川滇地区井水位潮汐响应特性分析

利用Baytap-G潮汐分析软件对川滇地区12口观测井数字化水位的长时序数据进行计算, 提取井水位潮汐响应特征参数(振幅比和相位差), 分析其形态、 阶段变化等特征, 探讨地震前后井水位潮汐响应特征参数的变化情况, 为深入分析井水位与固体潮、 气压之间响应关系的研究提供新的方法和途径。 结果表明, 泸沽湖井等10口受固体潮影响的井水位振幅比和相位差变化相对稳定; 而南溪井和大姚井受到气压-固体潮综合作用影响的井水位振幅比和相位差变化则比较离散。 其中江油川10井、 泸沽湖井、 东川井等3口井水位振幅比和相位差对大震的响应显著, 并给出了地震能量密度与这三口井水位M₂波相位差和振幅比的变化关系。     

云南曲靖井水位潮汐动态特征分析

以井-含水层系统潮汐理论为基础, 结合云南曲靖井水位观测资料实际情况, 利用Baytap-G提供的潮汐分析方法, 分别计算了曲靖井水位M2、 S2、 O1、 S1K1和M3共5个潮汐分波的振幅比、 相位和计算误差, 分析了井水位观测资料不同潮汐波振幅比和相位的动态变化特征, 认为能反映含水层参数的井水位潮汐振幅比和相位变化与附近的抽水和远距离大震引起的同震响应有关, 具体表现为, 2001年11月和2003年8月的振幅比和相位下降变化可能与抽水有关, 而几次大震后的井水位潮汐振幅比和相位小幅度上升和缓慢恢复过程, 则可能与中远场大震的地震波动力引起的含水层渗透系数增加有关．      

华蓥山地区4口井水位潮汐动态特征研究

本文选择沿华蓥山断裂带分布的荣昌等4口观测井,利用Baytap-G潮汐分析方法,计算各井水位和气压及理论固体潮的潮汐振幅谱,比较其潮汐频谱差异,通过对主要潮汐分波振幅的回归计算定量分析各井水位受气压潮和固体潮影响的大小。基于对井水位正常动态的认识,选择各井水位潮汐的主要分波,对井水位长时序数据进行分析计算,提取水位潮汐响应特征参数(振幅比和相位差),进而探讨特征参数动态变化特征。最后对井水位受气压潮和固体潮影响的差异原因进行了初步探讨。结果表明,荣昌井水位主要受气压作用的影响,北碚、大足、南溪三口井水位受固体潮-气压潮综合作用的影响,而荣昌井水位只受气压潮影响可能与该井所处含水层裂隙发育且该井未下设止水套管有关;荣昌井P_1S_1K_1波和南溪井M_2波振幅比和相位差在几次大震后没有明显变化,说明地震波没有使井孔与含水层之间的水流交换发生显著变化,而北碚井和大足井M_2波振幅比和相位差分别在汶川和芦山地震时发生变化,反映了地震波的疏通影响。     

潮汐水位振幅和位相变化研究及其在地下水异常分析中的应用

将多孔介质中井-含水层-隔水层的潮汐水位振幅和位相的计算公式推广到裂隙饱水岩体潮汐分析中,分析了裂隙含水层中井与裂隙,裂隙与微裂隙的潮汐孔压响应原理和水流交换过程,提取了影响裂隙含水层潮汐水位振幅和位相的主要因素,应用井-裂隙排水产生的井水位引潮高的振幅比A和位相差a2主要随径向等效导水系数T同向变化,裂隙和微裂隙(孔隙)排水产生的孔压-引潮高的振幅比D和位相差a1主要随不排水条件下微裂隙与裂隙间振幅比E' /E反向变化的规律,提出了潮汐井水位振幅和位相的8种不同变化类型,分析了不同类型所反映的含水层形变,并用于分析东川、弥勒和西昌川03等3口井井水位振幅和位相变化的成因.     

潮汐水位振幅和位相变化研究及其在地下水异常分析中的应用

将多孔介质中井-含水层-隔水层的潮汐水位振幅和位相的计算公式推广到裂隙饱水岩体潮汐分析中, 分析了裂隙含水层中井与裂隙, 裂隙与微裂隙的潮汐孔压响应原理和水流交换过程, 提取了影响裂隙含水层潮汐水位振幅和位相的主要因素, 应用井-裂隙排水产生的井水位-引潮高的振幅比A和位相差α₂主要随径向等效导水系数T同向变化, 裂隙和微裂隙(孔隙)排水产生的孔压-引潮高的振幅比D和位相差α₁主要随不排水条件下微裂隙与裂隙间振幅比E'/E反向变化的规律, 提出了潮汐井水位振幅和位相的8种不同变化类型, 分析了不同类型所反映的含水层形变, 并用于分析东川、 弥勒和西昌川03等3口井井水位振幅和位相变化的成因.      

