华北地区数字化井水温度潮汐响应初步研究

薛志芳 王　倩 佟　鑫 于春颂 郭建芳 王锐锋



华北地区数字化井水温度潮汐响应初步研究

薛志芳 王倩 佟鑫 于春颂 郭建芳 王锐锋

本文对华北地区能清晰记录到固体潮的13口井的井水温度进行了频谱分析和小波分析，分析结果清楚地显示了日波动和半日波动，提取到了水温固体潮半日波和周日波。

井水温度的潮汐现象，发现得较晚，井水温度的潮汐现象远没有井水位潮汐现象那样普遍，关于井水温度的有规律日变化动态，在国外、国内都有人作过研究 。上述研究，侧重于时间域观测曲线与理论曲线的简单对比及潮汐现象形成机理的理论推测，多为定性研究。对华北地区数字化井水温度潮汐效应的定量分析，如小波分析、调和分析等，现无人研究，尚属空白。

本文对华北地区能清晰记录到固体潮的13口井的井水温度进行固体潮半日波和周日波分析。

概况

通过“国家地震前兆台网中心”网站的“数据服务”，扫描华北地区数字化井水温度整点值观测数据，其中，“九五”及模拟观测数据为地热原始数据，“十五”观测数据为表层水温（下段）4313。收集能清晰记录到井水温度潮汐现象的观测数据。本文共收集到符合条件的13个台站的观测数据（见表1）。

按照平稳、连续且干扰因素少的原则选取观测资料，对于原始观测资料，剔除由于电源、雷电、调仪器等原因引起的突跳变化。对观测资料中的少量缺数，采用插值方法补数。

表1　能记录到固体潮的数字化井水温度观测台站

频谱分析

对整理后的观测数据（小时值）利用FFT变换进行了频谱分析，一些台站还能模糊判断三分之一波。这就表明数字化井水温度能够对微小的应变（如地球的潮汐变化）产生响应（见图1、图2、图3）。

小波分析

本文选取db4小波对宝坻、张道口、何家庄等13口井的数字化水温资料进行分析。

图1　张道口井水温频谱分析

图2　宝坻台水温频谱分析

图3　何家庄井水温频谱分析

图4　张道口井水温时值小波变换分析结果

图5　宝坻台水温时值小波变换分析结果

图6　滦县台水温时值小波变换分析结果

从图中可以看到，部分台站小波分析结果不太理想，在第二、三、四层中夹杂着干扰，压制了半日波和日波。经分析，认为是数据后期处理不恰当造成的。图4、图5、图6分别是张道口井、宝坻台、滦县台水温2001年6月24日—2002年4月12日的时值曲线和小波变换分析结果。

认识与讨论

尽管数字化井水温度观测数据的潮汐响应现象还有很多问题值得探讨，但华北地区这13口井数字化井水温度观测结果的确记录到了可以进行定量分析计算的固体潮响应现象。

致谢：本文章数据来自国家地震前兆台网中心网站，潮汐响应函数计算使用中国地震局基于GIS的地震分析预报系统，在此一并深表感谢。

薛志芳1王 倩1佟 鑫1于春颂1郭建芳1王锐锋2

1.河北省地震局秦皇岛中心台；2.河北省地震局张家口中心台

薛志芳（1978-）女，吉林大学地球探测科学与技术学院在职硕士研究生，河北省地震局秦皇岛中心台高级工程师，主要从事地震监测工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.005