滨海地区潮汐对地下水位变化影响的统计学分析.pdf

水 利 学 报 年 月 第 卷 第 期 文章编号 滨海地区潮汐对地下水位变化影响的统计学分析 付丛生 陈建耀 曾松青 赵新锋 中山大学地理科学与规划学院水资源与环境研究中心 广东广州 广东省水文局汕头水文分局 广东汕头 珠海市环境保护监测站 广东珠海 摘要 本文采用互相关分析 谱分析 分解重构算法等理论与方法 利用实测的潮汐资料和观测井水位资料 并结合实测的电导数据 从统计学上分析计算了广东省珠海市唐家镇附近 滨海含水层地下水水位波动的原因以 及波动的位相 周期 振幅对海潮潮汐的响应 结果表明 微承压水和基岩裂隙水水位波动的原因均是含水层承受 的质量负荷随潮汐的变化而变化 微承压水水位波动相对海潮潮汐的位相延迟时间约为 基岩裂隙水约为 微承压水水位波动的周期组成成份比海潮潮汐略少 基岩裂隙水水位波动的周期组成成份与海潮潮汐基本 相同 微承压水水位波动的振幅约为海潮潮汐的 ? 左右 基岩裂隙水为 ? 左右 本研究区域海潮潮汐对浅层基 岩裂隙水水位波动的水平影响范围在 之内 关键词 潮汐 地下水位 互相关系数 谱分析 分解重构算法 珠海 中图分类号 文献标识码 研究背景 在全球环境变化和人类活动对环境影响日益显著的背景下 海陆相互作用研究已成为目前地学研 究领域的热点问题 国际上也有相应的研究计划 例如 海岸带陆海相互作用研究 简称 就是 国际全球环境变化人文因素计划 简称 和 国际地圈生物圈计划 简称 的核心计划 ?? ? 人们较早的注意到了海洋 湖泊 水库等水体的潮汐现象 同样人们也很早觉察到有时井水也像海 水 湖泊等水体一样 有涨有落 例如 我国清朝光绪年间 登州府志 记载过山东招远县南 里山顶有 潭 深不可测 朝夕潮生与海相应 年人们在牙买加海湾观测到的井水涨落幅度与引起其变化 的海潮波动幅度的比值在 左右 为了便于地震监测和预报 我国在 世纪 年代建立了全国地 震地下水监测网 世纪 年代初 已在 个省 市 自治区打了 口井 形成了一个以监测水位变 化为主的专业地下水监测井网 其中有一百多口国家级观测井可以观测到井水的潮汐现象 ?? ? 引起井水位潮汐波动的驱动力主要有 种 固体潮 液体潮和气体潮 固体潮对地下水的影响可大 致分为 种类型 月亮 太阳等天体的引潮力使地壳含水层的疏密程度发生变化 影响到含水层的孔 隙度 从而使地下水位发生变化 引起井水位的波动 天体引潮力使断裂岩层发生相对位移 从而对 处于断裂带的水井水位产生影响 液体潮主要是指海水的潮汐变化 气体潮是指大气压强因温度 湿 收稿日期 基金项目 国家自然科学基金 工程 与遥感的地学应用科技创新平台 中山大学后备重点基 金及第三期 项目资助 作者简介 付丛生 男 山东泰安人 博士生 主要从事人类活动影响下的流域水循环系统研究 度的改变而发生的变化 为了地震监测预报 国内学者在 世纪 年代中期开始对井水位的潮汐现象进行研究 例如 年张昭栋 郑金涵等研究了体膨胀固体潮对水井水位观测的影响 气压对水井水位观测的影 响 国内外潮汐与地下水位关系研究可大致分为物理机理过程与统计分析两方面 张昭栋 郑金涵等以地表水潮汐影响承压水井水位的偏微分方程为基础 对水井含水层的参数赋一 些可能的值 结合一定的边界条件 绘出了承压井水位地表潮汐荷载效率与位相滞后曲线 给出了承 压井水位和流量对地球固体潮