小江断裂带中段和南段井水位变化与形变分析

应用井孔-裂隙、微裂隙(孔隙)水流交换产生的潮汐水位-固体潮的位相差和振幅变化理论,结合井水位变化,分析小江断裂带中段和南段的形变特征.裂隙承压含水层条件下,地震波和构造应力引起的形变能够引起潮汐水位分波位相差和振幅的变化.地震波引起含水层与井孔之间水流交换增大,疏通裂隙而使渗透率增大,震后井水位潮汐分波相位差提前,其后裂隙内沉积物重新堵塞裂隙,渗透率降低,位相差逐渐下降.位相差的长期趋势性变化反映出含水层在构造应力作用下的应变信息.小江断裂带中段和南段形变变化不同.断裂带中段地区,观测井位相差和振幅趋势性下降,表明该区段不仅有走滑特性,并且具有挤压特征.小江断裂带与红河断裂带交会地区观测井振幅和位相差稳定,表明该区域没有受到明显的挤压,形变不明显.     

地震观测井地下水埋藏类型判定方法及依据

基于井水位微动态数据及井水化学特性分析,参考井水位对气压的阶跃响应函数方法、频谱分析方法、潮汐波群相位超前或滞后方法、水-岩平衡状态分析方法,提出了地震观测井地下水埋藏类型判定方法及综合判定依据,并将其应用于川滇地区地下水埋藏类型的综合判定。结果表明：根据本文判定方法得出的地震观测井的地下水埋藏类型,与依据成井时的贮存埋藏条件判别得到的观测井的地下水埋藏类型有很多不一致,并对此进行了讨论。     

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.     

宁夏井水位固体潮调和分析结果及应用

系统研究了宁夏地震地下水观测井网中7口国家井的井水位固体潮效应。对7口井的观测资料进行了调和分析,给出了各井孔井水位固体潮主要潮汐波的潮汐参数。利用湖汐参数计算了各井孔含水层的某些物理力学参数,并对各井孔井-含水层系统探测地壳内应力应变状态的能力及利用井孔潮汐效应进行地震预报等问题进行了探讨     

垂向和径向排水的潮汐水位振幅和位相变化研究

本文根据岩石力学和地下水动力学理论, 分析了潮汐力作用下含水层与隔水层之间垂向水流交换过程, 并提出了垂向排水条件下含水层潮汐孔压-引潮高振幅比和位相差公式。 结合Hsieh等关于潮汐力作用下井水位对含水层孔压(体应变)的振幅比和位相差响应公式, 进一步推导了垂向和径向水流条件下井水位-引潮高的振幅比和位相差公式。 在径向和垂向排水条件下, 应用M2和O1波潮汐水位-引潮高振幅比和位相差的数值关系, 可以识别影响潮汐水位振幅和位相的主要因素。     

川06井水位固体潮效应变化初探

通过分析承压井孔储水效应对井水位固体潮效应(井潮)的影响, 重点研究了含水层储水系数S和导水系数T对潮汐排水响应的影响, 以探讨井潮变化形成的初步原因. 以川06井为例, 通过对实测井孔水位数据进行潮汐分析, 得到井孔储水效应引起的相对振幅A和相位移η, 进而分析A和η随时间变化的规律以及两者之间的关系. 结果表明, 井潮变化主要受井孔储水效应变化影响; 在潮汐排水响应阶段, 井潮主要受含水层导水系数T(或渗透系数K)影响, 而受储水系数S影响较小.      

Tidal Response Characteristics of the Well Water Level in the Sichuan-Yunnan Region

In this paper, the long time series data of the well water-level data of 12 wells in the Sichuan and Yunnan area is analyzed by the Baytap-G tidal analysis software, and well water level tidal response characteristic parameters (amplitude ratio and phase change) are extracted. We analyzed the features of the shape and stage change, and characteristic parameters of the tidal response of well water level before and after the earthquakes, which can provide a new method and approach to analyzing the response relationships between well water level and earth tide and barometric pressure. The results show that Luguhu Well and 9 other wells are affected by earth tides, and their well water level amplitude ratios and phases are relatively stable; the Nanxi Well and Dayao Well water level changes are affected by the barometric pressure combined with tide force, and their well water level amplitude ratios and phases are more discrete. The water level amplitude ratios and phases of Jiangyou Well, Luguhu Well and Dongchuan Well are significant to large earthquakes, and the relationship between seismic energy density and water level amplitude ratios and phases of M₂ wave of the three wells are presented.     

