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Yan Rui ) Huang Fuqiong ) Chen Yong ) ) China Earthquake Networks Center Beijing China) Institute of Earthquake Science Beijing China) Institute of Geophysics China Earthquake Administration Beijing China 《中国地震研究》2007,21(4)
Wavelet decomposition is used to analyze barometric fluctuation and earth tidal response in borehole water level changes. We apply wavelet analysis method to the decomposition of barometric fluctuation and earth tidal response into several temporal series in different frequency ranges. Barometric and tidal coefficients in different frequency ranges are computed with least squares method to remove barometric and tidal response. Comparing this method with general linear regression analysis method, we find wavelet analysis method can efficiently remove barometric and earth tidal response in borehole water level. Wavelet analysis method is based on wave theory and vibration theories. It not only considers the frequency characteristic of the observed data but also the temporal characteristic, and it can get barometric and tidal coefficients in different frequency ranges. This method has definite physical meaning. 相似文献
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小波分析在井水位的气压和潮汐改正中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
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。 相似文献
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小波变换是近年兴起的信号处理方法,具有良好的时频局部化特征。它不但可以准确地描述瞬变信号的局部特征,还可以通过多尺度变换,从不同频带上观察信号的特征。利用小波变换的以上特征将其运用于数字化水位观测资料不同频率潮汐波的分离、同震水震波及震前水位长周期“前驱波”的识别、干扰与同震效应的识别等方面,都取得了较好的效果。 相似文献
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计算井水位对固体潮和气压滞后响应的新方法 总被引：4，自引：0，他引：4
提出了一种计算井水位对固体潮和气压滞后响应的新方法.利用杜得森潮汐展开和泰勒级数展开,导出了计算井水位固体潮系数和气压系数以及滞后时间公式,并给出了考虑滞后影响的井水位固体潮和气压改正公式.利用该法处理了鲁03井水位和气压观测资料,求出该井水位固体潮系数为1.8mm/10~_(-3),水位对固体潮响应的滞后时间为1.53小时,气压系数为6.4mm/hPa,滞后时间为1.5小时。与以前的一般回归分析方法相比,改正后的水位中误差明显减小,改正效果较好。 相似文献
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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。 相似文献
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菏泽5＼9级地震前豫01井水位对气压和固体潮响应的变化 总被引：3，自引：1，他引：3
本文给出了一种处理井水位的新方法，它考虑了井水位对气压和固体潮响应的滞后影响。利用泰勒和杜得森展开法，导出了计算井水位气压系数，固体潮系数以及它们的滞后时间的公式，并给出了考虑滞后影响的井水位气压与固体潮改正公式。我们利用这一新方法处理了豫０１井１９８３年的观测资料，计算出每天的井水位固体潮，气压系数和它的滞后时间。该４种参数在１９８３年１１月７日菏泽Ｍｓ５．９级地震时大幅度变化。而且在地震前，后 相似文献
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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. 相似文献
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利用水位、 气压和理论固体潮数据, 采用卷积回归法中水位对气压的阶跃响应函数, 定量地分析和判定了华北北部板桥井、 大灰厂井、 黄骅井、 大甸子井、 丰镇井和三号地井的井-含水层系统的地下水类型, 并结合研究时段内各井的气压系数和M2波潮汐因子的结果进行了对比分析． 结果表明: ① 各井的滞后时间与阶跃响应函数之间存在明显的以e为底的指数函数关系, 且底数e的系数的正负决定了井-含水层系统的地下水类型; ② 承压井的阶跃响应函数随滞后时间的增大而增大, 且最佳阶跃响应函数值越大, 相应的气压系数和M2波潮汐因子也越大, 反之亦然; ③ 潜水井和半承压水井的阶跃响应函数随滞后时间的增大而减小, 其最佳阶跃响应函数与气压系数和M2波潮汐因子间的关系不明显, 可能与含水层的水力特性、 井孔结构及固体潮汐波的频率有关． 相似文献
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黄骅井水位对苏门答腊5次地震的同震响应初步研究 总被引：3，自引：2，他引：1
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. 相似文献
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深井水位对固体潮和气压的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
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 相似文献
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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。 相似文献
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Storage in confined aquifer: Spectral analysis of groundwater in responses to Earth tides and barometric effect 
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下载免费PDF全文 David Ching‐Fang Shih 《水文研究》2018,32(12):1927-1935
