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采用相关分析法研究降雨对水位的影响 张清秀 1 ， (1．福建省地震局分析预报中心 ， 福 建 陈 福 州 莹 1， 陈懿德 1， 黄晓华 2 50003； 2．福建省地震局厦门地震台 ， 福 建 厦 门 361003) 摘 要 ： 地下水位动态受降雨影响显著 ， 且 由于降雨的持续时间 、 强度和面积的不同 ， 由 降 雨 引起的水位变化形态也复杂多样 。 为 了 能 直观地判别降雨对水位的影响 ， 排除水位资料中降 雨 的 影 响 成 分 ， 本文采用水位月变化量与 降雨月累计值作相关分析后得到的余差值 ， 作 为 水 位微动态研究对象 。 选用与降雨关系分别 为 显 著 、 一 般 、 不相关的连江江南井 、 泉 州 局 一 号 井 、 福州浦东井水位进行分析 ， 结 果 显 示 水位月变化量均表现了高值异常 ， 异常与地震时间 的 对 应 关 系 有 3 个 震 前 异 常 ， 2 个 同 震 异 常 、 1 个 震 后 效 应 、 1 个 无 震 异 常 。 关 键 词 ： 水 位 月 变 化 量 ； 降 雨 影 响 ； 相 关 分 析 ； 高 值 异 常 中 图 分 类 号 ： P315.723 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： 1001-8662 （2012） 02-0104-08 引言 0 地震是地壳应力积累-释放的一 个 复 杂 过 程 ， 地下水位的异常动态变化与地震的孕育和 发展过程之间有着密切的成因 上 的 关 系[1]。 因 此 ， 在地震前兆观测中 ， 地下水位的动态观测 是重要手段之一 。 地下水位动态观测 ， 是指对水位随时间变化过程的测量 ， 测 量 的 结 果 常 以时间序列上某一时刻的水位数值来表示 。 但 是 ， 在 实 际 观 测 中 ， 水 位 还 受 到 降 雨 、 气 压 等气象因素的影响 ， 其中降雨影响较为突出 。 降雨影响可使水位呈现一 定 的 规 律 变 化 ， 每 逢 雨 季 ， 水位受到降雨渗入补给呈现上升趋势 ， 雨 季 过 后 ， 水 位 呈 现 下 降 趋 势 。 从 短 期 观 测结果分析 ， 集中强降雨影响时 ， 由于受到降雨附加应力的作用 ， 水位会出现突升-突 降 的 形 态 。 因 此 ， 为了寻找水位与地震成因的关系 ， 即地震前水位的微动态 变 化 ， 我 们 试 图 探 索排除降雨对水位的影响成分的方法 ， 以达到利用监测水位微动态变化预报地震的目的 。 原理与方法 1 原理 1.1 水位受降雨的影响表现为上升态势 。 但由于降雨的持续时间 、 强 度 、 面 积 的 不 同 ， 受 收 稿 日 期 ： 2011-12-30 作 者 简 介 ： 张 清 秀 ， 女 ， 1972 年 生 ， 工 程 师 ， 主要从事地震地下流体监测与研究. E-mail：  HYPERLINK mailto:yd036@163.com yd036@163.com 降雨影响的水位变化形态也变得复杂多样 例 如 ， 在 多 年 动 态 中 ， 由于每年的降雨量不 [2、3]。 同 ， 水位受降雨影响而呈现出的年变化幅度也不同 ； 且 在 一 年 中 ， 水 位 会随着雨季的变化 呈现季节性的变化规律 ， 以上这两种现象多是由降雨渗入补给引起的 。 而当遇到短时间的 集中强降雨时 ， 水位会出现突升-突降的变化形态 ， 这时水位的上升就不仅是降雨渗入补给 引 起 的 ， 同时还有降雨附加应力作用的结果 。 因 此 ， 水位受降雨影响是 复 杂 多 样 的 ， 利用水位观测值 ， 很难识别不同降雨类型对水位的影响[3、4]。 直 接 水位变化量是指某一时段内水位最高值与最低值的变化差值 。 假设某一时段水位最高 值 为 ymax， 最 低 值 为 ymin， 则这一时段的水位变化量 y=ymax-ymin， 因此水位变化量不受 该 井 水 位高低以及长时间水位累积变化的影响 。 在不受外界干扰的理想状态下 ， 一个观测井的水 位变化量是很稳定的 。 但在实际观测中 ， 水位变化量却总是出现高低起 伏 变 化 ， 其 中 重 要 因素之一是受到降雨的影响 。 假设该井只受降雨干扰 ， 那么如上文所述 ， 变化量为 y， 累积降雨量为 x， 则两者之间存在 y=f (x) 函数关系 。 某一时段的水位 如果我们能确定两者的相关方程式 ，