋势项的去除, 并对水位数据进行数字滤波处理, 增强水位固体潮信号。 在对数据进行以上有效预处理后, 采用类似于Nakai拟合模型, 以每两天数据为一组, 分别对不同窗口长度滤波处理后的水位数据进行体应变固体潮响应振幅因子比的计算。 计算结果表明, 三次地震前比值均出现明显高值变化。 经比较当窗长选取96 h和120 h进行滤波时计算效果最为明显, 其异常成组出现, 并且变化幅度较大。 由以上这四口井水位对固体潮响应振幅因子比在三次地震发生前后的变化分析, 地震前由于应力的积累, 比值会出现高值变化, 小震活动对应力的积累具有缓解释放作用, 并且结合地震活动以及震源机制解可以对应力的积累-释放过程有一定的了解与印证。     

苍山5.2级地震前后井水位固体潮加卸载响应比的短临异常变化

将尹祥础固体潮加卸载响应比的理论和方法到地睛水位潮汐资料计算中,从岩石的应变与应力的非线性响应分析了井水位固体潮加卸载响应比的物理机理、从理论上论证了可以应用地下水位观测资料来计算加卸载响应比,并研究出利用地下水位对固体潮响应来计算加卸载响应比的方法。以此方法计算了山东省莒南井Ｌｕ－１４水位的固体潮加卸载响应比,分析了１９９５年苍山５．２级地震瓣后井水闰固体潮加卸载响应比的短临异常变化。     

本溪井水位固体潮畸变的研究

某些大震前本溪井水位会出现固体潮畸变现象,其出现时间与地震前驱波十分相似。多在震前一个星期以内,而其形态和到时也较为清晰。本文分析探讨了水位固体潮畸变的形态与特点、与震前水位趋势性异常及同震阶跃现象的关系,引起水位固体潮畸变的其它干扰因素排除方法,并对进一步利用多井震前固体潮畸变资料进行震前定位的可行性做了初步的分析和探讨。     

地下水位微动态资料的分析与处理

地下水位动态是各种因素综合作用的结果。研究含水岩体应力-应变造成的地下水动态(即微动态),不能单纯用地下水动力学方法进行分析,我们从其他学科引入一些方法,试图解决这个问题。当分离水位趋势变化和短周期变化时,用别尔采夫滤波方法;当分析并排除影响水位动态的相关因素时,用回归分析方法;分析水位固体潮的若干潮波时,用调和分析方法;综合预测水位动态,寻找异常时段时,用多道维纳滤波方法。最后,通过北京塔院井水位观测的具体震例,来说明资料处理对了解水位的正常动态、异常动态,提取地震前兆信息有实用意义     

南昌井水位对两次远大地震的异常反应及特征

南昌井是华南井网中的一口“动水位”观测井。含水层岩性为花岗片麻岩,属基岩裂隙承压水。该井水位对地壳应力应变反映灵敏。水位固体潮清晰,潮差为50—60mm。对一些远大地震井水位有明显的异常显示。如: 1986年11月15日05时20分在台湾花莲(北纬24.25°,东经112.9°)发生了7.6级地震。震中距井孔765km。震前南昌井水位在趋势下降的背景上于10月25日和10月31日出现两次上升,上升幅度分别为30和25mm,同时水位自记曲线出现台阶状变化。11月2日     

承压水井水位固体潮扩散方程的解和含水层参数的求定

本文在求解承压水井水位固体潮的扩散方程时增加了井孔压力的边界条件，使扩散方程更符合实际情况，从而得到在理论上更为完善的起潮力位与水位固体潮之间的关系式。文中讨论了气压作用于承压含水层的水力扩散方程和气压对水位固体潮的影响。导出了相位滞后与含水层参数的解析式，为求解含水层数建立了基础。根据水位固体潮观测资料与气压观测资料，在给定地球模型的勒夫数的情况下，全面地解决了求定观测井含水层参数的方法。并给出