Dilatation of aquifer and associated water level fluctuation in groundwater well is known to be driven periodically from lunar, solar, or other tidal forces. Time‐dependent variables in groundwater system, such as water level, can be converted to power spectra in the frequency domain using Fourier transform to evaluate significant fluctuation. The major innovation of this research is to develop spectral representation in frequency domain for the groundwater system that the storage in confined aquifer can be determined considering dilatation affected by Earth tides and barometric effect. In order to verify applicability of the evolved method, time series of Earth tides and barograph are collected; aquifer storage is then determined inversely by selecting significant semidiurnal and diurnal components in spectra computation. It suggests that to discover groundwater storage using groundwater level with barograph and tidal potential of Earth in frequency domain becomes accessible and feasible. 相似文献
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依据超强台风 “利奇马” 的强度和时空演变特征,本文采用经验模态分解等方法系统地分析并揭示了该台风对我国东南沿海地区钻孔体应变影响的全貌,并在此基础上对台风扰动的机制进行了初步探讨。结果表明:① 台风演变过程中漏斗状的长周期气压波动,是造成钻孔体应变大幅张性变化的物理成因,且体应变对台风低压系统具有即时的线弹性响应特征,其变化形态与气压漏斗高度相似,弹性变形的持续时间与气压波动的历时较一致;② 在周期为103 h时,?18.2 hPa的气压变幅便可在地下62 m深处产生高达?112.1×10?9的体应变,该频点的气压影响系数为6.2×10?9/hPa;③ 在空间上,台风中心在980 km以外便能影响体应变观测,且随着台风的不断逼近或远离,其影响程度也相应地逐渐增强或减弱。 相似文献
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钻孔耦合对体应变观测的影响分析 总被引：4，自引：0，他引：4
利用三层厚壁筒组合模型,给出不同类型体应变的相互转换关系,分析模型参数变化对3类体应变仪观测的影响。通过对全国60多个台站的体应变观测资料分析,发现钻孔的气压系数与潮汐因子无简单对应关系。利用固体潮标定不同台站的体应变到统一系统的体应变,结果表明,多数台站存在体应变潮汐因子观测值比理论值明显偏小现象,推测可能与钻孔存在非完全耦合有关。 相似文献
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井水位的“记忆”滞后效应 总被引：5，自引：0，他引：5
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 相似文献
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对中国临夏台2013年至2014年两年的井水位和四分量钻孔应变资料进行了预处理以消除趋势与突跳.根据文献(Means,1982;Young and Budynas,2005),相互正交的两条测线的应变观测值之和等于面应变.文献(刘序俨等,1988)证明近地表的面应变的2/3等于体应变,因此,可由4分量钻孔应变观测值得到钻孔体应变,然后根据体应变与井水位观测资料,从时域和频域对该钻孔系统的性质进行了论证.结果表明,在时域,体应变与井水位高度负相关.钻孔系统的灵敏度为—0.1620mm/10-9.把两年中的某两个月份的两者时间坐标轴和纵轴比例尺放大,发现井水位曲线的峰/谷与体应变观测曲线的谷/峰一一对应,两者的相位滞后非常小.在频域内,本文采用Venedikov调和分析方法分别取得了井水位与体应变9个月的半日波与全日波数个波群的逐月潮汐因子与相位滞后,然后作简单计算,得到了钻孔系统对上述波群的灵敏度与相位滞后.结果表明9个月中大多数波群的灵敏度不但十分相近,且非常接近由时域得到的周年频率分量的灵敏度,但相位滞后误差较大,本文对此进行了分析,认为由反正切得到的相位滞后受计算误差影响较大,应以时域经审视所得的相位滞后接近于零为准.通过时域与频域的分析,表明井水位对体应变的响应基本是线性时不变的,论证了临夏台钻孔系统基本上满足了叠加性、齐次性与时不变性,基本上为一线性时不变系统. 相似文献
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中高频带地下水位对气压和固体潮的响应特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
我国前兆观测网络数字化改造的完成, 使得对地震地下水位观测的孕震信息提取和干扰因素排除的研究拓宽至更广的频率范围, 而对原有一些认识的重新考察也成为可能。 本文从中国地震前兆台网挑选出数据质量较好的10个台站, 分析各个台站2008年1月1日至5月11日的地下水位和气压资料及理论重力固体潮的频谱及其频域相关性特征, 并分析了地下水位对气压响应的时移。 结果表明, 中高频带地下水位对气压的响应没有低频带好, 两者相关性随周期的减小而减弱; 含水层岩性对中高频带地下水位的气压和固体潮响应特征有较大影响, 部分灰岩井在高频频段存在地下水位对气压响应异常的现象; 时移效应对水位的气压响应整体特征影响不大, 体现出两种信号自身的复杂性。 相似文献
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The effects of barometric pressure and earth tide changes are often observed in ground water level measurements. These disturbances can make aquifer test interpretation difficult by masking the small changes induced by aquifer testing at late times and great distances. A computer utility is now available that automatically removes the effects of barometric pressure and earth tides from water level observations using regression deconvolution. This procedure has been shown to remove more noise then traditional constant barometric efficiency techniques in both confined and unconfined aquifers. Instead of a single, instantaneous barometric efficiency, the procedure more correctly accounts for the lagged responses caused by barometric pressure and earth tide changes. Simultaneous measurements of water levels (or total heads) and nearby barometric pressures are required. As an additional option, the effects of earth tides can also be removed using theoretical earth tides. The program is demonstrated for two data sets collected at the Waste Isolation Pilot Plant, Carlsbad, New Mexico. The program is available free by request at http://www.hydrology.uga.edu/tools.html. 相似文献