线弹性含水层井水位、孔压对引潮位响应的研究及其应用

应用线弹性介质力均衡方程,研究不排水条件下饱水岩体在潮汐力作用下的体应变,提出了承压含水层孔压对引潮高的线性响应方程,并给出了该方程响应系数(E)的物理意义.结合Hsieh 等(1987)提出的井水位对孔压响应的振幅比(A)和位相差(α1)公式,进一步推导出了井水位-引潮高振幅比M=EA和位相差α=α1+α2公式.M和...     

承压井水位观测系统对体应变的响应机制分析

本文基于弹性力学与流体静力学原理对承压含水层这种弹性孔隙介质在作用力激励下所作出的体应变响应的力学机制进行了较清晰深入的阐述与理论推导,得到了井水位系统的动力学方程,该方程表明井水位系统为一个零阶的放大环节,其传递函数为一常数,从而给出了在含水层孔隙度分别等于零和等于1情况下的井水位系统所允许的理论格值范围.鉴于井水位系统为一个天然体应变计,其维尼迪柯夫调和分析所得到的振幅比（或潮汐因子）即为该水井的传递函数（灵敏度）.由于半日波为水位观测资料的主项,而M2波又为半日波的主项,因此以M2波灵敏度的倒数作为该井水位系统的格值是较为可取的.在取得格值的基础上,本文利用福建5口水井2008年5月份的井水位分钟值对发生在5月12日的四川汶川地震所引起的同震阶变进行计算,四川汶川大地震所引起的这5口水井的水震波幅度与体应变潮汐波幅度约为10^-7~10^-8.     

Mechanical Response of Saturated Geological Rock Mass under Tidal Force

In this paper,the mechanical response of saturated geological rock under tidal force is explored by poroelastic theory.First,we use the free energy formula of saturated rock under a tidal force to study the relationships of pore pressure with stress,and stress with strain.Then we analyze the relationship between rock strain and tidal potential by the equilibrium differential equations of saturated rock under tidal force.Finally,we derive the physical relationship between the two parameters (pore pressure and tidal mean stress) of saturated rock and tidal potential.The relationship shows that:pore pressure is directly proportional with tidal potential,but tidal mean stress of saturated rock is inversely proportional with tidal potential.The ratio coefficient is related not only to the Lame coefficients of rock skeletons,but also to the Biot modulus.By using this model to analyze observational well water level of C-18 well which locates in Huili,Sichuan Province,the well level response coefficient (D) was estimated.This way,we derive the Skempton coefficient (B),the coefficient A and C which refer to the response coefficients of pore pressure and tidal stress to tidal potential respectively.Then we compare the differences among each coefficient in coupling and uncoupling conditions.It shows that for saturated rocks,the response of stress and pore pressure to earth tides is a product of coupling,and it is necessary to take into account the coupling effect when we study the mechanical response.The model will provide the basis not only for the study of mechanics and hydrodynamics of well-confined aquifer systems,and the mechanics of faulting under tidal force,but also for quantitative research of the triggering mechanism of tidal forces.     

四川地区地下水位对汶川地震的同震效应

系统地清理、分析了四川地区2008年汶川地震时在测水位观测到的同震效应.结果显示:汶川地震的水位同震效应以阶跃变化中的阶升变化为主,同时兼有持续缓慢变化、潮汐畸变变化、无变化、脉冲变化和突跳式变化.研究表明:阶升、阶降井点在空间上分布不均匀,相对于震中位置的关联性不强,但距离震中越近,阶升的台项越多.震时水位变化幅度不...     

Adaptability of the ocean and earth tidal models based on global observations of the superconducting gravimeters

As the gravity field is the most primary and direct physical quantity reflecting the density variation of the Earth’s interior and its geodynamic properties under various environmental changes and as the knowledge of the fine structure of the Earth’s interior and its geo-dynamics has a strong impact on space research, grav-ity observations become more and more important in Earth sciences. Therefore based on a global network of superconducting gravimeters (SGs), the Global Geo-dynamic Proje…